[并发编程中竞态条件的检测与解决方法]的搜索结果

...们可以进一步探讨现代并发编程中的其他高级同步机制及其在实际场景中的应用。例如，Java 5引入了java.util.concurrent包，其中提供了多种高效的并发工具类，如Semaphore（信号量）、ReentrantLock（可重入锁）以及BlockingQueue（阻塞队列），它们为复杂多线程环境下的资源控制提供了更强大的支持。 具体来说，在银行账户模型中，如果考虑更多的并发操作，如转账交易，那么显式锁（如ReentrantLock）可以提供更细粒度的控制，允许公平锁、非公平锁的选择，并且具备tryLock等灵活方法，以增强系统的响应能力和处理能力。另外，通过结合使用BlockingQueue，可以构建出生产者消费者模式，有效解决线程间数据交换的问题，确保存款请求与取款请求按照先进先出（FIFO）或其他策略有序进行处理。 同时，随着JDK版本的更新，Java内存模型（JMM）的完善以及对原子变量类（AtomicInteger、AtomicLong等）的支持，使得我们能够更好地理解和利用这些底层机制优化并行计算性能，降低死锁概率，提高系统整体并发效率。 此外，对于分布式系统中的银行账户模型，还可以研究分布式锁服务（如Redis或ZooKeeper提供的分布式锁机制），以应对集群环境下多个节点间的并发控制挑战，确保全局一致性。 综上所述，尽管基于wait和notify的经典线程同步方式在特定场合下依然适用，但不断发展的Java并发库为我们提供了更多与时俱进、更为高效且功能丰富的工具，帮助开发者构建更为稳健且高性能的并发程序。

...中如何更有效地避免和解决这些问题显得尤为重要。近期，Python社区发布了新的内存管理改进措施，通过优化垃圾回收机制以减少内存泄漏的风险，这使得开发者在处理大数据或长时间运行任务时能更好地把控程序内存占用情况。 同时，针对多线程编程中的安全问题，Python 3.9版本引入了新的并发工具与同步原语，如asyncio库的增强和contextvars模块的完善，帮助开发者更方便地处理多线程间的资源竞争和互斥问题，从而降低因并发控制不当引发段错误的可能性。 此外，对于递归深度过大的问题，除了限制递归调用层数外，还可以采用尾递归优化、循环替代递归等编程技巧，或者利用堆栈检查机制预防栈溢出。例如，一些现代Python解释器已经开始支持尾递归优化，为深递归场景提供更好的解决方案。 实践层面，Google V8引擎团队最近分享了一篇关于JavaScript（其内存管理和Python有相似之处）中的内存泄漏检测和修复策略的文章，其中的很多方法论同样适用于Python开发人员，有助于他们在实际项目中排查并修复潜在的段错误源头。 综上所述，持续关注Python语言的最新发展动态和技术文章，结合理论知识与实践经验，将有助于我们编写出更为健壮、稳定且高效的Python应用程序，有效规避诸如段错误这类严重影响程序运行的问题。

...吗？在咱们愉快地享受编程大冒险的过程中，难免会碰上些让人挠头的小插曲。这不，今天要说的就是其中一个让人有点摸不着头脑的问题——构建不同版本之间共享资源时，那些神出鬼没的混淆错误，是不是听起来就挺让人头疼的？这种问题在多线程环境或者数据结构设计这块儿可以说是时常冒个头，如果不妥善处理好它，那可是会大大影响到程序的稳定性和性能表现，甚至可能会让程序“闹脾气”、“拖后腿”的呢。让我们一起深入理解这个问题，并通过实例代码来揭示解决方案。 2. 变体间的资源共享与问题描述 在Kotlin中，我们可以使用枚举类或者 sealed class 创建一组变体，这些变体可能共享某些资源。例如： kotlin sealed class Resource { object SharedData : Resource() data class UniqueData(val value: String) : Resource() // 假设SharedData包含一个需要同步访问的计数器 val counter = AtomicInteger(0) fun incrementCounter() { counter.incrementAndGet() } } 在这个例子中，“SharedData”变体共享了一个“counter”资源。如果好几个线程同时跑过来，都想去改这个计数器的数值，那就可能引发一场“比赛”，我们称之为竞态条件。这样一来，计数器的结果就会乱成一团糟，就像好几只手同时在黑板上写数字，最后谁也不知道正确的答案是多少了。 3. 混淆错误实例分析 想象一下这样的场景，两个线程A和B同时操作Resource.SharedData： kotlin fun main() { val sharedResource = Resource.SharedData launch { // 这里假设launch是启动新线程的方法 for (i in 1..1000) { sharedResource.incrementCounter() } } launch { for (i in 1..1000) { sharedResource.incrementCounter() } } Thread.sleep(1000) // 等待所有线程完成操作 println("Final count: ${sharedResource.counter.get()}") // 这里的结果很可能不是2000 } 运行这段代码后，你可能会发现最终计数器的值并不是预期的2000。这就是典型的因并发访问共享资源导致的混淆错误。 4. 解决方案与实践 解决这类问题的关键在于引入适当的同步机制。在Kotlin中，我们可以使用synchronized关键字或者ReentrantLock等工具来保证资源的线程安全性。 下面是一个修复后的示例： kotlin sealed class Resource { object SharedData : Resource() { private val lock = Any() // 使用一个对象作为锁 fun incrementCounter() { synchronized(lock) { counter.incrementAndGet() } } } // ... } 通过synchronized关键字，我们确保了在同一时间只有一个线程可以访问和修改counter。这样就能避免上述的混淆错误。 5. 结语 在使用Kotlin进行开发时，尤其是在设计包含共享资源的变体时，我们必须时刻警惕潜在的并发问题。深入掌握并发控制这套“武林秘籍”，并且活学活用像synchronized这样的“独门兵器”，咱们就能妥妥地避免那些因为资源共享而冒出来的混淆错误，进而编写出更加结实耐造、稳如磐石的程序来。在编程道路上，每一次解决问题的过程都是一次成长的机会，让我们在实践中不断学习，不断进步吧！

...前加加和后加加在实际编程中应用广泛，但也需要注意以下几点： 1. 避免重复计算 在进行复杂的数学计算时，我们应该尽可能地避免重复计算，因为这样可以提高程序的运行效率。比如，在刚才提到的那个计算数组长度的例子，我们可以耍个小聪明，先用一个临时的小帮手（变量）把数组的长度记下来，而不是傻傻地每次都重新数一遍数组的元素个数来得到长度。 2. 注意边界条件 在使用循环结构时，我们应该特别注意边界条件，确保循环能够正常终止。比如，在刚才那个关于循环结构的例子，如果我们任性地把i的初始值定为5，那么这个循环就会无休止地转下去，这明显不是我们想要的结果啦。 3. 不要滥用前加加和后加加 尽管前加加和后加加是非常有用的运算符，但是我们也应该尽量避免滥用它们，因为过度依赖某种运算符会导致程序变得难以理解和维护。比如，在上面讲到的初始化变量的例子，其实咱们完全可以采用传统的循环方法，一样能达到相同的效果，压根没必要用到前缀递增或后缀递增的操作。 四、结论 总的来说，前加加和后加加是Java编程中非常重要的一部分，它们不仅提供了丰富的功能，而且也为我们的程序设计带来了更大的灵活性和便利性。不过呢，咱们也得留心眼儿，在使用这些运算符的时候可得多加小心，确保咱的程序既不出错又靠得住。同时呢，咱也得尝试各种各样的招数来解决实际问题，别老拘泥于一种方法或者技巧嘛，让思路活泛起来，多维度解决问题才更有趣儿！

...引言 在深入Go语言并发编程的世界中，我们常常会遇到一个核心问题：如何在多个goroutine之间安全、高效地共享和操作数据。尤其是在使用高性能的Web框架Go Iris时，这个问题尤为重要。本文将通过实例代码和探讨性话术，帮助你理解并掌握这一关键技能。 1. Goroutine与数据共享的挑战 首先，让我们明确一点，goroutine是Go语言轻量级的线程实现，它们在同一地址空间内并发运行。当我们在编程时，如果同时让多个小家伙（goroutine）去处理同一块数据，却又没给它们立规矩、做好同步的话，那可就乱套了。这些小家伙可能会争先恐后地修改数据，这就叫“数据竞争”。这样一来，程序的行为就会变得神神秘秘、难以预料，像是在跟我们玩捉迷藏一样。 go var sharedData int // 假设这是需要在多个goroutine间共享的数据 func main() { for i := 0; i < 10; i++ { go func() { sharedData++ // 这里可能会出现竞态条件，导致结果不准确 }() } time.Sleep(time.Second) // 等待所有goroutine执行完毕 fmt.Println(sharedData) // 输出的结果可能并不是预期的10 } 2. Go Iris中的数据共享策略 在Go Iris框架中，我们同样会面临多goroutine间的共享数据问题，比如在处理HTTP请求时，我们需要确保全局或上下文级别的变量在并发环境下正确更新。为了搞定这个问题，我们可以灵活运用Go语言自带的标准库里的sync小工具，再搭配上Iris框架的独特功能特性，双管齐下，轻松解决。 2.1 使用sync.Mutex进行互斥锁保护 go import ( "fmt" "sync" ) var sharedData int var mutex sync.Mutex // 创建一个互斥锁 func handleRequest(ctx iris.Context) { mutex.Lock() defer mutex.Unlock() sharedData++ fmt.Fprintf(ctx, "Current shared data: %d", sharedData) } func main() { app := iris.New() app.Get("/", handleRequest) app.Listen(":8080") } 在这个例子中，我们引入了sync.Mutex来保护对sharedData的访问。每次只有一个goroutine能获取到锁并修改数据，从而避免了竞态条件的发生。 2.2 利用Iris的Context进行数据传递 另一种在Go Iris中安全共享数据的方式是利用其内置的Context对象。你知道吗，每次发送一个HTTP请求时，就像开启一个新的宝藏盒子——我们叫它“Context”。这个盒子里呢，你可以存放这次请求相关的所有小秘密。重点是，这些小秘密只对发起这次请求的那个家伙可见，其他同时在跑的请求啊，都甭想偷瞄一眼，保证互不影响，安全又独立。 go func handleRequest(ctx iris.Context) { ctx.Values().Set("requestCount", ctx.Values().GetIntDefault("requestCount", 0)+1) fmt.Fprintf(ctx, "This is request number: %d", ctx.Values().GetInt("requestCount")) } func main() { app := iris.New() app.Get("/", handleRequest) app.Listen(":8080") } 在这段代码中，我们通过Context的Values方法在一个请求生命周期内共享和累加计数器，无需担心与其他请求冲突。 3. 结论与思考 在Go Iris框架中解决多goroutine间共享数据的问题，既可以通过标准库提供的互斥锁进行同步控制，也可以利用Iris Context本身的特性进行数据隔离。在实际项目中，应根据业务场景选择合适的解决方案，同时时刻牢记并发编程中的“共享即意味着同步”原则，以确保程序的正确性和健壮性。这不仅对Go Iris生效，更是我们在捣鼓Go语言，甚至任何能玩转并发编程的语言时，都得好好领悟并灵活运用的重要招数。

...ocument()方法替换原有的文档，而非addDocument()： java Term term = new Term("id", "123"); writer.updateDocument(term, updatedDoc); // 更新已存在的文档 最后，对于一些需要保证唯一性的场景，例如日志记录、订单编号等，可以考虑在索引建立阶段就设置IndexWriterConfig.setMergePolicy(NoDuplicatesMergePolicy.INSTANCE)，从而避免因并发写入导致的重复文档问题。 4. 深入探讨与应对策略 在实践中，处理DocumentAlreadyExistsException不仅关乎对Lucene机制的理解，更需要结合具体应用场景来制定解决方案。比如，我们可以设想这样一种方案：定制一个独特的错误处理机制，这样一来，只要系统一检测到这个异常情况，就会自动启动文档内容合并流程，或者更贴心地告诉你，哎呀，这份文档已经存在了，需要你提供一个新的文档编号。 此外，对于高并发环境下的索引更新，除了利用Lucene提供的API外，还需要引入适当的并发控制策略，如乐观锁、分布式锁等，确保在多线程环境下，也能正确无误地处理文档添加与更新操作。 总结起来，DocumentAlreadyExistsException在Apache Lucene中扮演着守护者角色，提醒我们在构建高效、精准的全文搜索服务的同时，也要注意维护数据的一致性与完整性。如果咱们能全面摸清这个异常状况，并且妥善应对处理，那么咱们的应用程序就会变得更皮实耐造，这样一来，用户体验也绝对会蹭蹭地往上提升，变得超赞！

...otlin中的协程与并发编程的高级技巧 嗨，朋友们！今天我们要聊的是一个非常酷的技术话题——Kotlin中的协程与并发编程。要是你对写那种跑得快又容易看懂的并发程序挺感兴趣的话，那你真的应该抽空读读这篇文章。咱们一起来挖一挖这个坑，看看怎么用Kotlin的协程让多线程编程变得轻松又愉快！ 1. 什么是协程？ 首先，我们得明确一下什么是协程。协程是一种轻量级的线程，它允许开发者在单个线程中管理多个任务。相比传统的多线程模型，协程更加灵活，也更容易控制。这么说吧，协程就像是在一个线程里开了好几个“小窗口”，每个窗口都忙着干不同的活儿，但它们共用同一个线程的资源。这样一来，就不用为了多干点活儿而去创建一堆线程，那样反而会拖慢速度。 思考一下： - 你有没有遇到过因为创建太多线程而导致应用程序变慢的情况？ - 如果有一种方式可以让你更高效地管理这些任务，你会不会感兴趣？ 2. 协程的基本使用 现在，让我们通过一些简单的代码来了解一下如何在Kotlin中使用协程。 kotlin import kotlinx.coroutines. fun main() = runBlocking { launch { // 在主线程中执行 println("Hello") } launch { delay(1000L) // 暂停1秒 println("World!") } } 上面这段代码展示了最基本的协程使用方法。我们用runBlocking开启了一个协程环境，然后在里面扔了两个launch，启动了两个协程一起干活。这两个协程会同时跑，一个家伙会马上蹦出“Hello”，另一个则要磨蹭个一秒钟才打出“World!”。这就是协程的酷炫之处——你可以像切西瓜一样轻松地同时处理多个任务，完全不用去管那些复杂的线程管理问题。 思考一下： - 你是否觉得这种方式比手动管理线程要简单得多？ - 如果你以前没有尝试过协程，现在是不是有点跃跃欲试了呢？ 3. 高级协程特性 挂起函数 接下来，我们来看看协程的另一个重要概念——挂起函数。挂起函数可是协程的一大绝招，用好了就能让你的协程暂停一下，而不会卡住整个线程，简直不要太爽！这对于编写非阻塞代码非常重要，尤其是在处理I/O操作时。 kotlin import kotlinx.coroutines. suspend fun doSomeWork(): String { delay(1000L) return "Done!" } fun main() = runBlocking { val job = launch { val result = doSomeWork() println(result) } // 主线程可以继续做其他事情... println("Doing other work...") job.join() // 等待协程完成 } 在这段代码中，doSomeWork是一个挂起函数，它会在执行到delay时暂停协程，但不会阻塞主线程。这样，主线程可以继续执行其他任务（如打印"Doing other work..."），直到协程完成后再获取结果。 思考一下： - 挂起函数是如何帮助你编写非阻塞代码的？ - 你能想象在你的应用中使用这种技术来提升用户体验吗？ 4. 协程上下文与调度器 最后，我们来谈谈协程的上下文和调度器。协程上下文包含了运行协程所需的所有信息，包括调度器、异常处理器等。调度器决定了协程在哪个线程上执行。Kotlin提供了多种调度器，如Dispatchers.Default用于CPU密集型任务，Dispatchers.IO用于I/O密集型任务。 kotlin import kotlinx.coroutines. fun main() = runBlocking { withContext(Dispatchers.IO) { println("Running on ${Thread.currentThread().name}") } } 在这段代码中，我们使用withContext切换到了Dispatchers.IO调度器，这样协程就会在专门处理I/O操作的线程上执行。这种方式可以帮助你更好地管理和优化协程的执行环境。 思考一下： - 你知道如何根据不同的任务类型选择合适的调度器吗？ - 这种策略对于提高应用性能有多大的影响？ 结语 好了，朋友们，这就是今天的分享。读了这篇文章后，我希望大家能对Kotlin里的协程和并发编程有个初步的认识，说不定还能勾起大家深入了解协程的兴趣呢！记住，编程不仅仅是解决问题，更是享受创造的过程。希望你们在学习的过程中也能找到乐趣！ 如果你有任何问题或者想了解更多内容，请随时留言交流。我们一起进步，一起成长！

...断开现象的深度剖析与解决方案 1. 引言 在实际开发过程中，我们经常会遇到Netty作为高性能网络通信框架，在实现客户端与服务器之间的稳定、高效连接时，出现客户端频繁异常断开的问题。这种情况犹如人际交往中的“突然冷场”，令人困扰且急需解决。这篇文会拽着你一起，像侦探破案那样挖掘这个问题背后可能藏着的“元凶”，并且咱们还会通过实实在在的代码实例，把它掰开揉碎了，好好研究探讨一番。 2. 问题描述及常见场景 首先，让我们描绘一下这个现象：在使用Netty构建的客户端应用中，客户端与服务器建立连接后，连接状态并未保持稳定，而是频繁地出现异常断开的情况。这可能导致数据传输中断，影响整个系统的稳定性与可靠性。 3. 可能的原因分析 (1) 网络环境不稳定：就像我们在拨打电话时会受到信号干扰一样，网络环境的质量直接影响到TCP连接的稳定性。例如，Wi-Fi信号波动、网络拥塞等都可能导致连接异常断开。 java EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); Bootstrap b = new Bootstrap(); b.group(workerGroup); b.channel(NioSocketChannel.class); b.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // 开启TCP保活机制以应对网络波动 (2) 心跳机制未配置或配置不合理：Netty支持心跳机制（如TCP KeepAlive）来检测连接是否存活，若未正确配置，可能导致连接被误判为已断开。 java b.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 30000); // 设置连接超时时间 b.handler(new ChannelInitializer() { @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline p = ch.pipeline(); p.addLast(new IdleStateHandler(60, 0, 0)); // 配置读空闲超时时间为60秒，触发心跳检查 // ... 其他处理器添加 } }); (3) 资源未正确释放：在客户端程序执行过程中，如果未能妥善处理关闭逻辑，如Channel关闭不彻底，可能会导致新连接无法正常建立，从而表现为频繁断开。 java channel.closeFuture().addListener((ChannelFutureListener) future -> { if (!future.isSuccess()) { log.error("Failed to close channel: {}", future.cause()); } else { log.info("Channel closed successfully."); } // ... 释放其他相关资源 }); 4. 解决方案与优化建议 针对上述可能的原因，我们可以从以下几个方面着手： - 增强网络监控与报警：当网络状况不佳时，及时调整策略或通知运维人员排查。 - 合理配置心跳机制：确保客户端与服务器之间的心跳包发送间隔、确认等待时间以及超时重连策略符合业务需求。 - 完善资源管理：在客户端程序设计时，务必确保所有网络资源（如Channel、EventLoopGroup等）都能在生命周期结束时得到正确释放，防止因资源泄露导致的连接异常。 - 错误处理与重试策略：对连接异常断开的情况制定相应的错误处理逻辑，并结合重试策略确保在一定条件下可以重新建立连接。 5. 结语 面对Netty客户端连接服务器时的异常断开问题，我们需要像侦探般抽丝剥茧，寻找背后的真实原因，通过细致的代码优化和完善的策略设计，才能确保我们的网络通信系统既稳定又健壮。在开发的这个过程里，每位开发者都该学会“把人放在首位”的思考模式，就像咱们平时处事那样，带着情感和主观感知去理解问题、解决问题。就好比在生活中，我们会积极沟通、不断尝试各种方法去维护一段友情或者亲情一样，让那些冷冰冰的技术也能充满人情味儿，更加有温度。

...困惑到掌握 在C++编程的世界里，类型不匹配是初学者常遇到的一个挑战。它通常出现在你尝试对不同类型的变量进行算术运算或者比较时。嘿，兄弟！这篇好货绝对能让你彻底搞懂这个概念，我们不光是讲大道理，还拿实际例子和代码来操练，就像你跟老朋友聊天一样，一步步从懵逼状态升级到驾轻就熟，轻松搞定！ 1. 理解基础 类型不匹配是什么？ 在C++中，类型不匹配指的是在尝试执行一个操作（如加法、减法、比较等）时，参与操作的变量没有相同的类型。这会导致编译器报错，指出类型不一致，因为你不能直接将不同类型的值相加、相减或比较它们的大小。 2. 实例一 简单的类型错误 让我们从一个简单的例子开始： cpp include int main() { int a = 5; float b = 3.14; std::cout << "a + b = " << a + b << std::endl; // 这里会出错 return 0; } 当你运行这段代码时，编译器会报告类型不匹配的错误，因为int类型和float类型不能直接相加。 3. 解决方案 类型转换 为了解决类型不匹配的问题，你可以使用C++提供的类型转换功能。最常见的是static_cast, dynamic_cast, reinterpret_cast, 和 const_cast。 示例二：使用类型转换 cpp include int main() { int a = 5; float b = 3.14; float result = static_cast(a) + b; // 首先将整型转换为浮点型 std::cout << "a + b = " << result << std::endl; return 0; } 通过static_cast(a)，我们将整型a转换为浮点型，然后与b相加，避免了类型不匹配的错误。 4. 深入探讨 类型安全与兼容性 类型转换不仅解决了问题，还涉及到了程序的类型安全性和兼容性。哎呀，兄弟，用对了类型转换，你的代码就像变魔术一样灵活，能适应各种场合，可是一不小心用多了，就像在厨房里放太多调料，味道可能就怪怪的，还可能影响速度，甚至有时候你都发现不了问题出在哪。所以啊，用类型转换得有个度，不能太贪心，适量就好！ 5. 实例三 类型转换与函数参数 考虑这样一个场景，你需要将不同的类型作为函数的参数传递，而这些类型之间可能存在转换的需求： cpp include template auto add(T a, U b) -> decltype(a + b) { return a + b; } int main() { int a = 5; float b = 3.14; auto result = add(a, b); std::cout << "a + b = " << result << std::endl; return 0; } 这里我们定义了一个模板函数add，它可以接受任意类型的参数，并且通过decltype确保了返回类型的一致性，即使输入类型不同。 6. 结论 从困惑到精通 通过以上的示例和讨论，我们可以看到类型不匹配在C++编程中的常见性和解决方法。哎呀，这事儿关键啊，就是得搞懂不同类型的转换规则，还有怎么在编程的时候机智地用上类型转换，这样子才能避免踩坑！就像是在玩变形金刚的游戏，知道怎么变形成不同的形态，才能在战斗中游刃有余，对吧？所以，这事儿可得仔细琢磨，别让小错误给你整得满头大汗的。随着实践的增多，你会逐渐习惯于处理这类问题，从而在编程过程中更加游刃有余。 编程是一门艺术，也是一门需要不断学习和实践的技能。哎呀，遇到C++这种语言的类型不匹配问题了？别急，咱得有点好奇心，敢想敢干才行！就像在探险一样，每次遇到难题都是新发现的机会。别怕动手尝试，多实践几次，你会发现，驾驭这门强大的语言其实挺有趣的。就像解开一个又一个谜题，每一次成功都让你成就感满满。别忘了，创作精彩代码，就跟做艺术品一样，需要点想象力和创意。加油，你肯定能做出让人眼前一亮的作品！

Java并发编程：从理论到实践的深度探索 随着现代软件系统的复杂性日益增加，多线程编程成为了构建高性能、高可用系统的关键技术之一。然而，多线程编程并非易事，它涉及到复杂的同步、互斥、并发控制等问题，稍有不慎就可能导致死锁、竞态条件等严重后果。Java作为一种广泛应用于企业级应用和大型分布式系统的编程语言，其并发编程能力尤其受到重视。本文旨在深入探讨Java并发编程的理论基础与实践应用，以期帮助开发者构建更加健壮、高效的多线程系统。 理论基础：Java并发工具与API Java提供了一系列强大的并发工具和API，如java.util.concurrent包下的ExecutorService、Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier等，这些工具能够帮助开发者更简洁、高效地实现并发控制。例如，ExecutorService提供了一种灵活的任务执行框架，支持线程池、任务提交、任务取消等功能，极大地简化了并发编程的实现过程。理解这些工具的工作原理和适用场景，是构建并发系统的第一步。 实践应用：案例分析与最佳实践 实践是检验理论的唯一标准。通过分析经典的并发编程案例，如生产者-消费者模型、银行账户余额更新等，可以深入了解并发控制的难点和解决方案。例如，在生产者-消费者模型中，通过合理使用信号量、锁等机制，可以避免资源竞争和死锁的发生。此外，遵循一些最佳实践，如使用原子变量、避免过早同步、合理设计线程间的通信方式等，可以在实践中有效减少并发编程的复杂性。 时效性与实时更新：并发编程的新趋势 随着云计算、大数据、人工智能等领域的快速发展，多线程编程的应用场景不断扩展，同时也带来了新的挑战。例如，异步编程、非阻塞算法、无锁编程等新兴技术正在逐步改变传统的并发编程范式。同时，JDK的不断迭代也引入了诸如NIO、Stream API、CompletableFuture等新特性，为并发编程提供了更多便利。因此，持续关注并发编程领域的最新研究动态和技术发展，对于提升系统性能、增强软件鲁棒性具有重要意义。 结语：从理论到实践的桥梁 Java并发编程是一门深奥且实用的技术，它既考验着开发者对语言特性的深刻理解，又要求具备良好的工程实践能力。通过理论学习与实践探索相结合的方式，可以逐步掌握并发编程的核心技巧，构建出既高效又稳定的多线程系统。在这个过程中，不断积累经验、反思错误、优化方案，是通往高手之路的必经之路。 通过本文的探讨，希望能激发读者对Java并发编程的兴趣，鼓励他们在实践中不断探索，最终成为精通并发编程的高手。

...极端情况下，如大规模并发读写、高延迟敏感应用或数据密集型查询时，仍然可能遇到性能瓶颈。优化生产者和消费者的配置、合理规划集群资源、以及采用适当的负载均衡策略是缓解这一问题的有效方法。 可用性与可靠性 Kafka以其高可用性和容错性著称，但这也带来了配置复杂度的增加。正确设置副本、分区策略、日志清理策略等参数对于保证系统的稳定运行至关重要。同时，随着数据安全和合规性要求的提高，确保数据在传输和存储过程中的完整性与隐私保护也是不容忽视的挑战。 数据一致性与实时性 在追求高吞吐量的同时，如何保证数据的一致性和实时性成为另一个焦点。Kafka通过引入事务、幂等性等特性提供了较好的解决方案，但实现这些功能往往需要额外的系统设计和编程努力。特别是在金融、医疗等对数据一致性要求极高的行业，选择合适的Kafka集成方案和实施策略显得尤为重要。 未来趋势与创新 面对不断变化的数据处理需求和技术发展趋势，Kafka也在持续进化。例如，Kafka Connect允许用户轻松地将数据源与目标连接起来，简化了数据集成流程；Kafka Streams提供了无状态流处理功能，使得构建复杂事件处理应用变得更加容易。此外，随着边缘计算和物联网设备的普及，Kafka正逐步向边缘节点扩展，以更高效地处理分布在不同地理位置的数据流。 结论 综上所述，Kafka在现代大数据处理领域扮演着不可或缺的角色，其应用范围和深度正在随着技术进步和市场需求的发展而不断拓展。然而，随着数据量的持续增长和处理需求的多样化，如何在保持性能、可靠性和安全性的同时，进一步优化Kafka的使用体验，将是未来研究和实践的重点方向。面对挑战，持续的技术创新和实践探索将成为推动Kafka乃至整个数据处理生态发展的关键力量。

...，只要你掌握了正确的方法和工具。就好比开车吧，谁没事不看看油还有多少，轮胎气足不足，引擎有没有毛病？这车才能跑得稳当。HBase集群也跟这差不多，咱们得时不时给它来个“体检”，确保一切正常运转。那么今天，我们就来聊聊怎么高效地检查HBase集群的性能。 --- 2. 第一步 从宏观到微观——整体性能概览 在检查HBase集群性能之前，我们需要先搞清楚几个核心指标。这些指标啊，就相当于HBase集群的“身体状况晴雨表”。只要瞅一眼这些数据，就能知道这个集群是健健康康的，还是出了啥问题。 2.1 关键指标有哪些？ - 吞吐量（Throughput）：每秒钟处理多少请求。 - 延迟（Latency）：一次操作完成所需的时间。 - Region分布：各个RegionServer上的Region是否均匀分布。 - GC时间：垃圾回收占用的时间比例。 - CPU利用率：集群中各节点的CPU使用率。 2.2 使用JMX监控 HBase提供了丰富的JMX接口，通过这些接口我们可以获取上述指标。比如说呀，你可以用 jconsole 这个工具连到你的 HBase 节点上，看看它的内存用得怎么样，GC 日志里有没有啥问题之类的。 示例代码： java import javax.management.MBeanServer; import javax.management.ObjectName; public class HBaseJMXExample { public static void main(String[] args) throws Exception { MBeanServer mbs = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer(); ObjectName name = new ObjectName("Hadoop:service=HBase,name=Master,sub=MasterStatus"); Integer load = (Integer) mbs.getAttribute(name, "AverageLoad"); System.out.println("当前HBase Master的平均负载：" + load); } } 这段代码展示了如何通过Java程序读取HBase Master的负载信息。虽然看起来有点复杂，但只要理解了基本原理，后续操作就简单多了！ --- 3. 第二步 深入分析——聚焦热点问题 当我们拿到整体性能数据后，接下来就需要深入分析具体的问题所在。这里我建议大家按照以下几个方向逐一排查： 3.1 Region分布不均怎么办？ 如果发现某些RegionServer的压力过大，而其他节点却很空闲，这可能是由于Region分布不均造成的。解决方法很简单，调整负载均衡策略即可。 示例代码： bash hbase shell balance_switch true 上面这条命令会开启自动负载均衡功能。当然，你也可以手动执行balancer命令强制进行一次平衡操作。 3.2 GC时间过长怎么办？ GC时间过长往往意味着内存不足。这时候你需要检查HBase的堆内存设置，并适当增加Xmx参数值。 示例代码： xml hbase.regionserver.heapsize 8g 将heapsize调大一些，看看是否能缓解GC压力。 --- 4. 第三步 实战演练——真实案例分享 为了让大家更直观地感受到性能优化的过程，我来分享一个真实的案例。有一天，我们团队收到用户的吐槽：“你们这个查询也太慢了吧？等得我花都谢了！”我们赶紧查看了一下情况，结果发现是RegionServer上某个Region在搞事情，一直在上演“你进我也进”的读写冲突大戏，把自己整成了个“拖油瓶”。 解决方案： 1. 首先，定位问题区域。通过以下命令查看哪些Region正在发生大量读写： sql scan 'hbase:metrics' 2. 然后，调整Compaction策略。如果发现Compaction过于频繁，可以尝试降低触发条件： xml hbase.hregion.majorcompaction 86400000 最终，经过一系列调整后，查询速度果然得到了显著提升。这种成就感真的让人欲罢不能！ --- 5. 结语 保持好奇心，不断学习进步 检查HBase集群的性能并不是一件枯燥无味的事情，相反，它充满了挑战性和乐趣。每次解决一个问题，都感觉是在玩拼图游戏，最后把所有碎片拼在一起的时候，那成就感真的太爽了，简直没法用语言形容！ 最后，我想说的是，无论你是刚入门的新手还是经验丰富的老手，都不要停止学习的步伐。HBase的技术栈非常庞大，每一次深入研究都会让你受益匪浅。所以，让我们一起努力吧！💪 希望这篇文章对你有所帮助，如果你还有任何疑问，欢迎随时来找我交流哦～

...处理 1 万个请求（并发连接 1 万）的问题 C1000K 是单机支持处理 100 万个请求（并发连接 100 万）的问题。 C10K C10K 问题最早由 Dan Kegel 在 1999 年提出。那时的服务器还只是 32 位系统，运行着 Linux 2.2 版本（后来又升级到了 2.4 和 2.6，而 2.6 才支持 x86_64），只配置了很少的内存（2GB）和千兆网卡。 怎么在这样的系统中支持并发 1 万的请求呢？ 从资源上来说，对 2GB 内存和千兆网卡的服务器来说，同时处理 10000 个请求，只要每个请求处理占用不到 200KB（2GB/10000）的内存和 100Kbit （1000Mbit/10000）的网络带宽就可以。 物理资源是足够的，是软件的问题，特别是网络的 I/O 模型问题。 I/O 的模型，文件 I/O和网络 I/O 模型也类似。 在 C10K 以前，Linux 中网络处理都用同步阻塞的方式，也就是每个请求都分配一个进程或者线程。 请求数只有 100 个时，这种方式自然没问题，但增加到 10000 个请求时，10000 个进程或线程的调度、上下文切换乃至它们占用的内存，都会成为瓶颈。 每个请求分配一个线程的方式不合适，为了支持 10000 个并发请求，有两个问题需要我们解决 第一，怎样在一个线程内处理多个请求，也就是要在一个线程内响应多个网络 I/O。以前的同步阻塞方式下，一个线程只能处理一个请求，到这里不再适用，是不是可以用非阻塞 I/O 或者异步 I/O 来处理多个网络请求呢？ 第二，怎么更节省资源地处理客户请求，也就是要用更少的线程来服务这些请求。是不是可以继续用原来的 100 个或者更少的线程，来服务现在的 10000 个请求呢？ I/O 模型优化 异步、非阻塞 I/O 的解决思路是我们在网络编程中经常用到的 I/O 多路复用（I/O Multiplexing） 两种 I/O 事件通知的方式：水平触发和边缘触发，它们常用在套接字接口的文件描述符中。 水平触发：只要文件描述符可以非阻塞地执行 I/O ，就会触发通知。也就是说，应用程序可以随时检查文件描述符的状态，然后再根据状态，进行 I/O 操作。 边缘触发：只有在文件描述符的状态发生改变（也就是 I/O 请求达到）时，才发送一次通知。这时候，应用程序需要尽可能多地执行 I/O，直到无法继续读写，才可以停止。如果 I/O 没执行完，或者因为某种原因没来得及处理，那么这次通知也就丢失了。 I/O 多路复用的方法有很多实现方法，我带你来逐个分析一下。 第一种，使用非阻塞 I/O 和水平触发通知，比如使用 select 或者 poll。 根据刚才水平触发的原理，select 和 poll 需要从文件描述符列表中，找出哪些可以执行 I/O ，然后进行真正的网络 I/O 读写。由于 I/O 是非阻塞的，一个线程中就可以同时监控一批套接字的文件描述符，这样就达到了单线程处理多请求的目的。所以，这种方式的最大优点，是对应用程序比较友好，它的 API 非常简单。 但是，应用软件使用 select 和 poll 时，需要对这些文件描述符列表进行轮询，这样，请求数多的时候就会比较耗时。并且，select 和 poll 还有一些其他的限制。 select 使用固定长度的位相量，表示文件描述符的集合，因此会有最大描述符数量的限制。比如，在 32 位系统中，默认限制是 1024。并且，在 select 内部，检查套接字状态是用轮询的方法，再加上应用软件使用时的轮询，就变成了一个 O(n^2) 的关系。 而 poll 改进了 select 的表示方法，换成了一个没有固定长度的数组，这样就没有了最大描述符数量的限制（当然还会受到系统文件描述符限制）。但应用程序在使用 poll 时，同样需要对文件描述符列表进行轮询，这样，处理耗时跟描述符数量就是 O(N) 的关系。 除此之外，应用程序每次调用 select 和 poll 时，还需要把文件描述符的集合，从用户空间传入内核空间，由内核修改后，再传出到用户空间中。这一来一回的内核空间与用户空间切换，也增加了处理成本。 有没有什么更好的方式来处理呢？答案自然是肯定的。 第二种，使用非阻塞 I/O 和边缘触发通知，比如 epoll。既然 select 和 poll 有那么多的问题，就需要继续对其进行优化，而 epoll 就很好地解决了这些问题。 epoll 使用红黑树，在内核中管理文件描述符的集合，这样，就不需要应用程序在每次操作时都传入、传出这个集合。 epoll 使用事件驱动的机制，只关注有 I/O 事件发生的文件描述符，不需要轮询扫描整个集合。 不过要注意，epoll 是在 Linux 2.6 中才新增的功能（2.4 虽然也有，但功能不完善）。由于边缘触发只在文件描述符可读或可写事件发生时才通知，那么应用程序就需要尽可能多地执行 I/O，并要处理更多的异常事件。 第三种，使用异步 I/O（Asynchronous I/O，简称为 AIO）。 在前面文件系统原理的内容中，我曾介绍过异步 I/O 与同步 I/O 的区别。异步 I/O 允许应用程序同时发起很多 I/O 操作，而不用等待这些操作完成。而在 I/O 完成后，系统会用事件通知（比如信号或者回调函数）的方式，告诉应用程序。这时，应用程序才会去查询 I/O 操作的结果。 异步 I/O 也是到了 Linux 2.6 才支持的功能，并且在很长时间里都处于不完善的状态，比如 glibc 提供的异步 I/O 库，就一直被社区诟病。同时，由于异步 I/O 跟我们的直观逻辑不太一样，想要使用的话，一定要小心设计，其使用难度比较高。 工作模型优化 了解了 I/O 模型后，请求处理的优化就比较直观了。 使用 I/O 多路复用后，就可以在一个进程或线程中处理多个请求，其中，又有下面两种不同的工作模型。 第一种，主进程 + 多个 worker 子进程，这也是最常用的一种模型。这种方法的一个通用工作模式就是：主进程执行 bind() + listen() 后，创建多个子进程；然后，在每个子进程中，都通过 accept() 或 epoll_wait() ，来处理相同的套接字。 比如，最常用的反向代理服务器 Nginx 就是这么工作的。它也是由主进程和多个 worker 进程组成。主进程主要用来初始化套接字，并管理子进程的生命周期；而 worker 进程，则负责实际的请求处理。我画了一张图来表示这个关系。 这里要注意，accept() 和 epoll_wait() 调用，还存在一个惊群的问题。换句话说，当网络 I/O 事件发生时，多个进程被同时唤醒，但实际上只有一个进程来响应这个事件，其他被唤醒的进程都会重新休眠。 其中，accept() 的惊群问题，已经在 Linux 2.6 中解决了； 而 epoll 的问题，到了 Linux 4.5 ，才通过 EPOLLEXCLUSIVE 解决。 为了避免惊群问题， Nginx 在每个 worker 进程中，都增加一个了全局锁（accept_mutex）。这些 worker 进程需要首先竞争到锁，只有竞争到锁的进程，才会加入到 epoll 中，这样就确保只有一个 worker 子进程被唤醒。 不过，根据前面 CPU 模块的学习，你应该还记得，进程的管理、调度、上下文切换的成本非常高。那为什么使用多进程模式的 Nginx ，却具有非常好的性能呢？ 这里最主要的一个原因就是，这些 worker 进程，实际上并不需要经常创建和销毁，而是在没任务时休眠，有任务时唤醒。只有在 worker 由于某些异常退出时，主进程才需要创建新的进程来代替它。 当然，你也可以用线程代替进程：主线程负责套接字初始化和子线程状态的管理，而子线程则负责实际的请求处理。由于线程的调度和切换成本比较低，实际上你可以进一步把 epoll_wait() 都放到主线程中，保证每次事件都只唤醒主线程，而子线程只需要负责后续的请求处理。 第二种，监听到相同端口的多进程模型。在这种方式下，所有的进程都监听相同的接口，并且开启 SO_REUSEPORT 选项，由内核负责将请求负载均衡到这些监听进程中去。这一过程如下图所示。 由于内核确保了只有一个进程被唤醒，就不会出现惊群问题了。比如，Nginx 在 1.9.1 中就已经支持了这种模式。 不过要注意，想要使用 SO_REUSEPORT 选项，需要用 Linux 3.9 以上的版本才可以。 C1000K 基于 I/O 多路复用和请求处理的优化，C10K 问题很容易就可以解决。不过，随着摩尔定律带来的服务器性能提升，以及互联网的普及，你并不难想到，新兴服务会对性能提出更高的要求。 很快，原来的 C10K 已经不能满足需求，所以又有了 C100K 和 C1000K，也就是并发从原来的 1 万增加到 10 万、乃至 100 万。从 1 万到 10 万，其实还是基于 C10K 的这些理论，epoll 配合线程池，再加上 CPU、内存和网络接口的性能和容量提升。大部分情况下，C100K 很自然就可以达到。 那么，再进一步，C1000K 是不是也可以很容易就实现呢？这其实没有那么简单了。 首先从物理资源使用上来说，100 万个请求需要大量的系统资源。比如， 假设每个请求需要 16KB 内存的话，那么总共就需要大约 15 GB 内存。 而从带宽上来说，假设只有 20% 活跃连接，即使每个连接只需要 1KB/s 的吞吐量，总共也需要 1.6 Gb/s 的吞吐量。千兆网卡显然满足不了这么大的吞吐量，所以还需要配置万兆网卡，或者基于多网卡 Bonding 承载更大的吞吐量。 其次，从软件资源上来说，大量的连接也会占用大量的软件资源，比如文件描述符的数量、连接状态的跟踪（CONNTRACK）、网络协议栈的缓存大小（比如套接字读写缓存、TCP 读写缓存）等等。 最后，大量请求带来的中断处理，也会带来非常高的处理成本。这样，就需要多队列网卡、中断负载均衡、CPU 绑定、RPS/RFS（软中断负载均衡到多个 CPU 核上），以及将网络包的处理卸载（Offload）到网络设备（如 TSO/GSO、LRO/GRO、VXLAN OFFLOAD）等各种硬件和软件的优化。 C1000K 的解决方法，本质上还是构建在 epoll 的非阻塞 I/O 模型上。只不过，除了 I/O 模型之外，还需要从应用程序到 Linux 内核、再到 CPU、内存和网络等各个层次的深度优化，特别是需要借助硬件，来卸载那些原来通过软件处理的大量功能。 C10M 显然，人们对于性能的要求是无止境的。再进一步，有没有可能在单机中，同时处理 1000 万的请求呢？这也就是 C10M 问题。 实际上，在 C1000K 问题中，各种软件、硬件的优化很可能都已经做到头了。特别是当升级完硬件（比如足够多的内存、带宽足够大的网卡、更多的网络功能卸载等）后，你可能会发现，无论你怎么优化应用程序和内核中的各种网络参数，想实现 1000 万请求的并发，都是极其困难的。 究其根本，还是 Linux 内核协议栈做了太多太繁重的工作。从网卡中断带来的硬中断处理程序开始，到软中断中的各层网络协议处理，最后再到应用程序，这个路径实在是太长了，就会导致网络包的处理优化，到了一定程度后，就无法更进一步了。 要解决这个问题，最重要就是跳过内核协议栈的冗长路径，把网络包直接送到要处理的应用程序那里去。这里有两种常见的机制，DPDK 和 XDP。 第一种机制，DPDK，是用户态网络的标准。它跳过内核协议栈，直接由用户态进程通过轮询的方式，来处理网络接收。 说起轮询，你肯定会下意识认为它是低效的象征，但是进一步反问下自己，它的低效主要体现在哪里呢？是查询时间明显多于实际工作时间的情况下吧！那么，换个角度来想，如果每时每刻都有新的网络包需要处理，轮询的优势就很明显了。比如： 在 PPS 非常高的场景中，查询时间比实际工作时间少了很多，绝大部分时间都在处理网络包； 而跳过内核协议栈后，就省去了繁杂的硬中断、软中断再到 Linux 网络协议栈逐层处理的过程，应用程序可以针对应用的实际场景，有针对性地优化网络包的处理逻辑，而不需要关注所有的细节。 此外，DPDK 还通过大页、CPU 绑定、内存对齐、流水线并发等多种机制，优化网络包的处理效率。 第二种机制，XDP（eXpress Data Path），则是 Linux 内核提供的一种高性能网络数据路径。它允许网络包，在进入内核协议栈之前，就进行处理，也可以带来更高的性能。XDP 底层跟我们之前用到的 bcc-tools 一样，都是基于 Linux 内核的 eBPF 机制实现的。 XDP 的原理如下图所示： 你可以看到，XDP 对内核的要求比较高，需要的是 Linux 4.8 以上版本，并且它也不提供缓存队列。基于 XDP 的应用程序通常是专用的网络应用，常见的有 IDS（入侵检测系统）、DDoS 防御、 cilium 容器网络插件等。 总结 C10K 问题的根源，一方面在于系统有限的资源；另一方面，也是更重要的因素，是同步阻塞的 I/O 模型以及轮询的套接字接口，限制了网络事件的处理效率。Linux 2.6 中引入的 epoll ，完美解决了 C10K 的问题，现在的高性能网络方案都基于 epoll。 从 C10K 到 C100K ，可能只需要增加系统的物理资源就可以满足；但从 C100K 到 C1000K ，就不仅仅是增加物理资源就能解决的问题了。这时，就需要多方面的优化工作了，从硬件的中断处理和网络功能卸载、到网络协议栈的文件描述符数量、连接状态跟踪、缓存队列等内核的优化，再到应用程序的工作模型优化，都是考虑的重点。 再进一步，要实现 C10M ，就不只是增加物理资源，或者优化内核和应用程序可以解决的问题了。这时候，就需要用 XDP 的方式，在内核协议栈之前处理网络包；或者用 DPDK 直接跳过网络协议栈，在用户空间通过轮询的方式直接处理网络包。 当然了，实际上，在大多数场景中，我们并不需要单机并发 1000 万的请求。通过调整系统架构，把这些请求分发到多台服务器中来处理，通常是更简单和更容易扩展的方案。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/qq_23864697/article/details/114626793。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...中，18行到20行为解决内存泄露问题的，那就是通过remove()将它消除了 / 弱引用遭到gc就会回收/import java.lang.ref.WeakReference;public class T03_WeakReference {public static void main(String[] args) {WeakReference<M> m = new WeakReference<>(new M());System.out.println(m.get());System.gc();System.out.println(m.get());ThreadLocal<M> tl = new ThreadLocal<>();tl.set(new M());tl.remove();} } 3、虚引用 虚引用 虚引用不是给开发人员用的，一般是给写JVM（java虚拟机，没有它java程序运行不了），Netty等技术大牛用的 虚引用，对象当被回收时，会将其放在队列中，此时我们监听到队列中有新值了，就知道有虚引用被回收了 此时我们要做相应的处理，虚引用指向的值，是无法直接get()获取的 虚引用使用场景 一般情况（其它情况暂时没什么用），虚引用指向堆外内存(直接被操作系统管理的内存)，JVM无法对其回收 当虚引用对象被回收时，JVM的垃圾回收无法自动回收堆外内存， 但是此时，虚引用对象被回收，会将其放在队列中 操作人员，看到队列中有对象被回收，就进行相应操作，回收堆内存 如何回收堆外内存 C和C++有函数可以用 java现在也提供了Unsafe类可以操作堆外内存，具体请参考上一篇博客，总之，JDK1.8只能通过反射来用，JDK1.9以上可以通过new Unsafe对象来用 Unsafe类的方法有： copyMemory():直接访问内存 allocateMemory():直接分配内存，这就必须手动回收内存了 freeMemory():回收内存 下面是一个虚引用例子，自己看吧，懂得自然懂，现在看不懂的，先收藏或者保存上，以后回来看 / 一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响， 也无法通过虚引用来获取一个对象的实例。 为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。 虚引用和弱引用对关联对象的回收都不会产生影响，如果只有虚引用活着弱引用关联着对象， 那么这个对象就会被回收。它们的不同之处在于弱引用的get方法，虚引用的get方法始终返回null, 弱引用可以使用ReferenceQueue,虚引用必须配合ReferenceQueue使用。 jdk中直接内存的回收就用到虚引用，由于jvm自动内存管理的范围是堆内存， 而直接内存是在堆内存之外（其实是内存映射文件，自行去理解虚拟内存空间的相关概念）， 所以直接内存的分配和回收都是有Unsafe类去操作，java在申请一块直接内存之后， 会在堆内存分配一个对象保存这个堆外内存的引用， 这个对象被垃圾收集器管理，一旦这个对象被回收， 相应的用户线程会收到通知并对直接内存进行清理工作。 事实上，虚引用有一个很重要的用途就是用来做堆外内存的释放， DirectByteBuffer就是通过虚引用来实现堆外内存的释放的。/import java.lang.ref.PhantomReference;import java.lang.ref.Reference;import java.lang.ref.ReferenceQueue;import java.util.LinkedList;import java.util.List;public class T04_PhantomReference {private static final List<Object> LIST = new LinkedList<>();private static final ReferenceQueue<M> QUEUE = new ReferenceQueue<>();public static void main(String[] args) {PhantomReference<M> phantomReference = new PhantomReference<>(new M(), QUEUE);new Thread(() -> {while (true) {LIST.add(new byte[1024 1024]);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();Thread.currentThread().interrupt();}System.out.println(phantomReference.get());} }).start();new Thread(() -> {while (true) {Reference<? extends M> poll = QUEUE.poll();if (poll != null) {System.out.println("--- 虚引用对象被jvm回收了 ---- " + poll);} }}).start();try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }} 2、容器 1、发展历史(一定要了解) map容器你需要了解的历史 JDK早期，java提供了Vector和Hashtable两个容器，这两个容器，很多操作都加了锁Synchronized，对于某些不需要用锁的情况下，就显得十分影响性能，所以现在基本没人用这两个容器，但是面试经常问这两个容器里面的数据结构等内容 后来，出现了HashMap，此容器完全不加锁，是用的最多的容器 但是完全不加锁未免不完善，所以java提供了如下方式，将HashMap变为加锁的 //通过Collections.synchronizedMap(HashMap)方法，将其变为加锁Map集合，其中泛型随意，UUID只是举例。static Map<UUID, UUID> m = Collections.synchronizedMap(new HashMap<UUID, UUID>()); 通过阅读源码发现，上面方法将HashMap变为加锁，也是使用Synchronized，只是锁的内容更细，但并不比HashTable效率高多少 所以衍生除了新的容器ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap 此容器，插入效率不如上面的，因为它做了各种判断和CAS，但是差距不是特别大 读取效率很高，100个线程同时访问，每个线程读取一百万次实测 Hashtable 39s ，SynchronizedHashMap 38s ，ConcurrentHashMap 1.7s 前两个将近40秒，ConcurrentHashMap只需要不到2s，由此可见此容器读取效率极高 2、为什么推荐使用Queue来做高并发 为什么推荐Queue（队列） Queue接口提供了很多针对多线程非常友好的API（offer ，peek和poll，其中BlockingQueue还添加了put和take可以阻塞），可以说专门为多线程高并发而创造的接口，所以一般我们使用Queue而不用List 以下代码分别使用链表LinkList和ConcurrentQueue，对比一下速度 LinkList用了5s多，ConcurrentQueue几乎瞬间完成 Concurrent接口就是专为多线程设计，多线程设计要多考虑Queue(高并发用)的使用，少使用List / 有N张火车票，每张票都有一个编号 同时有10个窗口对外售票 请写一个模拟程序 分析下面的程序可能会产生哪些问题？ 重复销售？超量销售？ 使用Vector或者Collections.synchronizedXXX 分析一下，这样能解决问题吗？ 就算操作A和B都是同步的，但A和B组成的复合操作也未必是同步的，仍然需要自己进行同步 就像这个程序，判断size和进行remove必须是一整个的原子操作 @author 马士兵/import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TicketSeller3 {static List<String> tickets = new LinkedList<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号：" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {synchronized(tickets) {if(tickets.size() <= 0) break;try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("销售了--" + tickets.remove(0));} }}).start();} }} 队列 import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class TicketSeller4 {static Queue<String> tickets = new ConcurrentLinkedQueue<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号：" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {String s = tickets.poll();if(s == null) break;else System.out.println("销售了--" + s);} }).start();} }} 3、多线程常用容器 1、ConcurrentHashMap(无序)和ConcurrentSkipListMap(有序，链表，使用跳表数据结构，让查询更快) 跳表：http://blog.csdn.net/sunxianghuang/article/details/52221913 import java.util.;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class T01_ConcurrentMap {public static void main(String[] args) {Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();//Map<String, String> map = new ConcurrentSkipListMap<>(); //高并发并且排序//Map<String, String> map = new Hashtable<>();//Map<String, String> map = new HashMap<>(); //Collections.synchronizedXXX//TreeMapRandom r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];CountDownLatch latch = new CountDownLatch(ths.length);long start = System.currentTimeMillis();for(int i=0; i<ths.length; i++) {ths[i] = new Thread(()->{for(int j=0; j<10000; j++) map.put("a" + r.nextInt(100000), "a" + r.nextInt(100000));latch.countDown();});}Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());try {latch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);System.out.println(map.size());} } 2、CopyOnWriteList（写时复制）和CopyOnWriteSet 适用于，高并发是，读的多，写的少的情况 当我们写的时候，将容器复制，让写线程去复制的线程写（写的时候加锁） 而读线程依旧去读旧的(读的时候不加锁) 当写完，将对象指向复制后的已经写完的容器，原来容器销毁 大大提高读的效率 / 写时复制容器 copy on write 多线程环境下，写时效率低，读时效率高 适合写少读多的环境 @author 马士兵/import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.Vector;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class T02_CopyOnWriteList {public static void main(String[] args) {List<String> lists = //new ArrayList<>(); //这个会出并发问题！//new Vector();new CopyOnWriteArrayList<>();Random r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];for(int i=0; i<ths.length; i++) {Runnable task = new Runnable() {@Overridepublic void run() {for(int i=0; i<1000; i++) lists.add("a" + r.nextInt(10000));} };ths[i] = new Thread(task);}runAndComputeTime(ths);System.out.println(lists.size());}static void runAndComputeTime(Thread[] ths) {long s1 = System.currentTimeMillis();Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());Arrays.asList(ths).forEach(t->{try {t.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} });long s2 = System.currentTimeMillis();System.out.println(s2 - s1);} } 3、synchronizedList和ConcurrentLinkedQueue package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class T04_ConcurrentQueue {public static void main(String[] args) {List<String> strsList = new ArrayList<>();List<String> strsSync = Collections.synchronizedList(strsList);//加锁ListQueue<String> strs = new ConcurrentLinkedQueue<>();//Concurrent链表队列，就是读快for(int i=0; i<10; i++) {strs.offer("a" + i); //add添加，但是不同点是，此方法会返回一个布尔值}System.out.println(strs);System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.poll());//取出，取完后将元素去除System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.peek());//取出，但是不会将元素从队列删除System.out.println(strs.size());//双端队列Deque} } 4、LinkedBlockingQueue 链表阻塞队列（无界链表，可以一直装东西，直到内存满（其实，也不是无限，其长度Integer.MaxValue就是上限，毕竟最大就这么大）） 主要体现在put和take方法，put添加的时候，如果队列满了，就阻塞当前线程，直到队列有空位，继续插入。take方法取的时候，如果没有值，就阻塞，等有值了，立马去取 import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T05_LinkedBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new LinkedBlockingQueue<>();static Random r = new Random();public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 100; i++) {try {strs.put("a" + i); //如果满了，当前线程就会等待（实现阻塞），等多会有空位，将值插入TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(r.nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "p1").start();for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {for (;;) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " take -" + strs.take()); //取内容，如果空了，当前线程就会等待（实现阻塞）} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "c" + i).start();} }} 5、ArrayBlockingQueue 有界阻塞队列（因为Array需要指定长度） import java.util.Random;import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_ArrayBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new ArrayBlockingQueue<>(10);static Random r = new Random();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 10; i++) {strs.put("a" + i);}//strs.put("aaa"); //满了就会等待，程序阻塞//strs.add("aaa");//strs.offer("aaa");strs.offer("aaa", 1, TimeUnit.SECONDS);System.out.println(strs);} } 6、特殊的阻塞队列1：DelayQueue 延时队列（按时间进行调度，就是隔多长时间运行，谁隔的少，谁先） 以下例子中，我们添加线程到队列顺序为t12345，正常情况下，会按照顺序运行，但是这里有了延时时间，也就是时间越短，越先执行 步骤很简单，拿到延时队列 指定构造方法 继承 implements Delayed 重写 compareTo和getDelay import java.util.Calendar;import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.DelayQueue;import java.util.concurrent.Delayed;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T07_DelayQueue {static BlockingQueue<MyTask> tasks = new DelayQueue<>();static Random r = new Random();static class MyTask implements Delayed {String name;long runningTime;MyTask(String name, long rt) {this.name = name;this.runningTime = rt;}@Overridepublic int compareTo(Delayed o) {if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS))return -1;else if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) return 1;else return 0;}@Overridepublic long getDelay(TimeUnit unit) {return unit.convert(runningTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);}@Overridepublic String toString() {return name + " " + runningTime;} }public static void main(String[] args) throws InterruptedException {long now = System.currentTimeMillis();MyTask t1 = new MyTask("t1", now + 1000);MyTask t2 = new MyTask("t2", now + 2000);MyTask t3 = new MyTask("t3", now + 1500);MyTask t4 = new MyTask("t4", now + 2500);MyTask t5 = new MyTask("t5", now + 500);tasks.put(t1);tasks.put(t2);tasks.put(t3);tasks.put(t4);tasks.put(t5);System.out.println(tasks);for(int i=0; i<5; i++) {System.out.println(tasks.take());//获取的是toString方法返回值} }} 7、特殊的阻塞队列2：PriorityQueque 优先队列（二叉树算法，就是排序） import java.util.PriorityQueue;public class T07_01_PriorityQueque {public static void main(String[] args) {PriorityQueue<String> q = new PriorityQueue<>();q.add("c");q.add("e");q.add("a");q.add("d");q.add("z");for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println(q.poll());} }} 8、特殊的阻塞队列3：SynchronusQueue 同步队列(线程池用处非常大) 此队列容量为0，当插入元素时，必须同时有个线程往外取 就是说，当你往这个队列里面插入一个元素，它就拿着这个元素站着(阻塞)，直到有个取元素的线程来，它就把元素交给它 就是用来同步数据的，也就是线程间交互数据用的一个特殊队列 package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.SynchronousQueue;public class T08_SynchronusQueue { //容量为0public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BlockingQueue<String> strs = new SynchronousQueue<>();new Thread(()->{//这个线程就是消费者，来取值try {System.out.println(strs.take());//和同步队列要值} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.put("aaa"); //阻塞等待消费者消费，就拿着aaa站着，等线程来取//strs.put("bbb");//strs.add("aaa");System.out.println(strs.size());} } 9、特殊的阻塞队列4：TransferQueue 传递队列 此队列加入了一个方法transfer()用来向队列添加元素 但是和put()方法不同的是，put添加完元素就走了 而这个方法，添加完自己就阻塞了，直到有人将这个元素取走，它才继续工作(省去我们手动阻塞) import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;public class T09_TransferQueue {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {LinkedTransferQueue<String> strs = new LinkedTransferQueue<>();new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.transfer("aaa");//放东西到队列，同时阻塞等待消费者线程，取走元素//strs.put("aaa");//如果用put就和普通队列一样，放完东西就走了/new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();/} } 3、线程池 线程池 由于单独创建线程，十分影响效率，而且无法对线程集中管理，一旦疏落，可能线程无限执行，浪费资源 线程池就是一个存储线程的游泳池，而每个线程就是池子里面的赛道 池子里的线程不执行任何任务，只是提供一个资源 而谁提交了任务，比如我想来游泳，那么池子就给你一个赛道，让你游泳 比如它想练憋气，那么给它一个赛道练憋气 当他们用完，走了，那么后面其它人再过来继续用 这就是线程池，始终只有这几个线程，不做实现，而是借用这几个线程的用户，自己掌控用这些线程资源做什么（提交任务给线程,线程空闲就帮他们完成任务） 线程池的两种类型（两类，不是两个） ThreadPoolExecutor（简称TPE） ForkJoinPool（分解汇总任务(将任务细化，最后汇总结果)，少量线程执行多个任务（子任务，TPE做不到先执行子任务），CPU密集型） Executors（注意这后面有s） 它可以说是线程池工厂类，我们一般通过它创建线程池，并且它为我们封装了线程 1、常用类 Executor ExecutorService 扩展了execute方法，具有一个返回值 规定了异步执行机制，提供了一些执行器方法，比如shutdown()关闭等 但是它不知道执行器中的线程何时执行完 Callable 对Runnable进行了扩展,实现Callable的调用，可以有返回值，表示线程的状态 但是无法返回线程执行结果 Future 获得未来线程执行结果 由此，我们可以得知线程池基本的一个使用步骤 其中service.submit（）:为异步提交，也就是说，主线程该干嘛干嘛，我是异步执行的，和同步不一样（当前线程执行完，主线程才能继续执行，叫同步） futuer.get():获取结果集结果，此时因为异步，主线程执行到这里，结果集可能还没封装好，所以此时如果没有值，就阻塞，直到结果集出来 public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {Callable<String> c = new Callable() {@Overridepublic String call() throws Exception {return "Hello Callable";} };ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();Future<String> future = service.submit(c); //异步System.out.println(future.get());//阻塞service.shutdown();} 2、FutureTask 可充当任务的结果集 上面我们介绍Future是用来得到任务的执行结果的 而FutureTask，可以当做一个任务用，并且返回任务的结果，也就是可以跑线程，然后还可以得到线程结果 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(()->{TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);return 1000;}); //new Callable () { Integer call();}new Thread(task).start();System.out.println(task.get()); //阻塞} 3、CompletableFuture 非常灵活的任务结果集 一个非常灵活的结果集 他可以将很多执行不同任务的线程的结果进行汇总 比如一个网站，它可以启动多个线程去各大电商网站，比如淘宝，京东，收集某些或某一个商品的价格 最后，将获取的数据进行整合封装 最终，客户就可以通过此网站，获取某类商品在各网站的价格信息 / 假设你能够提供一个服务 这个服务查询各大电商网站同一类产品的价格并汇总展示 @author 马士兵 http://mashibing.com/import java.io.IOException;import java.util.Random;import java.util.concurrent.CompletableFuture;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_01_CompletableFuture {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {long start, end;/start = System.currentTimeMillis();priceOfTM();priceOfTB();priceOfJD();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use serial method call! " + (end - start));/start = System.currentTimeMillis();CompletableFuture<Double> futureTM = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM());CompletableFuture<Double> futureTB = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTB());CompletableFuture<Double> futureJD = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfJD());CompletableFuture.allOf(futureTM, futureTB, futureJD).join();//当所有结果集都获取到，才汇总阻塞CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM()).thenApply(String::valueOf).thenApply(str-> "price " + str).thenAccept(System.out::println);end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use completable future! " + (end - start));try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }private static double priceOfTM() {delay();return 1.00;}private static double priceOfTB() {delay();return 2.00;}private static double priceOfJD() {delay();return 3.00;}/private static double priceOfAmazon() {delay();throw new RuntimeException("product not exist!");}/private static void delay() {int time = new Random().nextInt(500);try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.printf("After %s sleep!\n", time);} } 4、TPE型线程池1：ThreadPoolExecutor 原理及其参数 线程池由两个集合组成，一个集合存储线程，一个集合存储任务 存储线程：可以规定大小，最多可以有多少个，以及指定核心线程数量（不会被回收） 任务队列：存储任务 细节：初始线程池没有线程，当有一个任务来，线程池起一个线程，又有一个任务来，再起一个线程，直到达到核心线程数量 核心线程数量达到时，新来的任务将存储到任务队列中等待核心线程处理完成，直到任务队列也满了 当任务队列满了，此时再次启动一个线程（非核心线程，一旦空闲，达到指定时间将会消失），直到达到线程最大数量 当线程容器和任务容器都满了，又来了线程，将会执行拒绝策略 上面的细节涉及的所有步骤内容，均由创建线程池的参数执行 下面是ThreadPoolExecutor构造方法参数的源码注释 / 用给定的初始值，创建一个新的线程池 @param corePoolSize 核心线程数量 @param maximumPoolSize 最大线程数量 @param keepAliveTime 当线程数大于核心线程数量时，空闲的线程可生存的时间 @param unit 时间单位 @param workQueue 任务队列，只能包含由execute提交的Runnable任务 @param threadFactory 工厂，用于创建线程给线程池调度的工厂，可以自定义 @param handler 拒绝策略(可以自定义，JDK默认提供4种)，当线程边界和队列容量已经满了，新来线程被阻塞时使用的处理程序/public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) JDK提供的4种拒绝策略，不常用，一般都是自己定义拒绝策略 Abort：抛异常 Discard：扔掉，不抛异常 DiscardOldest：扔掉排队时间最久的（将队列中排队时间最久的扔掉，然后让新来的进来） CallerRuns：调用者处理任务（谁通过execute方法提交任务，谁处理） ThreadPoolExecutor继承关系 继承关系：ThreadPoolExecutor->AbstractExectorService类->ExectorService接口->Exector接口 Executors（注意这后面有s） 它可以说是线程池工厂类，我们一般通过它创建线程池，并且它为我们封装了线程 看看下面创建线程池，哪里用到了它 使用实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.;public class T05_00_HelloThreadPool {static class Task implements Runnable {private int i;public Task(int i) {this.i = i;}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Task " + i);try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }@Overridepublic String toString() {return "Task{" +"i=" + i +'}';} }public static void main(String[] args) {ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4,60, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());//创建线程池，核心2个，最大4个，空闲线程存活时间60s，任务队列容量4，使用默认线程工程，创建线程。拒绝策略是JDK提供的for (int i = 0; i < 8; i++) {tpe.execute(new Task(i));//供提交8次任务}System.out.println(tpe.getQueue());//查看任务队列tpe.execute(new Task(100));//提交新的任务System.out.println(tpe.getQueue());tpe.shutdown();//关闭线程池} } 5、TPE型线程池2：SingleThreadPool 单例线程池(只有一个线程) 为什么有单例线程池 有任务队列，有线程池管理机制 Executors（注意这后面有s） 它可以说是线程池工厂类，我们一般通过它创建线程池，并且它为我们封装了线程 看看下面哪里用到了它 /创建单例线程池，扔5个任务进去，查看输出结果，看看有几个线程执行任务/import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});} }} 6、TPE型线程池3：CachedPool 缓存，存储线程池 此线程池没有核心线程，来一个任务启动一个线程（最多Integer.MaxValue，不会放在任务队列，因为任务队列容量为0），每个线程空闲后，只能活60s 实例 import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();//通过Executors获取池子for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{//提交任务System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});}service.shutdown();} } 7、TPE型线程池4：FixedThreadPool 固定线程池 此线次池，用于创建一个固定线程数量的线程池，不会回收 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;public class T09_FixedThreadPool {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {//并发执行long start = System.currentTimeMillis();getPrime(1, 200000); long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并发执行耗费时间final int cpuCoreNum = 4;//并行执行ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNum);MyTask t1 = new MyTask(1, 80000); //1-5 5-10 10-15 15-20MyTask t2 = new MyTask(80001, 130000);MyTask t3 = new MyTask(130001, 170000);MyTask t4 = new MyTask(170001, 200000);Future<List<Integer>> f1 = service.submit(t1);Future<List<Integer>> f2 = service.submit(t2);Future<List<Integer>> f3 = service.submit(t3);Future<List<Integer>> f4 = service.submit(t4);start = System.currentTimeMillis();f1.get();f2.get();f3.get();f4.get();end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并行耗费时间}static class MyTask implements Callable<List<Integer>> {int startPos, endPos;MyTask(int s, int e) {this.startPos = s;this.endPos = e;}@Overridepublic List<Integer> call() throws Exception {List<Integer> r = getPrime(startPos, endPos);return r;} }static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;}static List<Integer> getPrime(int start, int end) {List<Integer> results = new ArrayList<>();for(int i=start; i<=end; i++) {if(isPrime(i)) results.add(i);}return results;} } 8、TPE型线程池5：ScheduledPool 预定，延时线程池 根据延时时间（隔多长时间后运行），排序，哪个线程先执行,用户只需要指定核心线程数量 此线程池返回的池对象，和提交任务方法都不一样，比较涉及到时间 import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T10_ScheduledPool {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(4);service.scheduleAtFixedRate(()->{//提交延时任务try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(new Random().nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName());}, 0, 500, TimeUnit.MILLISECONDS);//指定延时时间和单位，第一个任务延时0毫秒，之后的任务，延时500毫秒} } 9、手写拒绝策略小例子 import java.util.concurrent.;public class T14_MyRejectedHandler {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(4, 4,0, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(6),Executors.defaultThreadFactory(),new MyHandler());//将手写拒绝策略传入}static class MyHandler implements RejectedExecutionHandler {//1、继承RejectedExecutionHandler@Overridepublic void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {//2、重写方法//log("r rejected")//伪代码，表示通过log4j.log()报一下日志，拒绝的时间，线程名//save r kafka mysql redis//可以尝试保存队列//try 3 times //可以尝试几次，比如3次，重新去抢队列，3次还不行就丢弃if(executor.getQueue().size() < 10000) {//尝试条件，如果size>10000了,就执行拒绝策略//try put again();//如果小于10000，尝试将其放到队列中} }} } 10、ForkJoinPool线程池1：ForkJoinPool 前面我们讲过线程分为两大类，TPE和FJP ForkJoinPool（分解汇总任务(将任务细化，最后汇总结果)，少量线程执行多个任务（子任务，TPE做不到先执行子任务），CPU密集型） 适合将大任务切分成多个小任务运行 两个方法，fork()：分子任务，将子任务分配到线程池中 join()：当前任务的计算结果，如果有子任务，等子任务结果返回后再汇总 下面实例实现，一百万个随机数求和，由两种方法实现，一种ForkJoinPool分任务并行，一种使用单线程做 import java.io.IOException;import java.util.Arrays;import java.util.Random;import java.util.concurrent.ForkJoinPool;import java.util.concurrent.RecursiveAction;import java.util.concurrent.RecursiveTask;public class T12_ForkJoinPool {//1000000个随机数求和static int[] nums = new int[1000000];//一堆数static final int MAX_NUM = 50000;//分任务时，每个任务的操作量不能多于50000个，否则就继续细分static Random r = new Random();//使用随机数将数组初始化static {for(int i=0; i<nums.length; i++) {nums[i] = r.nextInt(100);}System.out.println("---" + Arrays.stream(nums).sum()); //stream api 单线程就这么做，一个一个加}//分任务，需要继承，可以继承RecursiveAction(不需要返回值，一般用在不需要返回值的场景)或//RecursiveTask(需要返回值，我们用这个，因为我们需要最后获取求和结果)两个更好实现的类，//他俩继承与ForkJoinTaskstatic class AddTaskRet extends RecursiveTask<Long> {private static final long serialVersionUID = 1L;int start, end;AddTaskRet(int s, int e) {start = s;end = e;}@Overrideprotected Long compute() {if(end-start <= MAX_NUM) {//如果任务操作数小于规定的最大操作数，就进行运算，long sum = 0L;for(int i=start; i<end; i++) sum += nums[i];return sum;//返回结果} //如果分配的操作数大于规定，就继续细分（简单的重中点分，两半）int middle = start + (end-start)/2;//获取中间值AddTaskRet subTask1 = new AddTaskRet(start, middle);//传入起始值和中间值，表示一个子任务AddTaskRet subTask2 = new AddTaskRet(middle, end);//中间值和结尾值，表示一个子任务subTask1.fork();//分任务subTask2.fork();//分任务return subTask1.join() + subTask2.join();//最后返回结果汇总} }public static void main(String[] args) throws IOException {/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();AddTask task = new AddTask(0, nums.length);fjp.execute(task);/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();//创建线程池AddTaskRet task = new AddTaskRet(0, nums.length);//创建任务fjp.execute(task);//传入任务long result = task.join();//返回汇总结果System.out.println(result);//System.in.read();} } 11、ForkJoinPool线程池2：WorkStealingPool 任务偷取线程池 原来的线程池，都是有一个任务队列，而这个不同，它给每个线程都分配了一个任务队列 当某一个线程的任务队列没有任务，并且自己空闲，它就去其它线程的任务队列中偷任务，所以叫任务偷取线程池 细节：当线程自己从自己的任务队列拿任务时，不需要加锁，但是偷任务时，因为有两个线程，可能发生同步问题，需要加锁 此线程继承FJP 实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T11_WorkStealingPool {public static void main(String[] args) throws IOException {ExecutorService service = Executors.newWorkStealingPool();System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());service.execute(new R(1000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000)); //daemonservice.execute(new R(2000));//由于产生的是精灵线程（守护线程、后台线程），主线程不阻塞的话，看不到输出System.in.read(); }static class R implements Runnable {int time;R(int t) {this.time = t;}@Overridepublic void run() {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(time + " " + Thread.currentThread().getName());} }} 12、流式API：ParallelStreamAPI 不懂的请参考：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/110265219 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;public class T13_ParallelStreamAPI {public static void main(String[] args) {List<Integer> nums = new ArrayList<>();Random r = new Random();for(int i=0; i<10000; i++) nums.add(1000000 + r.nextInt(1000000));//System.out.println(nums);long start = System.currentTimeMillis();nums.forEach(v->isPrime(v));long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//使用parallel stream apistart = System.currentTimeMillis();nums.parallelStream().forEach(T13_ParallelStreamAPI::isPrime);//并行流，将任务切分成子任务执行end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);}static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;} } 13、总结 总结 Callable相当于一Runnable但是它有返回值 Future：存储执行完产生的结果 FutureTask 相当于Future+Runnable，既可以执行任务，又能获取任务执行的Future结果 CompletableFuture 可以多任务异步，并对多任务控制，整合任务结果，细化完美，比如可以一个任务完成就可以整合结果，也可以所有任务完成才整合结果 4、ThreadPoolExecutor源码解析 依然只讲重点，实际还需要大家按照上篇博客中看源码的方式来看 1、常用变量的解释 // 1. ctl，可以看做一个int类型的数字，高3位表示线程池状态，低29位表示worker数量private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));// 2. COUNT_BITS，Integer.SIZE为32，所以COUNT_BITS为29private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;// 3. CAPACITY，线程池允许的最大线程数。1左移29位，然后减1，即为 2^29 - 1private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;// runState is stored in the high-order bits// 4. 线程池有5种状态，按大小排序如下：RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATEDprivate static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;// Packing and unpacking ctl// 5. runStateOf()，获取线程池状态，通过按位与操作，低29位将全部变成0private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }// 6. workerCountOf()，获取线程池worker数量，通过按位与操作，高3位将全部变成0private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }// 7. ctlOf()，根据线程池状态和线程池worker数量，生成ctl值private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }/ Bit field accessors that don't require unpacking ctl. These depend on the bit layout and on workerCount being never negative./// 8. runStateLessThan()，线程池状态小于xxprivate static boolean runStateLessThan(int c, int s) {return c < s;}// 9. runStateAtLeast()，线程池状态大于等于xxprivate static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {return c >= s;} 2、构造方法 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {// 基本类型参数校验if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException();// 空指针校验if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;// 根据传入参数unit和keepAliveTime，将存活时间转换为纳秒存到变量keepAliveTime 中this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler;} 3、提交执行task的过程 public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();/ Proceed in 3 steps: 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to start a new thread with the given command as its first task. The call to addWorker atomically checks runState and workerCount, and so prevents false alarms that would add threads when it shouldn't, by returning false. 2. If a task can be successfully queued, then we still need to double-check whether we should have added a thread (because existing ones died since last checking) or that the pool shut down since entry into this method. So we recheck state and if necessary roll back the enqueuing if stopped, or start a new thread if there are none. 3. If we cannot queue task, then we try to add a new thread. If it fails, we know we are shut down or saturated and so reject the task./int c = ctl.get();// worker数量比核心线程数小，直接创建worker执行任务if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}// worker数量超过核心线程数，任务直接进入队列if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();// 线程池状态不是RUNNING状态，说明执行过shutdown命令，需要对新加入的任务执行reject()操作。// 这儿为什么需要recheck，是因为任务入队列前后，线程池的状态可能会发生变化。if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);// 这儿为什么需要判断0值，主要是在线程池构造方法中，核心线程数允许为0else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}// 如果线程池不是运行状态，或者任务进入队列失败，则尝试创建worker执行任务。// 这儿有3点需要注意：// 1. 线程池不是运行状态时，addWorker内部会判断线程池状态// 2. addWorker第2个参数表示是否创建核心线程// 3. addWorker返回false，则说明任务执行失败，需要执行reject操作else if (!addWorker(command, false))reject(command);} 4、addworker源码解析 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {retry:// 外层自旋for (;;) {int c = ctl.get();int rs = runStateOf(c);// 这个条件写得比较难懂，我对其进行了调整，和下面的条件等价// (rs > SHUTDOWN) || // (rs == SHUTDOWN && firstTask != null) || // (rs == SHUTDOWN && workQueue.isEmpty())// 1. 线程池状态大于SHUTDOWN时，直接返回false// 2. 线程池状态等于SHUTDOWN，且firstTask不为null，直接返回false// 3. 线程池状态等于SHUTDOWN，且队列为空，直接返回false// Check if queue empty only if necessary.if (rs >= SHUTDOWN &&! (rs == SHUTDOWN &&firstTask == null &&! workQueue.isEmpty()))return false;// 内层自旋for (;;) {int wc = workerCountOf(c);// worker数量超过容量，直接返回falseif (wc >= CAPACITY ||wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))return false;// 使用CAS的方式增加worker数量。// 若增加成功，则直接跳出外层循环进入到第二部分if (compareAndIncrementWorkerCount(c))break retry;c = ctl.get(); // Re-read ctl// 线程池状态发生变化，对外层循环进行自旋if (runStateOf(c) != rs)continue retry;// 其他情况，直接内层循环进行自旋即可// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop} }boolean workerStarted = false;boolean workerAdded = false;Worker w = null;try {w = new Worker(firstTask);final Thread t = w.thread;if (t != null) {final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;// worker的添加必须是串行的，因此需要加锁mainLock.lock();try {// Recheck while holding lock.// Back out on ThreadFactory failure or if// shut down before lock acquired.// 这儿需要重新检查线程池状态int rs = runStateOf(ctl.get());if (rs < SHUTDOWN ||(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {// worker已经调用过了start()方法，则不再创建workerif (t.isAlive()) // precheck that t is startablethrow new IllegalThreadStateException();// worker创建并添加到workers成功workers.add(w);// 更新largestPoolSize变量int s = workers.size();if (s > largestPoolSize)largestPoolSize = s;workerAdded = true;} } finally {mainLock.unlock();}// 启动worker线程if (workerAdded) {t.start();workerStarted = true;} }} finally {// worker线程启动失败，说明线程池状态发生了变化（关闭操作被执行），需要进行shutdown相关操作if (! workerStarted)addWorkerFailed(w);}return workerStarted;} 5、线程池worker任务单元 private final class Workerextends AbstractQueuedSynchronizerimplements Runnable{/ This class will never be serialized, but we provide a serialVersionUID to suppress a javac warning./private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;/ Thread this worker is running in. Null if factory fails. /final Thread thread;/ Initial task to run. Possibly null. /Runnable firstTask;/ Per-thread task counter /volatile long completedTasks;/ Creates with given first task and thread from ThreadFactory. @param firstTask the first task (null if none)/Worker(Runnable firstTask) {setState(-1); // inhibit interrupts until runWorkerthis.firstTask = firstTask;// 这儿是Worker的关键所在，使用了线程工厂创建了一个线程。传入的参数为当前workerthis.thread = getThreadFactory().newThread(this);}/ Delegates main run loop to outer runWorker /public void run() {runWorker(this);}// 省略代码...} 6、核心线程执行逻辑-runworker final void runWorker(Worker w) {Thread wt = Thread.currentThread();Runnable task = w.firstTask;w.firstTask = null;// 调用unlock()是为了让外部可以中断w.unlock(); // allow interrupts// 这个变量用于判断是否进入过自旋（while循环）boolean completedAbruptly = true;try {// 这儿是自旋// 1. 如果firstTask不为null，则执行firstTask；// 2. 如果firstTask为null，则调用getTask()从队列获取任务。// 3. 阻塞队列的特性就是：当队列为空时，当前线程会被阻塞等待while (task != null || (task = getTask()) != null) {// 这儿对worker进行加锁，是为了达到下面的目的// 1. 降低锁范围，提升性能// 2. 保证每个worker执行的任务是串行的w.lock();// If pool is stopping, ensure thread is interrupted;// if not, ensure thread is not interrupted. This// requires a recheck in second case to deal with// shutdownNow race while clearing interrupt// 如果线程池正在停止，则对当前线程进行中断操作if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||(Thread.interrupted() &&runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&!wt.isInterrupted())wt.interrupt();// 执行任务，且在执行前后通过beforeExecute()和afterExecute()来扩展其功能。// 这两个方法在当前类里面为空实现。try {beforeExecute(wt, task);Throwable thrown = null;try {task.run();} catch (RuntimeException x) {thrown = x; throw x;} catch (Error x) {thrown = x; throw x;} catch (Throwable x) {thrown = x; throw new Error(x);} finally {afterExecute(task, thrown);} } finally {// 帮助gctask = null;// 已完成任务数加一 w.completedTasks++;w.unlock();} }completedAbruptly = false;} finally {// 自旋操作被退出，说明线程池正在结束processWorkerExit(w, completedAbruptly);} } 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/113116244。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...为一个大学程度的游戏编程课程而编写，但也适合软件工程师、业余爱好者、自学游戏程序员，以及游戏产业的从业人员。通过阅读《游戏引擎架构》，资历较浅的游戏工程师可以巩固他们所学的游戏技术及引擎架构的知识，专注某一领域的资深程序员也能从本书更为全面的介绍中获益。 內容包括： 游戏开发中的大规模C++软件架构 游戏编程所需的数学 供调试、源代码控制及性能剖析的游戏开发工具 引擎基础系统、渲染、碰撞、物理、角色动画、游戏世界对象模型等引擎子系统 多平台游戏引擎 多处理器环境下的游戏编程 工作管道及游戏资产数据库 作者／译者简介 作者介绍：Jason Gregory在1994年开始任职专业软件工程师，自1999年3月开始在游戏产业中任职软件工程师。在圣迭哥Midway Home Entertainment公司开始游戏编程的他，为《疯狂飞行员（Freaky Flyers）》及《Crank the Weasel》开发PlayStation 2/Xbox上的动画系统。在2003年，他转到洛杉矶艺电，为《荣誉勋章：血战太平洋（Medal of Honor: Pacific Assault）》开发游戏引擎及游戏性技术，并在《荣誉勋章：空降神兵（Medal of Honor: Airborne）》中担任首席工程师。他现时是顽皮狗公司的通才程序员，为《神秘海域：德雷克船长的宝藏（Uncharted: Drake's Fortune）》及《神秘海域：纵横四海（Uncharted: Among Thieves）》开发引擎及游戏性软件。他也在南加州大学教授游戏技术的课程。 译者简介：叶劲峰（Milo Yip）从小自习编程，并爱好计算机图形学。上中学时兼职开发策略RPG《王子传奇》，该游戏在1995年于台湾发行。其后他获取了香港大学认知科学学士、香港中文大学系统工程及工程管理哲学硕士。毕业后在香港理工大学设计学院从事游戏引擎及相关技术的研发，职至项目主任。除发表学术文章外，也曾合著《DirectX9游戏编程实务》。2008年往上海育碧担任引擎工程师开发《美食从天而降（Cloudy with a Chance of Meatballs）》Xbox360/PS3/Wii/PC，2009年起于麻辣马开发《爱丽丝：疯狂回归（Alice: Madness Returns）》Xbox360/PS3/PC，2011年加入腾讯互动娱乐引擎技术中心担任专家工程师，所研发的技术已用于《斗战神》、《天涯明月刀》、《众神争霸》等项目中。 推荐序1 最初拿到《Game Engine Architecture》一书的英文版，是编辑侠少邮寄给我的打印版。他建议我接下翻译此书的合同。当时我正在杭州带领一个团队开发3D游戏引擎，我和我的同事都对这本书的内容颇有兴趣，两大本打印的英文书立刻在同事间传开。可惜那段时间个人精力顾及不来，把近千页的英文读物精读而后翻译成中文对个人的业余时间是个极大的挑战，不能担此翻译任务颇为遗憾。 不久以后听说Milo Yip（叶劲峰）已开始着手翻译，甚为欣喜。翻译此巨著，他一定是比我更合适的人选。我和Milo虽未曾蒙面，但神交已久。在网络上读过一些他的成长经历，和我颇为相似，心有戚戚。他对游戏3D实时渲染技术研究精深为我所不及，我们曾通过Google Talk讨论过许多技术问题，他都有独到的见解。翻译工作开始后，Milo是香港人，英文技术术语在香港的中文译法和大陆的有许多不同。但此书由大陆出版社出版，考虑到面对的读者主要是大陆程序员，Milo希望能更符合大陆程序员的用词习惯，所以在翻译一开始就通过Google Docs创建了协作页面，邀请大家共同探讨书中技术名词的中译名。从中我们可以一窥他作为译者的慎重。 三年之后，有幸在出版之前就拿到了完整的译本。这是一本用LaTeX精心排版的800页的电子书，我只花了一周时间，几乎是一口气读完。流畅的阅读享受，绝对不仅仅是因为原著精彩的内容，精美的版面和翔实的译注也加了不少分。 在阅读本书的过程中，我不只一次地获得共鸣。例如在第5章的内存管理系统的介绍中，作者介绍的几种游戏特有的内存管理方法我都曾在项目中用过，而这是第一次有书籍专门将这些方法详尽记录；又如第11章动画系统的介绍，我们也同样在3D引擎开发过程中改进原有动画片段混合方法的经历。虽然书中介绍的每个技术点，都可能可以在某篇论文，某本其他的书的章节，某篇网络blog上见过，但之前却无一本书可以把这些东西放在一起相互参照。对于从事游戏引擎开发的程序员来说，了解各种引擎在处理每个具体问题时的方案是相当重要的。而每种方案又各有利弊，即使不做引擎开发工作而是在某一特定游戏引擎上做游戏开发，从中也可以理解引擎的局限性以及可能的改进方法。尤其是第14章介绍的对游戏性相关系统的设计，各个开发人员几乎都是凭经验设计，很少见有书籍对这些做总结。对于基于渲染引擎做开发的游戏程序员，这是必须面对的工作，这一章会有很大的借鉴意义。 本书作者是业内资深的游戏引擎开发人，他所参于的《神秘海域》和《最后生还者》都是我的个人最爱。在玩游戏的过程中，作为游戏程序员的天性，自然会不断地猜想各个技术点是如何实现的，背后需要怎样的工具支持。能在书中一一得到印证是件特别开心的事情。作者反复强调代码实践的重要性，在书中遍布着C++代码。我不认为这些代码有直接取来使用的价值，但它们极大地帮助了读者理解书中的技术点。书中列出的顽皮狗工作室用lisp方言作为游戏配置脚本的范例也给我很大的启发，有了这些具体的代码示例以及作者本身的一线工程师背景，也让我确信书中那些关于主机游戏开发相关等，我所没有接触过的内容都也绝非泛泛而谈。 国内的游戏开发社区的壮大，主要是随最近十年的MMO风潮而生。而就在大型网络游戏在中国有些畸形发展，让这类游戏偏离电子游戏游戏性的趋势时，我们有幸迎来了为移动设备开发游戏的大潮。游戏开发的重心重新回到游戏性本身。我们更需要去借鉴单机游戏是如何为玩家带来更纯粹的游戏体验，我相信书中记录的各种技术点会变的更有帮助。 资深游戏开发及创业者 云风 @简悦云风 推荐序2 在我认识的许多游戏业开发同仁中，只有少数香港同胞，Milo Yip（叶劲峰）却正是这样一位给我印象非常深刻的优秀香港游戏开发者。我俩认识，是在Milo加入腾讯互动娱乐研发部引擎技术中心后，说来到现在也只是两年多时间。其间，他为人的谦逊务实，对待技术问题的严谨求真态度，对算法设计和性能优化的娴熟技术，都为人所称道。Milo一丝不苟的工作风格，甚至表现在对待技术文档排版这类事情上（Milo常执著地用LaTeX将技术文档排到完美），我想这一定是他在香港读大学、硕士及在香港理工大学的多媒体创新中心从事研究员，一贯沿袭至今的好作风。 我很高兴腾讯游戏有实力吸引到这样优秀的技术专家；即使在其已从上海迁回香港家中，依然选择到深圳腾讯互动娱乐总部工作。叶兄从此工作日每天早晚过关，来往香港和深圳两地，虽有舟车劳顿，但是兼顾了对家庭的照顾和在游戏引擎方面的专业研究，希望这样的状况是令他满意的。 认识叶兄当时，我便知道他在进行Jason Gregory所著《游戏引擎架构》一书的中译工作。因为自己从前也有业余翻译游戏开发有关书籍的经历，所以我能理解其中的辛苦和责任重大，对叶兄也更多一分钦佩。我以为，本书以及本书的中文读者最大的幸运便是，遇到叶兄这位对游戏有着如同对家对国般强烈责任感，犹如“游戏科学工作者”般的专业译者！ 现在（2013年年末）无疑是游戏史上对独立游戏制作者最友好的年代。开发设备方便获得（相对过往仅由主机厂商授权才能获得专利开发设备，现在有一台智能手机和一台个人电脑就可以开发）、技术工具友好、调试过程简单方便，且互联网上有丰富的例程和开源代码参考，也有网上社区便于交流。很多爱好者能够很快地制作出可运行的游戏原型，其中一些也能发布到应用商店。 但是不全面掌握各方面知识，尤其是游戏引擎架构知识，往往只能停留在勉强修改、凑合重用别人提供的资源的应用程度上，难以做极限的性能改进，更妄谈革命式的架构创新。这样的程度是很难在成千上万的游戏中脱颖而出的。我们所认可的真正的游戏大作，必定是在某方面大幅超越用户期待的产品。为了打造这样的产品，游戏内容创作者（策划、美术等）需要“戴着镣铐跳舞”（在当前的机能下争取更多的创作自由度），而引擎架构合理的游戏可以经得起──也值得进行──反复优化，最终可以提供更多的自由度，这是大作出现的技术前提。 书的作者、译者、出版社的编者，加上读者，大家是因书而结缘的有缘人。因叶兄这本《游戏引擎架构》译著而在线上线下相识的读者们，你们是不是因“了解游戏引擎架构，从而制作/优化好游戏”这样的理想而结了缘呢？ 亲爱的读者，愿你的游戏有一天因谜题巧妙绝伦、趣味超凡、虚拟世界气势磅礴、视觉效果逼真精美等专业因素取得业界褒奖，并得到玩家真诚的赞美。希望届时曾读叶兄这本《游戏引擎架构》译作的你，也可以回馈社会，回馈游戏开发的学习社区，帮助新人。希望你也可以建立微信公众号、博客等，或翻译游戏开发书籍，造福外语不好的读者，所以如果你的外语（英语、日语、韩语之于游戏行业比较重要）水平仍需精进，现在也可以同步加油了！ 腾讯《天天爱消除》游戏团队Leader 沙鹰 @也是沙鹰 译序 数千年以来，艺术家们通过文学、绘画、雕塑、建筑、音乐、舞蹈、戏剧等传统艺术形式充实人类的精神层面。自20世纪中叶，计算机的普及派生出另一种艺术形式──电子游戏。游戏结合了上述传统艺术以及近代科技派生的其他艺术（如摄影、电影、动画），并且完全脱离了艺术欣赏这种单向传递的方式──游戏必然是互动的，“玩家”并不是“读者”、“观众”或“听众”，而是进入游戏世界、感知并对世界做出反应的参与者。 基于游戏的互动本质，游戏的制作通常比其他大众艺术复杂。商业游戏的制作通常需要各种人才的参与，而他们则需要依赖各种工具及科技。游戏引擎便是专门为游戏而设计的工具及科技集成。之所以称为引擎，如同交通工具中的引擎，提供了最核心的技术部分。因为复杂，研发成本高，人们不希望制作每款游戏（或车款）时都重新设计引擎，重用性是游戏引擎的一个重要设计目标。 然而，各游戏本身的性质以及平台的差异，使研发完全通用的游戏引擎变得极困难，甚至不可能。市面上出售的游戏引擎，有一些虽然已经达到很高的技术水平，但在商业应用中，很多时候还是需要因应个别游戏项目对引擎改造、整合、扩展及优化。因此，即使能使用市面上最好的商用引擎或自研引擎，我们仍需要理解当中的架构、各种机制和技术，并且分析及解决在制作中遇到的问题。这些也是译者曾任于上海两家工作室时的主要工作范畴。 选择翻译此著作，主要原因是在阅读中得到共鸣，并且能知悉一些知名游戏作品实际上所采用的方案。有感坊间大部分游戏开发书籍并不是由业内人士执笔，内容只足够应付一些最简单的游戏开发，欠缺宏观比较各种方案，技术与当今实际情况也有很大差距。而一些Gems类丛书虽然偶有好文章，但受形式所限欠缺系统性、全面性。难得本书原作者身为世界一流游戏工作室的资深游戏开发者（注1），在繁重的游戏开发工作外，还在大学教授游戏开发课程以至编写本著作。此外，从与内地同事的交流中，了解到许多从业者不愿意阅读外文书籍。为了普及知识及反馈业界社会，希望能尽绵力。 或许有些人以为本著作是针对单机／游戏机游戏的，并不适合国内以网游为主的环境。但译者认为这是一种误解，许多游戏本身所涉及的技术是具通用性的。例如游戏性相关的游戏性系统、场景管理、人工智能、物理模拟等部分，许多时候也会同时用于网游的前台和后台。现时，一些动作为主、非MMO的国内端游甚至会直接在后台运行传统意义上的游戏引擎。至于前台相关的技术，单机和端游的区别更少。此外，随着近年移动终端的兴起，其硬件性能已超越传统掌上游戏机，开发手游所需的技术与传统掌上游戏机并无太大差异。还可预料，现时单机／游戏机的一些较高级的架构及技术，将在不远的未来着陆移动终端平台。 译者认为，本书涵括游戏开发技术的方方面面，同时适合入门及经验丰富的游戏程序员。书名中的架构二字，并不单是给出一个系统结构图，而是描述每个子系统的需求、相关技术及与其他子系统的关系。对译者本人而言，本书的第11章（动画系统）及第14章（运行时游戏性基础系统）是本书特別精彩之处，含有许多少见于其他书籍的内容。而第10章（渲染引擎）由于是游戏引擎中的一个极大的部分，有限的篇幅可能未能覆盖广度及深度，推荐读者参考[1]（注2），人工智能方面也需参考其他专著。 本译作采用LaTeX排版（注3），以Inkscape编译矢量图片。为了令阅读更流畅，内文中的网址都统一改以脚注标示。另外，由于现时游戏开发相关的文献以英文为主，而且游戏开发涉及的知识面很广，本译作尽量以括号形式保留英文术语。为了方便读者查找内容，在附录中增设中英文双向索引（索引条目与原著的不同）。 本人在香港成长学习及工作，至2008年才赴内地游戏工作室工作，不黯内地的中文写作及用字习惯，翻译中曾遇到不少困难。有幸得到出版社人员以及良师益友的帮助，才能完成本译作。特别感谢周筠老师支持本作的提案，并耐心地给予协助及鼓励。编辑张春雨老师和卢鸫翔老师，以及好友余晟给予了大量翻译上的知识及指导。也感谢游戏业界专家云风、大宝和Dave给予了许多宝贵意见。此书的翻译及排版工作比预期更花时间，感谢妻子及儿女们的体谅。此次翻译工作历时三年半，因工作及家庭事宜导致严重延误，唯有在翻译及排版工作上更尽心尽力，希望求得等待此译作的读者们谅解。无论是批评或建议，诚希阁下通过电邮miloyip@gmail.com、新浪微博、豆瓣等渠道不吝赐教。 叶劲峰（Milo Yip） 2013年10月 原作者是顽皮狗（Naughty Dog）《神秘海域（Uncharted）》系列的通才程序员、《最后生还者（The Last of Us）》的首席程序员，之前还曾在EA和Midway工作。 中括号表示引用附录中的参考文献。一些参考条目加入了其中译本的信息。 具体是使用CTEX套装，它是在MiKTeX的基础上增加中文的支持。 前言 最早的电子游戏完全由硬件构成，但微处理器（microprocessor）的高速发展完全改变了游戏的面貌。现在的游戏是在多用途的PC和专门的电子游戏主机（video game console）上玩的，凭借软件带来绝妙的游戏体验。从最初的游戏诞生至今已有半个世纪，但很多人仍然认为游戏是一个未成熟的产业。即使游戏可能是个年轻的产业，若仔细观察，也会发现它正在高速发展。 现时游戏已成为一个上百亿美元的产业，覆盖不同年龄、性别的广泛受众。 千变万化的游戏，可以分为从纸牌游戏到大型多人在线游戏（massively multiplayer online game，MMOG）等多个种类（category）和“类型（genre）”（注1），也可以运行在任何装有微芯片（microchip）的设备上 。你现在可以在PC、手机及多种特别为游戏而设计的手持/电视游戏主机上玩游戏。家用电视游戏通常代表最尖端的游戏科技，又由于它们是周期性地推出新版本，因此有游戏机“世代”（generation）的说法。最新一代（注2）的游戏机包括微软的Xbox 360和索尼的PlayStation 3，但一定不可忽视长盛不衰的PC，以及最近非常流行的任天堂Wii。 最近，剧增的下载式休闲游戏，使这个多样化的商业游戏世界变得更复杂。虽然如此，大型游戏仍然是一门大生意。今天的游戏平台非常复杂，有难以置信的运算能力，这使软件的复杂度得以进一步提升。所有这些先进的软件都需要由人创造出来，这导致团队人数增加，开发成本上涨。随着产业变得成熟，开发团队要寻求更好、更高效的方式去制作产品，可复用软件（reusable software）和中间件（middleware）便应运而生，以补偿软件复杂度的提升。 由于有这么多风格迥异的游戏及多种游戏平台，因此不可能存在单一理想的软件方案。然而，业界已经发展出一些模式 ，也有大量的潜在方案可供选择。现今的问题是如何找到一个合适的方案去迎合某个项目的需要。再进一步，开发团队必须考虑项目的方方面面，以及如何把各方面集成。对于一个崭新的游戏设计，鲜有可能找到一个完美搭配游戏设计各方面的软件包。 现时业界内的老手，入行时都是“开荒牛”。我们这代人很少是计算机科学专业出身（Matt的专业是航空工程、Jason的专业是系统设计工程），但现时很多学院已设有游戏开发的课程和学位。时至今日，为了获取有用的游戏开发信息，学生和开发者必须找到好的途径。对于高端的图形技术，从研究到实践都有大量高质量的信息。可是，这些信息经常不能直接应用到游戏的生产环境，或者没有一个生产级质量的实现。对于图形以外的游戏开发技术，市面上有一些所谓的入门书籍，没提及参考文献就描述很多内容细节，像自己发明的一样。这种做法根本没有用处，甚至经常带有不准确的内容。另一方面，市场上有一些高端的专门领域书籍，例如物理、碰撞、人工智能等。可是，这类书或者啰嗦到让你难以忍受，或者高深到让部分读者无法理解，又或者内容过于零散而难于融会贯通。有一些甚至会直接和某项技术挂钩，软硬件一旦改动，其内容就会迅速过时。 此外，互联网也是收集相关知识的绝佳工具。可是，除非你确实知道要找些什么，否则断链、不准确的资料、质量差的内容也会成为学习障碍。 好在，我们有Jason Gregory，他是一位拥有在顽皮狗（Naughty Dog）工作经验的业界老手，而顽皮狗是全球高度瞩目的游戏工作室之一。Jason在南加州大学教授游戏编程课程时，找不到概括游戏架构的教科书。值得庆幸的是，他承担了这个任务，填补了这个空白。 Jason把应用到实际发行游戏的生产级别知识，以及整个游戏开发的大局编集于本书。他凭经验，不仅融汇了游戏开发的概念和技巧，还用实际的代码示例及实现例子去说明怎样贯通知识来制作游戏。本书的引用及参考文献可以让读者更深入探索游戏开发过程的各方面。虽然例子经常是基于某些技术的，但是概念和技巧是用来实际创作游戏的，它们可以超越个别引擎或API的束缚。 本书是一本我们入行做游戏时想要的书。我们认为本书能让入门者增长知识，也能为有经验者开拓更大的视野。 Jeff Lander（注3） Matthew Whiting（注4） 译注：Genre一词在文学中为体裁。电影和游戏里通常译作类型。不同的游戏类型可见1.2节。 译注：按一般说法，2005年至今属于第7个游戏机世代。这3款游戏机的发行年份为Xbox 360（2005）、PlayStation 3（2006）、Wii（2006）。有关游戏机世代可参考维基百科。 译注：Jeff Lander现时为Darwin 3D公司的首席技术总监、Game Tech公司创始人，曾为艺电首席程序员、Luxoflux公司游戏性及动画技术程序员。 译注：Matthew Whiting现时为Wholesale Algorithms公司程序员，曾为Luxoflux公司首席软件工程师、Insomniac Games公司程序员。 序言 欢迎来到《游戏引擎架构》世界。本书旨在全面探讨典型商业游戏引擎的主要组件。游戏编程是一个庞大的主题，有许多内容需要讨论。不过相信你会发现，我们讨论的深度将足以使你充分理解本书所涵盖的工程理论及常用实践的方方面面。话虽如此，令人着迷的漫长游戏编程之旅其实才刚刚启程。与此相关的每项技术都包含丰富内容，本书将为你打下基础，并引领你进入更广阔的学习空间。 本书焦点在于游戏引擎的技术及架构。我们会探讨商业游戏引擎中，各个子系统的相关理论，以及实现这些理论所需要的典型数据结构、算法和软件接口。游戏引擎与游戏的界限颇为模糊。我们将把注意力集中在引擎本身，包括多个低阶基础系统（low-level foundation system）、渲染引擎（rendering engine）、碰撞系统（collision system）、物理模拟（physics simulation）、人物动画（character animation），及一个我称为游戏性基础层（gameplay foundation layer）的深入讨论。此层包括游戏对象模型（game object model）、世界编辑器（world editor）、事件系统（event system）及脚本系统（scripting system）。我们也将会接触游戏性编程（gameplay programming）的多个方面，包括玩家机制（player mechanics）、摄像机（camera）及人工智能（artificial intelligence，AI）。然而，这类讨论会被限制在游戏性系统和引擎接口范围。 本书可以作为大学中等级游戏程序设计中两到三门课程的教材。当然，本书也适合软件工程师、业余爱好者、自学的游戏程序员，以及游戏行业从业人员。通过阅读本书，资历较浅的游戏程序员可以巩固他们所学的游戏数学、引擎架构及游戏科技方面的知识。专注某一领域的资深程序员也能从本书更为全面的介绍中获益。 为了更好地学习本书内容，你需要掌握基本的面向对象编程概念并至少拥有一些C++编程经验。尽管游戏行业已经开始尝试使用一些新的、令人兴奋的编程语言，然而工业级的3D游戏引擎仍然是用C或C++编写的，任何认真的游戏程序员都应该掌握C++。我们将在第3章重温一些面向对象编程的基本原则，毫无疑问，你还会从本书学到一些C++的小技巧，不过C++的基础最好还是通过阅读[39]、[31]及[32]来获得。如果你对C++已经有点生疏，建议你在阅读本书的同时，最好能重温这几本或者类似书籍。如果你完全没有C++经验，在看本书之前，可以考虑先阅读[39]的前几章，或者尝试学习一些C++的在线教程。 学习编程技能最好的方法就是写代码。在阅读本书时，强烈建议你选择一些特别感兴趣的主题付诸实践。举例来说，如果你觉得人物动画很有趣，那么可以首先安装OGRE，并测试一下它的蒙皮动画示范。接着还可以尝试用OGRE实现本书谈及的一些动画混合技巧。下一步你可能会打算用游戏手柄控制人物在平面上行走。等你能玩转一些简单的东西了，就应该以此为基础，继续前进！之后可以转移到另一个游戏技术范畴，周而复始。这些项目是什么并不重要，重要的是你在实践游戏编程的艺术，而不是纸上谈兵。 游戏科技是一个活生生、会呼吸的家伙 ，永远不可能将之束缚于书本之上 。因此，附加的资源、勘误、更新、示例代码、项目构思等已经发到本书的网站。 目录 推荐序1 iii推荐序2 v译序 vii序言 xvii前言 xix致谢 xxi第一部分 基础 1第1章 导论 31.1 典型游戏团队的结构 41.2 游戏是什么 71.3 游戏引擎是什么 101.4 不同游戏类型中的引擎差异 111.5 游戏引擎概观 221.6 运行时引擎架构 271.7 工具及资产管道 46第2章 专业工具 532.1 版本控制 532.2 微软Visual Studio 612.3 剖析工具 782.4 内存泄漏和损坏检测 792.5 其他工具 80第3章 游戏软件工程基础 833.1 重温C++及最佳实践 833.2 C/C++的数据、代码及内存 903.3 捕捉及处理错误 118第4章 游戏所需的三维数学 1254.1 在二维中解决三维问题 1254.2 点和矢量 1254.3 矩阵 1394.4 四元数 1564.5 比较各种旋转表达方式 1644.6 其他数学对象 1684.7 硬件加速的SIMD运算 1734.8 产生随机数 180第二部分 低阶引擎系统 183第5章 游戏支持系统 1855.1 子系统的启动和终止 1855.2 内存管理 1935.3 容器 2085.4 字符串 2255.5 引擎配置 234第6章 资源及文件系统 2416.1 文件系统 2416.2 资源管理器 251第7章 游戏循环及实时模拟 2777.1 渲染循环 2777.2 游戏循环 2787.3 游戏循环的架构风格 2807.4 抽象时间线 2837.5 测量及处理时间 2857.6 多处理器的游戏循环 2967.7 网络多人游戏循环 304第8章 人体学接口设备（HID） 3098.1 各种人体学接口设备 3098.2 人体学接口设备的接口技术 3118.3 输入类型 3128.4 输出类型 3168.5 游戏引擎的人体学接口设备系统 3188.6 人体学接口设备使用实践 332第9章 调试及开发工具 3339.1 日志及跟踪 3339.2 调试用的绘图功能 3379.3 游戏内置菜单 3449.4 游戏内置主控台 3479.5 调试用摄像机和游戏暂停 3489.6 作弊 3489.7 屏幕截图及录像 3499.8 游戏内置性能剖析 3499.9 游戏内置的内存统计和泄漏检测 356第三部分 图形及动画 359第10章 渲染引擎 36110.1 采用深度缓冲的三角形光栅化基础 36110.2 渲染管道 40410.3 高级光照及全局光照 42610.4 视觉效果和覆盖层 43810.5 延伸阅读 446第11章 动画系统 44711.1 角色动画的类型 44711.2 骨骼 45211.3 姿势 45411.4 动画片段 45911.5 蒙皮及生成矩阵调色板 47111.6 动画混合 47611.7 后期处理 49311.8 压缩技术 49611.9 动画系统架构 50111.10 动画管道 50211.11 动作状态机 51511.12 动画控制器 535第12章 碰撞及刚体动力学 53712.1 你想在游戏中加入物理吗 53712.2 碰撞/物理中间件 54212.3 碰撞检测系统 54412.4 刚体动力学 56912.5 整合物理引擎至游戏 60112.6 展望：高级物理功能 616第四部分 游戏性 617第13章 游戏性系统简介 61913.1 剖析游戏世界 61913.2 实现动态元素：游戏对象 62313.3 数据驱动游戏引擎 62613.4 游戏世界编辑器 627第14章 运行时游戏性基础系统 63714.1 游戏性基础系统的组件 63714.2 各种运行时对象模型架构 64014.3 世界组块的数据格式 65714.4 游戏世界的加载和串流 66314.5 对象引用与世界查询 67014.6 实时更新游戏对象 67614.7 事件与消息泵 69014.8 脚本 70714.9 高层次的游戏流程 726第五部分 总结 727第15章 还有更多内容吗 72915.1 一些未谈及的引擎系统 72915.2 游戏性系统 730参考文献 733中文索引 737英文索引 755 参考文献 Tomas Akenine-Moller, Eric Haines, and Naty Hoffman. Real-Time Rendering (3rd Edition). Wellesley, MA: A K Peters, 2008. 中译本：《实时计算机图形学（第2版）》，普建涛译，北京大学出版社，2004. Andrei Alexandrescu. Modern C++ Design: Generic Programming and Design Patterns Applied. Resding, MA: Addison-Wesley, 2001. 中译本：《C++设计新思维：泛型编程与设计模式之应用》，侯捷/於春景译，华中科技大学出版社，2003. Grenville Armitage, Mark Claypool and Philip Branch. Networking and Online Games: Understanding and Engineering Multiplayer Internet Games. New York, NY: John Wiley and Sons, 2006. James Arvo (editor). Graphics Gems II. San Diego, CA: Academic Press, 1991. Grady Booch, Robert A. Maksimchuk, Michael W. Engel, Bobbi J. Young, Jim Conallen, and Kelli A. Houston. Object-Oriented Analysis and Design with Applications (3rd Edition). Reading, MA: Addison-Wesley, 2007. 中译本：《面向对象分析与设计（第3版）》，王海鹏/潘加宇译，电子工业出版社，2012. Mark DeLoura (editor). Game Programming Gems. Hingham, MA: Charles River Media, 2000. 中译本：《游戏编程精粹 1》， 王淑礼译，人民邮电出版社，2004. Mark DeLoura (editor). Game Programming Gems 2. Hingham, MA: Charles River Media, 2001. 中译本：《游戏编程精粹 2》，袁国忠译，人民邮电出版社，2003. Philip Dutré, Kavita Bala and Philippe Bekaert. Advanced Global Illumination (2nd Edition). Wellesley, MA: A K Peters, 2006. David H. Eberly. 3D Game Engine Design: A Practical Approach to Real-Time Computer Graphics. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 2001. 国内英文版：《3D游戏引擎设计：实时计算机图形学的应用方法（第2版）》，人民邮电出版社，2009. David H. Eberly. 3D Game Engine Architecture: Engineering Real-Time Applications with Wild Magic. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 2005. David H. Eberly. Game Physics. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 2003. Christer Ericson. Real-Time Collision Detection. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 2005. 中译本：《实时碰撞检测算法技术》，刘天慧译，清华大学出版社，2010. Randima Fernando (editor). GPU Gems: Programming Techniques, Tips and Tricks for Real-Time Graphics. Reading, MA: Addison-Wesley, 2004. 中译本：《GPU精粹：实时图形编程的技术、技巧和技艺》，姚勇译，人民邮电出版社，2006. James D. Foley, Andries van Dam, Steven K. Feiner, and John F. Hughes. Computer Graphics: Principles and Practice in C (2nd Edition). Reading, MA: Addison-Wesley, 1995. 中译本：《计算机图形学原理及实践──C语言描述》，唐泽圣/董士海/李华/吴恩华/汪国平译，机械工业出版社，2004. Grant R. Fowles and George L. Cassiday. Analytical Mechanics (7th Edition). Pacific Grove, CA: Brooks Cole, 2005. John David Funge. AI for Games and Animation: A Cognitive Modeling Approach. Wellesley, MA: A K Peters, 1999. Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, and John M. Vlissiddes. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Reading, MA: Addison-Wesley, 1994. 中译本：《设计模式：可复用面向对象软件的基础》，李英军/马晓星/蔡敏/刘建中译，机械工业出版社，2005. Andrew S. Glassner (editor). Graphics Gems I. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 1990. Paul S. Heckbert (editor). Graphics Gems IV. San Diego, CA: Academic Press, 1994. Maurice Herlihy, Nir Shavit. The Art of Multiprocessor Programming. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 2008. 中译本：《多处理器编程的艺术》，金海/胡侃译，机械工业出版社，2009. Roberto Ierusalimschy, Luiz Henrique de Figueiredo and Waldemar Celes. Lua 5.1 Reference Manual. Lua.org, 2006. Roberto Ierusalimschy. Programming in Lua, 2nd Edition. Lua.org, 2006. 中译本：《Lua程序设计（第2版）》，周惟迪译，电子工业出版社，2008. Isaac Victor Kerlow. The Art of 3-D Computer Animation and Imaging (2nd Edition). New York, NY: John Wiley and Sons, 2000. David Kirk (editor). Graphics Gems III. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 1994. Danny Kodicek. Mathematics and Physics for Game Programmers. Hingham, MA: Charles River Media, 2005. Raph Koster. A Theory of Fun for Game Design. Phoenix, AZ: Paraglyph, 2004. 中译本：《快乐之道：游戏设计的黄金法则》，姜文斌等译，百家出版社，2005. John Lakos. Large-Scale C++ Software Design. Reading, MA: Addison-Wesley, 1995. 中译本：《大规模C++程序设计》，李师贤/明仲/曾新红/刘显明译，中国电力出版社，2003. Eric Lengyel. Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics (2nd Edition). Hingham, MA: Charles River Media, 2003. Tuoc V. Luong, James S. H. Lok, David J. Taylor and Kevin Driscoll. Internationalization: Developing Software for Global Markets. New York, NY: John Wiley & Sons, 1995. Steve Maguire. Writing Solid Code: Microsoft's Techniques for Developing Bug Free C Programs. Bellevue, WA: Microsoft Press, 1993. 国内英文版：《编程精粹：编写高质量C语言代码》，人民邮电出版社，2009. Scott Meyers. Effective C++: 55 Specific Ways to Improve Your Programs and Designs (3rd Edition). Reading, MA: Addison-Wesley, 2005. 中译本：《Effective C++：改善程序与设计的55个具体做法（第3版）》，侯捷译，电子工业出版社，2011. Scott Meyers. More Effective C++: 35 New Ways to Improve Your Programs and Designs. Reading, MA: Addison-Wesley, 1996. 中译本：《More Effective C++：35个改善编程与设计的有效方法（中文版）》，侯捷译，电子工业出版社，2011. Scott Meyers. Effective STL: 50 Specific Ways to Improve Your Use of the Standard Template Library. Reading, MA: Addison-Wesley, 2001. 中译本：《Effective STL：50条有效使用STL的经验》，潘爱民/陈铭/邹开红译，电子工业出版社，2013. Ian Millington. Game Physics Engine Development. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 2007. Hubert Nguyen (editor). GPU Gems 3. Reading, MA: Addison-Wesley, 2007. 中译本：《GPU精粹3》，杨柏林/陈根浪/王聪译，清华大学出版社，2010. Alan W. Paeth (editor). Graphics Gems V. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 1995. C. Michael Pilato, Ben Collins-Sussman, and Brian W. Fitzpatrick. Version Control with Subversion (2nd Edition). Sebastopol , CA: O'Reilly Media, 2008. （常被称作“The Subversion Book”，线上版本.） 国内英文版：《使用Subversion进行版本控制》，开明出版社，2009. Matt Pharr (editor). GPU Gems 2: Programming Techniques for High-Performance Graphics and General-Purpose Computation. Reading, MA: Addison-Wesley, 2005. 中译本：《GPU精粹2：高性能图形芯片和通用计算编程技巧》，龚敏敏译，清华大学出版社，2007. Bjarne Stroustrup. The C++ Programming Language, Special Edition (3rd Edition). Reading, MA: Addison-Wesley, 2000. 中译本《C++程序设计语言（特别版）》，裘宗燕译，机械工业出版社，2010. Dante Treglia (editor). Game Programming Gems 3. Hingham, MA: Charles River Media, 2002. 中译本：《游戏编程精粹3》，张磊译，人民邮电出版社，2003. Gino van den Bergen. Collision Detection in Interactive 3D Environments. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, 2003. Alan Watt. 3D Computer Graphics (3rd Edition). Reading, MA: Addison Wesley, 1999. James Whitehead II, Bryan McLemore and Matthew Orlando. World of Warcraft Programming: A Guide and Reference for Creating WoW Addons. New York, NY: John Wiley & Sons, 2008. 中译本：《魔兽世界编程宝典：World of Warcraft Addons完全参考手册》，杨柏林/张卫星/王聪译，清华大学出版社，2010. Richard Williams. The Animator's Survival Kit. London, England: Faber & Faber, 2002. 中译本：《原动画基础教程：动画人的生存手册》，邓晓娥译，中国青年出版社，2006. 勘误 第1次印册（2014年2月） P.xviii: 译注中 Wholesale Algoithms -> Wholesale Algorithms P.10: 最后一段第一行 微软的媒体播放器 -> 微软的Windows Media Player (多谢读者OpenGPU来函指正) P.15: 1.4.3节第三点 按妞 -> 按钮 (多谢读者一个小小凡人来函指正) P.40: 正文最后一行 按扭 -> 按钮 P.50: 1.7.8节第二节第一行 同是 -> 同时 (多谢读者czfdd来函指正) P.98: 代码 writeExampleStruct(Example& ex, Stream& ex) 中 Stream& ex -> Stream& stream (多谢读者Snow来函指正) P.106: 第一段中有六处 BBS -> BSS，最后一段代码的注释也有同样错误 (多谢读者trout来函指正) P.119: 译注中 软体工程 -> 软件工程 (多谢读者Snow来函指正) P.214: 正文第一段有两处 虚内存 -> 虚拟内存 (多谢读者Snow来函指正) P.216: 脚注24应标明为译注 (多谢读者Snow来函指正) P.221: 第一段代码的第二个断言应为 ASSERT(link.m_pPrev != NULL); (多谢读者Snow来函指正) P.230: 5.4.4.1节 第二段 软体 -> 软件 P.286: 脚注4应标明为译注 (多谢读者Snow来函指正) P.322: 第二段 按扭事件字 -> 按钮事件 P.349: 9.8节第二段第二行两处 部析器 -> 剖析器 (多谢读者Snow来函指正) P.738-572: 双数页页眉 参考文献 -> 中文索引 P.755-772: 双数页页眉 参考文献 -> 英文索引 P.755: kd tree项应归入K而不是Symbols 以上的错误已于第2次印册中修正。 第2次印册及之前 P.11: 第四行 细致程度 -> 层次细节 (这是level-of-detail/LOD的内地通译，多谢读者OpenGPU来函指正) P.12: 正文第一段及图1.2标题 使命之唤 -> 使命召唤 (多谢读者OpenGPU来函指正) P.12: 正文第一段 战栗时空 -> 半条命 (多谢读者OpenGPU来函指正) P.16: 第一点 表面下散射 -> 次表面散射 (多谢读者OpenGPU来函指正) P.17: 1.4.4节第五行 次文化 -> 亚文化 (此译法在内地更常用。多谢读者OpenGPU来函提示) P.22: 战栗时空 -> 半条命 P.24: 战栗时空2 -> 半条命2 P.34: 1.6.8.2节第一行 提呈 -> 提交 (这术语在本书其他地方都写作提交。多谢读者OpenGPU来函提示) P.35: 第七行 提呈 -> 提交 (这术语在本书其他地方都写作提交。多谢读者OpenGPU来函提示) P.50: 战栗时空2 -> 半条命2 P.365: 第四段第二行: 细致程度 -> 层次细节 P.441: 10.4.3.2节第三行 细致程度 -> 层次细节 P.494: sinusiod -> sinusoid (多谢读者OpenGPU来函指正) P.511: 11.10.4节第一行 谈入 -> 淡入 (多谢读者Snow来函指正) P.541: 战栗时空2 -> 半条命2 P.627: 战栗时空2 -> 半条命2 P.654: 第二行 建康值 -> 血量 (原来是改正错别字，但译者发现应改作前后统一使用的“血量”。多谢读者Snow来函指正) P.692: 第二行 内部分式 -> 内部方式 (多谢读者Snow来函指正) P.696: 14.7.6节第四行 不设实际 -> 不切实际 (多谢读者Snow来函指正) 以上的错误已于第3次印册中修正。 其他意见 P.220: 正文第一段 m_root.m_pElement 和 P.218 第一段代码中的 m_pElem 不统一。原文有此问题，但因为它们是不同的struct，暂不列作错误。 (多谢读者Snow来函提示) P.331: 8.5.8节第二段中 “反覆”较常见的写法为“反复”，但前者也是正确的，暂不列作错误。 (多谢读者Snow来函提示) P.390: 10.1.3.3节静态光照第二段中“取而代之，我们会使用一张光照纹理贴到所有受光源影响范围内的物体上。这样做能令动态物体经过光源时得到正确的光照。” 后面的一句与前句好像难以一起理解。译者认为，作者应该是指，使用同一静态光源去为静态物件生成光照纹理，以及用于动态对象的光照，能使两者的效果维持一致性。译者会考虑对译文作出改善或加入译注解译。（多谢读者店残来函查询） P.689: 第五行 并行处理世代 -> 并行处理时代 是对era较准确的翻译。 (多谢读者Snow来函提示) 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/mypongo/article/details/38388381。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...a 17版本，其中对并发编程的支持有了显著提升。新版本引入了Actor模型的改进版——JSR 4204，使得Java开发者能够更轻松地构建无状态、无并发问题的分布式系统。 此外，Java 17引入了JEP 395，即“Coroutines for the Java Virtual Machine”，这允许程序员在单线程环境中编写异步代码，提高了代码的简洁性和可读性。Coroutine技术结合了轻量级线程和协程的优点，使得Java程序员能更好地处理高并发场景下的任务切换。 对于线程池管理，Java 17也提供了新的优化，如对线程池大小动态调整的支持，有助于在保证系统性能的同时避免资源浪费。而Java社区对于并行计算和GPU加速的探索也在不断深入，例如Project Loom计划中的ZGC垃圾收集器，旨在提供更好的线程安全性与性能。 同时，随着微服务架构的流行，Java并发编程的挑战也转向了如何设计和管理复杂的分布式系统。研究者们正在探索如何在分布式环境中实现高效的线程通信，如零拷贝、低延迟网络编程等。 总的来说，Java多线程技术的发展不仅体现在语言层面的更新，更在于如何帮助开发者解决实际问题，提高系统的并发性能和可扩展性。无论是企业级应用开发还是新兴技术领域，Java的并发编程能力都将发挥关键作用。

...深入探讨Python编程中可能遇到的特定问题，如“外星人入侵”游戏中的单数外星人引发的bug后，我们可以进一步了解游戏开发中常见的数组操作陷阱及其解决方案。近期，一位独立游戏开发者在Reddit论坛上分享了他在使用Python进行游戏循环逻辑处理时，因误操作动态数组而导致的类似问题，引发了社区的热烈讨论。 该开发者指出，在处理游戏实体（如外星人）集合时，直接在遍历过程中修改集合内容可能导致索引错误、丢失数据等问题。为解决此类问题，Python提供了多种方法，如使用列表推导式创建新列表代替原列表，或者先记录待删除项，遍历结束后再统一执行删除操作。此外，还可以考虑采用更为安全的数据结构，如集合或生成器表达式，在某些场景下能有效避免迭代过程中的状态改变问题。 另外，Python官方文档也强调了对于可变对象在循环中正确操作的重要性，并提供了一系列最佳实践建议。例如，《Effective Python》一书中提到，“在对容器元素进行迭代的同时对其进行修改是一种反模式，应尽量避免”。这一观点与我们之前分析“外星人入侵”游戏bug时得出的结论相吻合，再次提醒我们在实际编程中关注细节，遵循正确的编程范式，以提升代码质量和程序稳定性。

..., 在Java多线程编程中，信号量是一种同步工具类，用于控制同时访问特定资源的线程数量。它通过维护一个计数器来表示可用资源的数量。当线程请求访问资源时，信号量会减一；当线程释放资源时，信号量会加一。文中给出的Semaphore类实现就展示了这一机制，其中p方法相当于请求资源，v方法相当于释放资源。 生产者消费者模式（Producer-Consumer Pattern） , 这是一种经典的并发设计模式，在多线程环境下被广泛应用。生产者负责生成数据并将其放入缓冲区（或队列），而消费者则从缓冲区取出数据进行处理。使用信号量机制可以有效地解决生产者和消费者之间的同步问题，确保数据的安全性和完整性，防止因并发操作导致的数据混乱或资源浪费。 死锁（Deadlock） , 在多线程编程中，死锁是指两个或多个线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力干涉，这些线程都将无法向前推进。例如，线程A持有资源1并等待资源2，而线程B持有资源2并等待资源1，这样就会形成一个循环等待状态，即死锁。在文中，通过正确使用p和v信号量机制可以避免此类死锁的发生，因为它们能够有序地控制资源的获取与释放，从而保证线程间的协调运行。

一、引言 在编程世界中，我们经常需要对函数的返回值进行进一步的逻辑判断。这种操作是我们为了应对业务需求或者解决问题而采取的一种策略，它能够帮助我们更顺溜地处理数据，更灵活地掌控程序流程，让一切变得更有条不紊。就像是给我们的工作装上了加速器，让数据处理和程序运行更加得心应手。 二、什么是函数返回值？ 在计算机编程中，函数是一段封装了特定功能的可重用代码块。当我们调用一个函数时，它会执行一些特定的操作，并返回一个结果。这个结果通常被称为函数的返回值。返回值是我们根据函数的功能期望得到的结果。 三、如何实现在函数返回值的基础上进行逻辑判断？ 假设我们有一个名为is_even()的函数，它的功能是判断输入的数字是否为偶数。该函数的实现如下： bash function is_even { local number=$1 if [ $((number % 2)) -eq 0 ]; then echo "$number 是偶数" else echo "$number 不是偶数" fi } 我们可以使用这个函数并获取其返回值： bash result=$(is_even 5) echo "函数返回值：$result" 在这个例子中，我们通过将函数的返回值赋给变量result，然后打印出这个变量的值来查看函数的输出。 接下来，我们可以基于这个返回值来进行逻辑判断。例如，如果我们想要检查一个数字是否为偶数，我们可以这样做： bash if [ $(is_even $num) == "数字是偶数" ]; then echo "数字$num是偶数" else echo "数字$num不是偶数" fi 在这个例子中，我们首先调用了is_even()函数，并将结果赋给了变量result。接着，咱们把result这个家伙的数值，跟一句“数字是偶数”对对碰一下。如果两者相等，我们就认为数字是偶数，否则就认为数字不是偶数。 四、结论 在Shell编程中，我们可以通过获取函数的返回值，并基于这些返回值进行逻辑判断，来实现更复杂的任务。这需要我们理解函数的工作原理，以及如何正确地使用和操作返回值。总的来说，这个技能真的是超级实用，它能够实实在在地帮我们把代码编写得更溜，管理起来也更加得心应手。

...的异常处理结构，用于检测和处理代码块中可能发生的异常情况。在try块中，程序员编写可能会抛出异常的代码；如果该代码执行过程中抛出了异常，控制权将立即转移到与之匹配的catch块，由catch块中的代码来执行相应的异常处理逻辑。 finally块 , finally块在Java异常处理机制中扮演着重要角色，它总是在try和catch语句之后执行，无论try块中的代码是否抛出异常或者catch块是否有匹配到并处理了异常。通常，finally块用于放置那些必须被执行的清理代码，如关闭打开的文件流、数据库连接等资源，以确保资源能够得到及时释放，避免内存泄漏等问题的发生。 异常类型匹配规则 , 在Java编程中，catch块需要指定具体的异常类型以便准确捕获对应的异常。这意味着只有当try块中抛出的异常与catch块后声明的具体异常类型相匹配（或者是其子类）时，该catch块才会被执行。例如，若try块内可能出现NullPointerException，那么需要有一个catch(NullPointerException e)块来捕获和处理这种类型的异常。 throw关键字 , throw是Java中用于手动抛出异常的关键字。程序员可以在代码中使用throw显式地抛出一个异常对象，这通常发生在检测到某种不可接受的状态或条件时，比如参数无效、资源未找到等情况。通过抛出异常，可以强制程序中断当前执行流程，并将控制权转移给能处理此异常的上层代码逻辑。 try-with-resources语句 , Java 7引入的一种简化资源管理的语法结构，允许在try语句后面直接定义和初始化资源，这些资源会在try代码块结束时自动关闭，无需在finally块中手动处理。这样不仅提高了代码的简洁性，还降低了因忘记关闭资源而导致的潜在风险。例如，在读写文件操作中，我们可以直接在try关键字后的括号内声明FileInputStream对象，编译器会确保在try块结束后正确关闭这个输入流。

...和IE浏览器。 三、解决方法 1. 使用@media查询 @media查询是CSS3引入的一种新的媒体查询机制，它可以根据设备的不同特征（例如屏幕大小、分辨率、方向等）来调整CSS样式。这样，就可以为不同的设备提供不同的CSS样式。 具体来说，我们可以使用@media查询来设置不同的CSS样式，当用户的设备满足特定条件时，就应用这些样式。例如，如果我们想要在宽屏设备上显示一张大图，可以这样做： css / 全局样式 / body { font-size: 16px; } / 宽屏设备样式 / @media only screen and (min-width: 800px) { body { font-size: 20px; } } 在这个例子中，当屏幕宽度大于等于800px时，body元素的字体大小就会从默认的16px变为20px。 2. 处理Safari和IE浏览器的兼容性问题 虽然@media查询可以让我们根据设备的不同特性来调整CSS样式，但是在处理Safari和IE浏览器的兼容性问题时，还需要注意一些细节。 首先，我们需要确保我们的CSS代码在Safari和IE浏览器中都能正常工作。所以，我们可以借助一些工具来检查咱们的CSS代码，就比如Google Chrome自带的那个超好用的开发者工具。 其次，由于Safari和IE浏览器对于CSS3的支持程度有所不同，所以在编写CSS代码时，我们也需要注意这一点。比如说，拿@media查询这个功能来讲吧，在Safari和IE这两个浏览器上，它们的写法可是有点小差异。所以呢，我们得悠着点，对CSS代码做出适当的调整，让它们能在各个浏览器下都乖乖听话。 再次，为了确保我们的CSS代码在所有浏览器中都能正常工作，我们还可以使用一些在线的CSS测试工具，例如CSSLint。 四、总结 总的来说，通过使用@media查询和一些其他的技巧，我们可以让我们的CSS代码在Safari和IE等不同浏览器中都能正常工作。当然，这并不是一件容易的事情，需要我们不断地学习和实践。但是，只要我们用心去做，就一定能做到！

...一问题，并提供相应的解决方法。 二、问题示例 首先，我们来看一个实际的例子： go package main import ( "github.com/astaxie/beego" "github.com/gorilla/mux" ) func main() { beego.Router("/", &controllers.IndexController{}) mux.NewRouter().PathPrefix("/v2").Handler(beego.Mux()) beego.Run() } 这段代码试图在Beego的路由处理程序之前添加一个gorilla/mux路由器。不过你猜怎么着，一到实际运行的时候，我们赫然发现，所有那些路由请求全都被beego给“霸占”了，根本没让mux路由器插手的机会。这就是典型的Beego应用与第三方库不兼容的一个实例。 三、原因分析 那么，为什么会出现这种问题呢？主要有以下几个原因： 1. 设计冲突 Beego内部已经实现了很多功能，如果我们在应用中再引入其他库，可能会产生设计上的冲突。 2. 功能重叠 有些第三方库可能提供了与Beego相似的功能，这样就可能导致冲突。 3. 兼容性问题 不同的库可能有不同的依赖关系和版本管理方式，这可能会导致一些意想不到的问题。 四、解决方案 对于上述问题，我们可以采取以下几种策略来解决： 1. 避免重复引入功能 当我们需要使用某个库提供的功能时，可以考虑直接在Beego中调用这个功能，而不是引入整个库。 2. 选择功能更丰富或者更稳定的库 在选择第三方库时，我们应该优先选择功能更丰富或者更稳定的库，避免因为库本身的问题导致的问题。 3. 使用版本锁定 如果我们确实需要引入一个与Beego存在冲突的库，我们可以使用version locking工具来锁定库的版本，确保在不同版本之间不会出现冲突。 五、总结 总的来说，虽然Beego与其他第三方库可能存在一些不兼容的问题，但这并不是无法解决的。只要我们了解问题的原因，就可以找到合适的解决办法。同时呢，咱也得明白一个道理，那就是优秀的编程习惯是尽量“抠门”地使用第三方库，这样一来，咱就能更麻溜地把控咱们应用的表现和性能，让它跑得更欢实。