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...ist 中是否有等待处理的消息(比如写一个 while 循环)。 为了减少通信的消耗,可以 sleep()一段时间再消费,但是会有两个问题: 1、如果生产者生产消息的速度远大于消费者消费消息的速度,List 会占用大量的内存。 2、消息的实时性降低。 list 还提供了一个阻塞的命令:blpop,没有任何元素可以弹出的时候,连接会被阻塞。 基于 list 实现的消息队列,不支持一对多的消息分发。 1.2 发布订阅模式 除了通过 list 实现消息队列之外,Redis 还提供了一组命令实现发布/订阅模式。 这种方式,发送者和接收者没有直接关联(实现了解耦),接收者也不需要持续尝试获取消息。 1.2.1 订阅频道 首先,我们有很多的频道(channel),我们也可以把这个频道理解成 queue。订阅者可以订阅一个或者多个频道。消息的发布者(生产者)可以给指定的频道发布消息。只要有消息到达了频道,所有订阅了这个频道的订阅者都会收到这条消息。 需要注意的注意是,发出去的消息不会被持久化,因为它已经从队列里面移除了,所以消费者只能收到它开始订阅这个频道之后发布的消息。 下面我们来看一下发布订阅命令的使用方法。 订阅者订阅频道:可以一次订阅多个,比如这个客户端订阅了 3 个频道。 subscribe channel-1 channel-2 channel-3 发布者可以向指定频道发布消息(并不支持一次向多个频道发送消息): publish channel-1 2673 取消订阅(不能在订阅状态下使用): unsubscribe channel-1 1.2.2 按规则(Pattern)订阅频道 支持 ?和 占位符。? 代表一个字符, 代表 0 个或者多个字符。 消费端 1,关注运动信息: psubscribe sport 消费端 2,关注所有新闻: psubscribe news 消费端 3,关注天气新闻: psubscribe news-weather 生产者,发布 3 条信息 publish news-sport yaoming publish news-music jaychou publish news-weather rain 2、Redis 事务 2.1 为什么要用事务 我们知道 Redis 的单个命令是原子性的(比如 get set mget mset),如果涉及到多个命令的时候,需要把多个命令作为一个不可分割的处理序列,就需要用到事务。 例如我们之前说的用 setnx 实现分布式锁,我们先 set,然后设置对 key 设置 expire, 防止 del 发生异常的时候锁不会被释放,业务处理完了以后再 del,这三个动作我们就希望它们作为一组命令执行。 Redis 的事务有两个特点: 1、按进入队列的顺序执行。 2、不会受到其他客户端的请求的影响。 Redis 的事务涉及到四个命令:multi(开启事务),exec(执行事务),discard (取消事务),watch(监视) 2.2 事务的用法 案例场景:tom 和 mic 各有 1000 元,tom 需要向 mic 转账 100 元。tom 的账户余额减少 100 元,mic 的账户余额增加 100 元。 通过 multi 的命令开启事务。事务不能嵌套,多个 multi 命令效果一样。 multi 执行后,客户端可以继续向服务器发送任意多条命令,这些命令不会立即被执行,而是被放到一个队列中,当 exec 命令被调用时,所有队列中的命令才会被执行。 通过 exec 的命令执行事务。如果没有执行 exec,所有的命令都不会被执行。如果中途不想执行事务了,怎么办? 可以调用 discard 可以清空事务队列,放弃执行。 2.3 watch命令 在 Redis 中还提供了一个 watch 命令。 它可以为 Redis 事务提供 CAS 乐观锁行为(Check and Set / Compare and Swap),也就是多个线程更新变量的时候,会跟原值做比较,只有它没有被其他线程修改的情况下,才更新成新的值。 我们可以用 watch 监视一个或者多个 key,如果开启事务之后,至少有一个被监视 key 键在 exec 执行之前被修改了,那么整个事务都会被取消(key 提前过期除外)。可以用 unwatch 取消。 2.4 事务可能遇到的问题 我们把事务执行遇到的问题分成两种,一种是在执行 exec 之前发生错误,一种是在执行 exec 之后发生错误。 2.4.1 在执行 exec 之前发生错误 比如:入队的命令存在语法错误,包括参数数量,参数名等等(编译器错误)。 在这种情况下事务会被拒绝执行,也就是队列中所有的命令都不会得到执行。 2.4.2 在执行 exec 之后发生错误 比如,类型错误,比如对 String 使用了 Hash 的命令,这是一种运行时错误。 最后我们发现 set k1 1 的命令是成功的,也就是在这种发生了运行时异常的情况下, 只有错误的命令没有被执行,但是其他命令没有受到影响。 这个显然不符合我们对原子性的定义,也就是我们没办法用 Redis 的这种事务机制来实现原子性,保证数据的一致。 3、Lua脚本 Lua/ˈluə/是一种轻量级脚本语言,它是用 C 语言编写的,跟数据的存储过程有点类似。 使用 Lua 脚本来执行 Redis 命令的好处: 1、一次发送多个命令,减少网络开销。 2、Redis 会将整个脚本作为一个整体执行,不会被其他请求打断,保持原子性。 3、对于复杂的组合命令,我们可以放在文件中,可以实现程序之间的命令集复用。 3.1 在Redis中调用Lua脚本 使用 eval /ɪ’væl/ 方法,语法格式: redis> eval lua-script key-num [key1 key2 key3 ....] [value1 value2 value3 ....] eval代表执行Lua语言的命令。 lua-script代表Lua语言脚本内容。 key-num表示参数中有多少个key,需要注意的是Redis中key是从1开始的,如果没有key的参数,那么写0。 [key1key2key3…]是key作为参数传递给Lua语言,也可以不填,但是需要和key-num的个数对应起来。 [value1 value2 value3 …]这些参数传递给 Lua 语言,它们是可填可不填的。 示例,返回一个字符串,0 个参数: redis> eval "return 'Hello World'" 0 3.2 在Lua脚本中调用Redis命令 使用 redis.call(command, key [param1, param2…])进行操作。语法格式: redis> eval "redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 lua-key lua-value command是命令,包括set、get、del等。 key是被操作的键。 param1,param2…代表给key的参数。 注意跟 Java 不一样,定义只有形参,调用只有实参。 Lua 是在调用时用 key 表示形参,argv 表示参数值(实参)。 3.2.1 设置键值对 在 Redis 中调用 Lua 脚本执行 Redis 命令 redis> eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 gupao 2673 redis> get gupao 以上命令等价于 set gupao 2673。 在 redis-cli 中直接写 Lua 脚本不够方便,也不能实现编辑和复用,通常我们会把脚本放在文件里面,然后执行这个文件。 3.2.2 在 Redis 中调用 Lua 脚本文件中的命令,操作 Redis 创建 Lua 脚本文件: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src vim gupao.lua Lua 脚本内容,先设置,再取值: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src redis-cli --eval gupao.lua 0 得到返回值: root@localhost src] redis-cli --eval gupao.lua 0 "lua666" 3.2.3 案例:对 IP 进行限流 需求:在 X 秒内只能访问 Y 次。 设计思路:用 key 记录 IP,用 value 记录访问次数。 拿到 IP 以后,对 IP+1。如果是第一次访问,对 key 设置过期时间(参数 1)。否则判断次数,超过限定的次数(参数 2),返回 0。如果没有超过次数则返回 1。超过时间, key 过期之后,可以再次访问。 KEY[1]是 IP, ARGV[1]是过期时间 X,ARGV[2]是限制访问的次数 Y。 -- ip_limit.lua-- IP 限流,对某个 IP 频率进行限制 ,6 秒钟访问 10 次 local num=redis.call('incr',KEYS[1])if tonumber(num)==1 thenredis.call('expire',KEYS[1],ARGV[1])return 1elseif tonumber(num)>tonumber(ARGV[2]) thenreturn 0 elsereturn 1 end 6 秒钟内限制访问 10 次,调用测试(连续调用 10 次): ./redis-cli --eval "ip_limit.lua" app:ip:limit:192.168.8.111 , 6 10 app:ip:limit:192.168.8.111 是 key 值 ,后面是参数值,中间要加上一个空格和一个逗号,再加上一个空格 。 即:./redis-cli –eval [lua 脚本] [key…]空格,空格[args…] 多个参数之间用一个空格分割 。 代码:LuaTest.java 3.2.4 缓存 Lua 脚本 为什么要缓存 在脚本比较长的情况下,如果每次调用脚本都需要把整个脚本传给 Redis 服务端, 会产生比较大的网络开销。为了解决这个问题,Redis 提供了 EVALSHA 命令,允许开发者通过脚本内容的 SHA1 摘要来执行脚本。 如何缓存 Redis 在执行 script load 命令时会计算脚本的 SHA1 摘要并记录在脚本缓存中,执行 EVALSHA 命令时 Redis 会根据提供的摘要从脚本缓存中查找对应的脚本内容,如果找到了则执行脚本,否则会返回错误:“NOSCRIPT No matching script. Please use EVAL.” 127.0.0.1:6379> script load "return 'Hello World'" "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b"127.0.0.1:6379> evalsha "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b" 0 "Hello World" 3.2.5 自乘案例 Redis 有 incrby 这样的自增命令,但是没有自乘,比如乘以 3,乘以 5。我们可以写一个自乘的运算,让它乘以后面的参数: local curVal = redis.call("get", KEYS[1]) if curVal == false thencurVal = 0 elsecurVal = tonumber(curVal)endcurVal = curVal tonumber(ARGV[1]) redis.call("set", KEYS[1], curVal) return curVal 把这个脚本变成单行,语句之间使用分号隔开 local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal script load ‘命令’ 127.0.0.1:6379> script load 'local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal' "be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441" 调用: 127.0.0.1:6379> set num 2OK127.0.0.1:6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6 (integer) 12 3.2.6 脚本超时 Redis 的指令执行本身是单线程的,这个线程还要执行客户端的 Lua 脚本,如果 Lua 脚本执行超时或者陷入了死循环,是不是没有办法为客户端提供服务了呢? eval 'while(true) do end' 0 为了防止某个脚本执行时间过长导致 Redis 无法提供服务,Redis 提供了 lua-time-limit 参数限制脚本的最长运行时间,默认为 5 秒钟。 lua-time-limit 5000(redis.conf 配置文件中) 当脚本运行时间超过这一限制后,Redis 将开始接受其他命令但不会执行(以确保脚本的原子性,因为此时脚本并没有被终止),而是会返回“BUSY”错误。 Redis 提供了一个 script kill 的命令来中止脚本的执行。新开一个客户端: script kill 如果当前执行的 Lua 脚本对 Redis 的数据进行了修改(SET、DEL 等),那么通过 script kill 命令是不能终止脚本运行的。 127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','gupao','666') while true do end" 0 因为要保证脚本运行的原子性,如果脚本执行了一部分终止,那就违背了脚本原子性的要求。最终要保证脚本要么都执行,要么都不执行。 127.0.0.1:6379> script kill(error) UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset. You can either wait the scripttermination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command. 遇到这种情况,只能通过 shutdown nosave 命令来强行终止 redis。 shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作,意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失。 4、Redis 为什么这么快? 4.1 Redis到底有多快? 根据官方的数据,Redis 的 QPS 可以达到 10 万左右(每秒请求数)。 4.2 Redis为什么这么快? 总结:1)纯内存结构、2)单线程、3)多路复用 4.2.1 内存 KV 结构的内存数据库,时间复杂度 O(1)。 第二个,要实现这么高的并发性能,是不是要创建非常多的线程? 恰恰相反,Redis 是单线程的。 4.2.2 单线程 单线程有什么好处呢? 1、没有创建线程、销毁线程带来的消耗 2、避免了上线文切换导致的 CPU 消耗 3、避免了线程之间带来的竞争问题,例如加锁释放锁死锁等等 4.2.3 异步非阻塞 异步非阻塞 I/O,多路复用处理并发连接。 4.3 Redis为什么是单线程的? 不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 因为单线程已经够用了,CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且 CPU 不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了。 4.4 单线程为什么这么快? 因为 Redis 是基于内存的操作,我们先从内存开始说起。 4.4.1 虚拟存储器(虚拟内存 Vitual Memory) 名词解释:主存:内存;辅存:磁盘(硬盘) 计算机主存(内存)可看作一个由 M 个连续的字节大小的单元组成的数组,每个字节有一个唯一的地址,这个地址叫做物理地址(PA)。早期的计算机中,如果 CPU 需要内存,使用物理寻址,直接访问主存储器。 这种方式有几个弊端: 1、在多用户多任务操作系统中,所有的进程共享主存,如果每个进程都独占一块物理地址空间,主存很快就会被用完。我们希望在不同的时刻,不同的进程可以共用同一块物理地址空间。 2、如果所有进程都是直接访问物理内存,那么一个进程就可以修改其他进程的内存数据,导致物理地址空间被破坏,程序运行就会出现异常。 为了解决这些问题,我们就想了一个办法,在 CPU 和主存之间增加一个中间层。CPU 不再使用物理地址访问,而是访问一个虚拟地址,由这个中间层把地址转换成物理地址,最终获得数据。这个中间层就叫做虚拟存储器(Virtual Memory)。 具体的操作如下所示: 在每一个进程开始创建的时候,都会分配一段虚拟地址,然后通过虚拟地址和物理地址的映射来获取真实数据,这样进程就不会直接接触到物理地址,甚至不知道自己调用的哪块物理地址的数据。 目前,大多数操作系统都使用了虚拟内存,如 Windows 系统的虚拟内存、Linux 系统的交换空间等等。Windows 的虚拟内存(pagefile.sys)是磁盘空间的一部分。 在 32 位的系统上,虚拟地址空间大小是 2^32bit=4G。在 64 位系统上,最大虚拟地址空间大小是多少? 是不是 2^64bit=10241014TB=1024PB=16EB?实际上没有用到 64 位,因为用不到这么大的空间,而且会造成很大的系统开销。Linux 一般用低 48 位来表示虚拟地址空间,也就是 2^48bit=256T。 cat /proc/cpuinfo address sizes : 40 bits physical, 48 bits virtual 实际的物理内存可能远远小于虚拟内存的大小。 总结:引入虚拟内存,可以提供更大的地址空间,并且地址空间是连续的,使得程序编写、链接更加简单。并且可以对物理内存进行隔离,不同的进程操作互不影响。还可以通过把同一块物理内存映射到不同的虚拟地址空间实现内存共享。 4.4.2 用户空间和内核空间 为了避免用户进程直接操作内核,保证内核安全,操作系统将虚拟内存划分为两部分,一部分是内核空间(Kernel-space)/ˈkɜːnl /,一部分是用户空间(User-space)。 内核是操作系统的核心,独立于普通的应用程序,可以访问受保护的内存空间,也有访问底层硬件设备的权限。 内核空间中存放的是内核代码和数据,而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间,它们都处于虚拟空间中,都是对物理地址的映射。 在 Linux 系统中, 内核进程和用户进程所占的虚拟内存比例是 1:3。 当进程运行在内核空间时就处于内核态,而进程运行在用户空间时则处于用户态。 进程在内核空间以执行任意命令,调用系统的一切资源;在用户空间只能执行简单的运算,不能直接调用系统资源,必须通过系统接口(又称 system call),才能向内核发出指令。 top 命令: us 代表 CPU 消耗在 User space 的时间百分比; sy 代表 CPU 消耗在 Kernel space 的时间百分比。 4.4.3 进程切换(上下文切换) 多任务操作系统是怎么实现运行远大于 CPU 数量的任务个数的? 当然,这些任务实际上并不是真的在同时运行,而是因为系统通过时间片分片算法,在很短的时间内,将 CPU 轮流分配给它们,造成多任务同时运行的错觉。 为了控制进程的执行,内核必须有能力挂起正在 CPU 上运行的进程,并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。 什么叫上下文? 在每个任务运行前,CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行,也就是说,需要系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器(ProgramCounter),这个叫做 CPU 的上下文。 而这些保存下来的上下文,会存储在系统内核中,并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响,让任务看起来还是连续运行。 在切换上下文的时候,需要完成一系列的工作,这是一个很消耗资源的操作。 4.4.4 进程的阻塞 正在运行的进程由于提出系统服务请求(如 I/O 操作),但因为某种原因未得到操作系统的立即响应,该进程只能把自己变成阻塞状态,等待相应的事件出现后才被唤醒。 进程在阻塞状态不占用 CPU 资源。 4.4.5 文件描述符 FD Linux 系统将所有设备都当作文件来处理,而 Linux 用文件描述符来标识每个文件对象。 文件描述符(File Descriptor)是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引,用于指向被打开的文件,所有执行 I/O 操作的系统调用都通过文件描述符;文件描述符是一个简单的非负整数,用以表明每个被进程打开的文件。 Linux 系统里面有三个标准文件描述符。 0:标准输入(键盘); 1:标准输出(显示器); 2:标准错误输出(显示器)。 4.4.6 传统 I/O 数据拷贝 以读操作为例: 当应用程序执行 read 系统调用读取文件描述符(FD)的时候,如果这块数据已经存在于用户进程的页内存中,就直接从内存中读取数据。如果数据不存在,则先将数据从磁盘加载数据到内核缓冲区中,再从内核缓冲区拷贝到用户进程的页内存中。(两次拷贝,两次 user 和 kernel 的上下文切换)。 I/O 的阻塞到底阻塞在哪里? 4.4.7 Blocking I/O 当使用 read 或 write 对某个文件描述符进行过读写时,如果当前 FD 不可读,系统就不会对其他的操作做出响应。从设备复制数据到内核缓冲区是阻塞的,从内核缓冲区拷贝到用户空间,也是阻塞的,直到 copy complete,内核返回结果,用户进程才解除 block 的状态。 为了解决阻塞的问题,我们有几个思路。 1、在服务端创建多个线程或者使用线程池,但是在高并发的情况下需要的线程会很多,系统无法承受,而且创建和释放线程都需要消耗资源。 2、由请求方定期轮询,在数据准备完毕后再从内核缓存缓冲区复制数据到用户空间 (非阻塞式 I/O),这种方式会存在一定的延迟。 能不能用一个线程处理多个客户端请求? 4.4.8 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) I/O 指的是网络 I/O。 多路指的是多个 TCP 连接(Socket 或 Channel)。 复用指的是复用一个或多个线程。它的基本原理就是不再由应用程序自己监视连接,而是由内核替应用程序监视文件描述符。 客户端在操作的时候,会产生具有不同事件类型的 socket。在服务端,I/O 多路复用程序(I/O Multiplexing Module)会把消息放入队列中,然后通过文件事件分派器(File event Dispatcher),转发到不同的事件处理器中。 多路复用有很多的实现,以 select 为例,当用户进程调用了多路复用器,进程会被阻塞。内核会监视多路复用器负责的所有 socket,当任何一个 socket 的数据准备好了,多路复用器就会返回。这时候用户进程再调用 read 操作,把数据从内核缓冲区拷贝到用户空间。 所以,I/O 多路复用的特点是通过一种机制一个进程能同时等待多个文件描述符,而这些文件描述符(套接字描述符)其中的任意一个进入读就绪(readable)状态,select() 函数就可以返回。 Redis 的多路复用, 提供了 select, epoll, evport, kqueue 几种选择,在编译的时 候来选择一种。 evport 是 Solaris 系统内核提供支持的; epoll 是 LINUX 系统内核提供支持的; kqueue 是 Mac 系统提供支持的; select 是 POSIX 提供的,一般的操作系统都有支撑(保底方案); 源码 ae_epoll.c、ae_select.c、ae_kqueue.c、ae_evport.c 5、内存回收 Reids 所有的数据都是存储在内存中的,在某些情况下需要对占用的内存空间进行回 收。内存回收主要分为两类,一类是 key 过期,一类是内存使用达到上限(max_memory) 触发内存淘汰。 5.1 过期策略 要实现 key 过期,我们有几种思路。 5.1.1 定时过期(主动淘汰) 每个设置过期时间的 key 都需要创建一个定时器,到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据,对内存很友好;但是会占用大量的 CPU 资源去处理过期的 数据,从而影响缓存的响应时间和吞吐量。 5.1.2 惰性过期(被动淘汰) 只有当访问一个 key 时,才会判断该 key 是否已过期,过期则清除。该策略可以最大化地节省 CPU 资源,却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期 key 没有再次被访问,从而不会被清除,占用大量内存。 例如 String,在 getCommand 里面会调用 expireIfNeeded server.c expireIfNeeded(redisDb db, robj key) 第二种情况,每次写入 key 时,发现内存不够,调用 activeExpireCycle 释放一部分内存。 expire.c activeExpireCycle(int type) 5.1.3 定期过期 源码:server.h typedef struct redisDb { dict dict; / 所有的键值对 /dict expires; / 设置了过期时间的键值对 /dict blocking_keys; dict ready_keys; dict watched_keys; int id;long long avg_ttl;list defrag_later; } redisDb; 每隔一定的时间,会扫描一定数量的数据库的 expires 字典中一定数量的 key,并清除其中已过期的 key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时,可以在不同情况下使得 CPU 和内存资源达到最优的平衡效果。 Redis 中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。 5.2 淘汰策略 Redis 的内存淘汰策略,是指当内存使用达到最大内存极限时,需要使用淘汰算法来决定清理掉哪些数据,以保证新数据的存入。 5.2.1 最大内存设置 redis.conf 参数配置: maxmemory <bytes> 如果不设置 maxmemory 或者设置为 0,64 位系统不限制内存,32 位系统最多使用 3GB 内存。 动态修改: redis> config set maxmemory 2GB 到达最大内存以后怎么办? 5.2.2 淘汰策略 https://redis.io/topics/lru-cache redis.conf maxmemory-policy noeviction 先从算法来看: LRU,Least Recently Used:最近最少使用。判断最近被使用的时间,目前最远的数据优先被淘汰。 LFU,Least Frequently Used,最不常用,4.0 版本新增。 random,随机删除。 如果没有符合前提条件的 key 被淘汰,那么 volatile-lru、volatile-random、 volatile-ttl 相当于 noeviction(不做内存回收)。 动态修改淘汰策略: redis> config set maxmemory-policy volatile-lru 建议使用 volatile-lru,在保证正常服务的情况下,优先删除最近最少使用的 key。 5.2.3 LRU 淘汰原理 问题:如果基于传统 LRU 算法实现 Redis LRU 会有什么问题? 需要额外的数据结构存储,消耗内存。 Redis LRU 对传统的 LRU 算法进行了改良,通过随机采样来调整算法的精度。如果淘汰策略是 LRU,则根据配置的采样值 maxmemory_samples(默认是 5 个), 随机从数据库中选择 m 个 key, 淘汰其中热度最低的 key 对应的缓存数据。所以采样参数m配置的数值越大, 就越能精确的查找到待淘汰的缓存数据,但是也消耗更多的CPU计算,执行效率降低。 问题:如何找出热度最低的数据? Redis 中所有对象结构都有一个 lru 字段, 且使用了 unsigned 的低 24 位,这个字段用来记录对象的热度。对象被创建时会记录 lru 值。在被访问的时候也会更新 lru 的值。 但是不是获取系统当前的时间戳,而是设置为全局变量 server.lruclock 的值。 源码:server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; server.lruclock 的值怎么来的? Redis 中有个定时处理的函数 serverCron,默认每 100 毫秒调用函数 updateCachedTime 更新一次全局变量的 server.lruclock 的值,它记录的是当前 unix 时间戳。 源码:server.c void updateCachedTime(void) { time_t unixtime = time(NULL); atomicSet(server.unixtime,unixtime); server.mstime = mstime();struct tm tm; localtime_r(&server.unixtime,&tm);server.daylight_active = tm.tm_isdst; } 问题:为什么不获取精确的时间而是放在全局变量中?不会有延迟的问题吗? 这样函数 lookupKey 中更新数据的 lru 热度值时,就不用每次调用系统函数 time,可以提高执行效率。 OK,当对象里面已经有了 LRU 字段的值,就可以评估对象的热度了。 函数 estimateObjectIdleTime 评估指定对象的 lru 热度,思想就是对象的 lru 值和全局的 server.lruclock 的差值越大(越久没有得到更新),该对象热度越低。 源码 evict.c / Given an object returns the min number of milliseconds the object was never requested, using an approximated LRU algorithm. /unsigned long long estimateObjectIdleTime(robj o) {unsigned long long lruclock = LRU_CLOCK(); if (lruclock >= o->lru) {return (lruclock - o->lru) LRU_CLOCK_RESOLUTION; } else {return (lruclock + (LRU_CLOCK_MAX - o->lru)) LRU_CLOCK_RESOLUTION;} } server.lruclock 只有 24 位,按秒为单位来表示才能存储 194 天。当超过 24bit 能表 示的最大时间的时候,它会从头开始计算。 server.h define LRU_CLOCK_MAX ((1<<LRU_BITS)-1) / Max value of obj->lru / 在这种情况下,可能会出现对象的 lru 大于 server.lruclock 的情况,如果这种情况 出现那么就两个相加而不是相减来求最久的 key。 为什么不用常规的哈希表+双向链表的方式实现?需要额外的数据结构,消耗资源。而 Redis LRU 算法在 sample 为 10 的情况下,已经能接近传统 LRU 算法了。 问题:除了消耗资源之外,传统 LRU 还有什么问题? 如图,假设 A 在 10 秒内被访问了 5 次,而 B 在 10 秒内被访问了 3 次。因为 B 最后一次被访问的时间比 A 要晚,在同等的情况下,A 反而先被回收。 问题:要实现基于访问频率的淘汰机制,怎么做? 5.2.4 LFU server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; 当这 24 bits 用作 LFU 时,其被分为两部分: 高 16 位用来记录访问时间(单位为分钟,ldt,last decrement time) 低 8 位用来记录访问频率,简称 counter(logc,logistic counter) counter 是用基于概率的对数计数器实现的,8 位可以表示百万次的访问频率。 对象被读写的时候,lfu 的值会被更新。 db.c——lookupKey void updateLFU(robj val) {unsigned long counter = LFUDecrAndReturn(val); counter = LFULogIncr(counter);val->lru = (LFUGetTimeInMinutes()<<8) | counter;} 增长的速率由,lfu-log-factor 越大,counter 增长的越慢 redis.conf 配置文件。 lfu-log-factor 10 如果计数器只会递增不会递减,也不能体现对象的热度。没有被访问的时候,计数器怎么递减呢? 减少的值由衰减因子 lfu-decay-time(分钟)来控制,如果值是 1 的话,N 分钟没有访问就要减少 N。 redis.conf 配置文件 lfu-decay-time 1 6、持久化机制 https://redis.io/topics/persistence Redis 速度快,很大一部分原因是因为它所有的数据都存储在内存中。如果断电或者宕机,都会导致内存中的数据丢失。为了实现重启后数据不丢失,Redis 提供了两种持久化的方案,一种是 RDB 快照(Redis DataBase),一种是 AOF(Append Only File)。 6.1 RDB RDB 是 Redis 默认的持久化方案。当满足一定条件的时候,会把当前内存中的数据写入磁盘,生成一个快照文件 dump.rdb。Redis 重启会通过加载 dump.rdb 文件恢复数据。 什么时候写入 rdb 文件? 6.1.1 RDB 触发 1、自动触发 a)配置规则触发。 redis.conf, SNAPSHOTTING,其中定义了触发把数据保存到磁盘的触发频率。 如果不需要 RDB 方案,注释 save 或者配置成空字符串""。 save 900 1 900 秒内至少有一个 key 被修改(包括添加) save 300 10 400 秒内至少有 10 个 key 被修改save 60 10000 60 秒内至少有 10000 个 key 被修改 注意上面的配置是不冲突的,只要满足任意一个都会触发。 RDB 文件位置和目录: 文件路径,dir ./ 文件名称dbfilename dump.rdb 是否是LZF压缩rdb文件 rdbcompression yes 开启数据校验 rdbchecksum yes 问题:为什么停止 Redis 服务的时候没有 save,重启数据还在? RDB 还有两种触发方式: b)shutdown 触发,保证服务器正常关闭。 c)flushall,RDB 文件是空的,没什么意义(删掉 dump.rdb 演示一下)。 2、手动触发 如果我们需要重启服务或者迁移数据,这个时候就需要手动触 RDB 快照保存。Redis 提供了两条命令: a)save save 在生成快照的时候会阻塞当前 Redis 服务器, Redis 不能处理其他命令。如果内存中的数据比较多,会造成 Redis 长时间的阻塞。生产环境不建议使用这个命令。 为了解决这个问题,Redis 提供了第二种方式。 执行 bgsave 时,Redis 会在后台异步进行快照操作,快照同时还可以响应客户端请求。 具体操作是 Redis 进程执行 fork 操作创建子进程(copy-on-write),RDB 持久化过程由子进程负责,完成后自动结束。它不会记录 fork 之后后续的命令。阻塞只发生在 fork 阶段,一般时间很短。 用 lastsave 命令可以查看最近一次成功生成快照的时间。 6.1.2 RDB 数据的恢复(演示) 1、shutdown 持久化添加键值 添加键值 redis> set k1 1 redis> set k2 2 redis> set k3 3 redis> set k4 4 redis> set k5 5 停服务器,触发 save redis> shutdown 备份 dump.rdb 文件 cp dump.rdb dump.rdb.bak 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 啥都没有: redis> keys 3、通过备份文件恢复数据停服务器 redis> shutdown 重命名备份文件 mv dump.rdb.bak dump.rdb 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 查看数据 redis> keys 6.1.3 RDB 文件的优势和劣势 一、优势 1.RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件,它保存了 redis 在某个时间点上的数据集。这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。 2.生成 RDB 文件的时候,redis 主进程会 fork()一个子进程来处理所有保存工作,主进程不需要进行任何磁盘 IO 操作。 3.RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。 二、劣势 1、RDB 方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为 bgsave 每次运行都要执行 fork 操作创建子进程,频繁执行成本过高。 2、在一定间隔时间做一次备份,所以如果 redis 意外 down 掉的话,就会丢失最后一次快照之后的所有修改(数据有丢失)。 如果数据相对来说比较重要,希望将损失降到最小,则可以使用 AOF 方式进行持久化。 6.2 AOF Append Only File AOF:Redis 默认不开启。AOF 采用日志的形式来记录每个写操作,并追加到文件中。开启后,执行更改 Redis 数据的命令时,就会把命令写入到 AOF 文件中。 Redis 重启时会根据日志文件的内容把写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。 6.2.1 AOF 配置 配置文件 redis.conf 开关appendonly no 文件名appendfilename "appendonly.aof" AOF 文件的内容(vim 查看): 问题:数据都是实时持久化到磁盘吗? 由于操作系统的缓存机制,AOF 数据并没有真正地写入硬盘,而是进入了系统的硬盘缓存。什么时候把缓冲区的内容写入到 AOF 文件? 问题:文件越来越大,怎么办? 由于 AOF 持久化是 Redis 不断将写命令记录到 AOF 文件中,随着 Redis 不断的进行,AOF 的文件会越来越大,文件越大,占用服务器内存越大以及 AOF 恢复要求时间越长。 例如 set xxx 666,执行 1000 次,结果都是 xxx=666。 为了解决这个问题,Redis 新增了重写机制,当 AOF 文件的大小超过所设定的阈值时,Redis 就会启动 AOF 文件的内容压缩,只保留可以恢复数据的最小指令集。 可以使用命令 bgrewriteaof 来重写。 AOF 文件重写并不是对原文件进行重新整理,而是直接读取服务器现有的键值对,然后用一条命令去代替之前记录这个键值对的多条命令,生成一个新的文件后去替换原来的 AOF 文件。 重写触发机制 auto-aof-rewrite-percentage 100 auto-aof-rewrite-min-size 64mb 问题:重写过程中,AOF 文件被更改了怎么办? 另外有两个与 AOF 相关的参数: 6.2.2 AOF 数据恢复 重启 Redis 之后就会进行 AOF 文件的恢复。 6.2.3 AOF 优势与劣势 优点: 1、AOF 持久化的方法提供了多种的同步频率,即使使用默认的同步频率每秒同步一次,Redis 最多也就丢失 1 秒的数据而已。 缺点: 1、对于具有相同数据的的 Redis,AOF 文件通常会比 RDB 文件体积更大(RDB 存的是数据快照)。 2、虽然 AOF 提供了多种同步的频率,默认情况下,每秒同步一次的频率也具有较高的性能。在高并发的情况下,RDB 比 AOF 具好更好的性能保证。 6.3 两种方案比较 那么对于 AOF 和 RDB 两种持久化方式,我们应该如何选择呢? 如果可以忍受一小段时间内数据的丢失,毫无疑问使用 RDB 是最好的,定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份, 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。 否则就使用 AOF 重写。但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制,而是应该两种一起用,在这种情况下,当 redis 重启的时候会优先载入 AOF 文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下 AOF 文件保存的数据集要比 RDB 文件保存的数据集要完整。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/zhoutaochun/article/details/120075092。 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。
2024-03-18 12:25:04
541
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JSON
...个列表里的元素还可以嵌套其他的JSON数组或者JSON对象,是不是很神奇呢?下面是一个简单的JSON数组的例子: css var arr = [1, "hello", true, null]; 在这个例子中,arr是一个包含四个元素的JSON数组,分别是一个数字、一个字符串、一个布尔值和一个null值。 三、JSON数组的查找方法 有了基本的概念之后,我们就可以开始讨论如何查找JSON数组中的元素了。下面介绍几种常见的查找方法: 1. 使用for循环遍历数组 这是一种最基本的查找方法,通过for循环遍历数组,逐个比较元素,直到找到目标元素为止。 javascript function findElement(arr, target) { for (var i = 0; i < arr.length; i++) { if (arr[i] === target) { return i; } } return -1; } console.log(findElement([1, "hello", true, null], "hello")); // 输出:1 在这个例子中,findElement函数接受一个JSON数组和一个目标元素作为参数,返回目标元素在数组中的索引。如果找不到目标元素,则返回-1。 2. 使用Array.prototype.find()方法 ES6引入了一个新的全局方法——Array.prototype.find(),它可以用来查找满足指定条件的数组元素,并返回第一个匹配的元素。 javascript var arr = [1, "hello", true, null]; console.log(arr.find(function(item) { return item === "hello"; })); // 输出:"hello" 在这个例子中,arr.find()方法接受一个回调函数作为参数,该函数会被应用到数组的每个元素上,如果某个元素使回调函数返回true,则该元素会被返回。 3. 使用Array.prototype.includes()方法 ES6还引入了一个全局方法——Array.prototype.includes(),它可以用来判断数组是否包含指定的元素。 javascript var arr = [1, "hello", true, null]; console.log(arr.includes("hello")); // 输出:true 在这个例子中,arr.includes()方法接受一个参数作为参数,如果数组包含该参数,则返回true,否则返回false。 四、总结 JSON数组的查找方法有很多,具体使用哪种方法取决于实际情况。一般来说,如果只需要查找数组中的一个元素,那么使用for循环或者Array.prototype.find()方法都是不错的选择。如果需要判断数组是否包含某个元素,那么可以使用Array.prototype.includes()方法。希望这篇文章能对你有所帮助!
2024-01-31 11:10:52
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梦幻星空-t
Javascript
... 这种错误经常出现在循环语句中,尤其是在设置循环终止条件时。循环语句可是编程里的基础款控件啊,设定好循环条件就像是给程序设定了跑圈的路线,要是这路线不对头,程序可就要乱跑了。但是,如果循环条件设置不当,就可能导致语法错误。 3. 实例解析 常见的循环终止条件错误 接下来,我们来看几个具体的例子,看看这些错误是如何发生的。 3.1 示例一:错误的循环终止条件 让我们先看一个简单的例子: javascript for (let i = 0; i <= 5; i++) { console.log(i); } 这段代码看起来没有任何问题,它会打印出从0到5的数字。但如果我们不小心把<=写成了<,那么循环条件就会变得不正确: javascript for (let i = 0; i < 5; i++) { console.log(i); } 虽然这段代码在逻辑上可能是正确的,但如果我们在编写代码时不小心输入了错误的符号,就可能引发SyntaxError: Unexpected token。例如,如果我们误将<写成=: javascript for (let i = 0; i = 5; i++) { console.log(i); } 这时,JavaScript引擎就会报错,因为它认为=是一个赋值操作符,而不是比较操作符。 3.2 示例二:嵌套循环中的错误 接下来,我们再来看看嵌套循环的情况。假设我们有一个二维数组,想要遍历并打印所有元素: javascript const matrix = [ [1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9] ]; for (let i = 0; i <= matrix.length; i++) { // 注意这里的错误 for (let j = 0; j < matrix[i].length; j++) { console.log(matrix[i][j]); } } 在这个例子中,外层循环的终止条件写错了。正确的应该是i < matrix.length,而不是i <= matrix.length。如果这样写,会导致数组越界,从而引发错误。 4. 解决方案 预防和调试 既然我们已经知道了错误的原因,那么该如何避免呢?这里有几个建议: - 仔细检查代码:每次编写循环时,都要特别注意循环条件的正确性。最好在编写完代码后,快速过一遍循环条件,确保没有错误。 - 使用开发工具:大多数现代IDE(如VS Code)都有语法高亮和错误提示功能,可以帮你及时发现潜在的问题。 - 代码审查:在团队项目中,进行代码审查是一个非常好的习惯。让同事帮忙检查你的代码,可以帮助你发现一些自己可能忽视的问题。 5. 总结与反思 总的来说,SyntaxError: Unexpected token虽然看似简单,但却能给开发者带来不少麻烦。今天的讨论大家应该都明白了,在写循环条件的时候要多留个心眼儿,别再犯类似的错误了。记住,编程不仅是逻辑的构建,也是细节的打磨。每一次细心的检查,都是对代码质量的提升。 希望这篇文章对你有所帮助!如果你有任何问题或想法,欢迎随时留言交流。我们一起学习,一起进步!
2025-01-19 16:04:29
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繁华落尽
Java
... 1. 判断循环次数 在循环结构中,我们可以利用前加加和后加加来控制循环次数。例如: java for (int i = 0; i < 5; ++i) { System.out.println(i); } 在这个例子中,我们利用了前加加来判断循环次数,每次循环都会使i的值增加1,直到i的值大于等于5时停止循环。 2. 数组长度计算 在处理数组的时候,我们也可以利用前加加和后加加来计算数组的长度。例如: java String[] array = {"Hello", "World"}; int length = array.length + 1; System.out.println(length); // 输出:3 在这个例子中,我们先获取数组的长度,然后利用后加加将其增加1,最终得到的是数组加上新元素后的长度。 3. 变量初始化 在程序的初始化阶段,我们也可以利用前加加和后加加来进行变量的初始化。例如: java int num = 0, sum = 0; for (int i = 1; i <= 10; ++i) { num = i; sum += num; } System.out.println(sum); // 输出:55 在这个例子中,我们利用前加加来循环遍历数组,每循环一次就将i的值赋给num,并将num的值累加到sum上,最后输出的是sum的值,即1到10的和。 三、前加加和后加加的注意事项 虽然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!
2023-03-21 12:55:07
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昨夜星辰昨夜风-t
Scala
...归函数设定一个收手的条件(就拿这里的n == 0来说吧),这货就会无休止地自我调用下去,一直调用到天荒地老。最后的结果就是把系统的栈空间消耗殆尽,然后boom!——栈溢出就发生了。 3. 栈溢出 一个生动的例子 为了更直观地理解栈溢出是如何发生的,让我们看一个没有正确退出条件的递归函数例子: scala def infiniteRecursion(n: Int): Int = { println(s"Current level: $n") infiniteRecursion(n + 1) } // 调用 infiniteRecursion(1) 这段代码中,我们创建了一个始终递归调用自己的函数,没有任何终止条件。当你运行这段代码,会看到控制台不断打印递归层级,直到程序因栈溢出而崩溃。这就是没有设置恰当退出条件的递归函数可能会带来的灾难性后果。 4. 如何避免栈溢出? - 设定明确的退出条件:每个递归函数都应该有一个或多个能确保递归过程最终停止的条件。在上述阶乘函数中,n == 0就是这样一个退出条件。 - 尾递归优化:Scala支持尾递归优化,这意味着在满足一定条件下,编译器能够将尾递归转化为循环以避免栈空间的持续增长。要实现尾递归优化这个小目标,首先你得确保递归调用乖乖地待在函数的最后一行,一步都不能乱跑。然后呢,你要给这个函数加上一个特殊的“身份标签”——@annotation.tailrec,这就像给它戴了个魔法小徽章。最后但同样重要的是,得保证每次递归调用的时候,不会像叠罗汉那样不断生成新的堆栈帧,这样才能让尾递归顺利进行,不带来额外的负担。例如: scala import scala.annotation.tailrec @tailrec def tailRecursiveFactorial(n: Int, acc: Int = 1): Int = { if (n == 0) acc else tailRecursiveFactorial(n - 1, n acc) } 5. 总结与思考 递归在Scala乃至整个编程领域都有着重要的地位,但我们也应时刻警惕其潜在的危险——栈溢出。只有当我们真正搞明白递归的精髓,小心翼翼地给它设定一个退出的门槛,才能既爽快地享受递归带来的那种简洁明了的表达方式,又不至于一脚踩空,掉进那个无休止的循环黑洞里。所以,在我们真正动手编程的时候,千万要对递归函数保持敬畏之心,就像对待一把双刃剑。瞅准时机,灵活运用尾递归这些神奇的小技巧,这样一来,我们的程序就能跑得既结实又飞快,像只敏捷的小猎豹。
2023-11-28 18:34:42
105
素颜如水
JSON
JSON条件读取:深入理解与实践探索 JSON(JavaScript Object Notation)作为一种轻量级的数据交换格式,广泛应用于Web服务和API接口中。这篇小文呢,咱要唠的就是“JSON条件读取”这码事儿。我会尽量说人话,用大伙都能秒懂的语言,再配上一堆实实在在的代码实例,手把手带你摸清怎么按照自个儿的需求,从JSON这座信息山里头精准挖出想要的数据宝贝。 1. JSON基础回顾 在我们深入探讨条件读取之前,先简单回顾一下JSON的基础知识。JSON是一种文本格式,用来表示键值对的集合,支持数组、对象等复杂结构。例如: json { "users": [ { "id": 1, "name": "Alice", "age": 25, "city": "New York" }, { "id": 2, "name": "Bob", "age": 30, "city": "San Francisco" } ] } 在这个例子中,我们有一个包含多个用户信息的JSON对象,每个用户信息也是一个JSON对象,包含了id、name、age和city属性。 2. JSON条件读取初识 JSON条件读取是指基于预先设定的条件,从JSON数据结构中提取满足条件的特定数据。比如,我们要从这个用户列表里头找出所有年龄超过28岁的大哥大姐们,这就得做个条件筛选了。 2.1 JavaScript中的JSON条件读取 在JavaScript中,我们可以使用循环和条件语句实现JSON条件读取。下面是一个简单的示例: javascript var jsonData = { "users": [ // ... ] }; for (var i = 0; i < jsonData.users.length; i++) { var user = jsonData.users[i]; if (user.age > 28) { console.log(user); } } 这段代码会遍历users数组,并打印出年龄大于28岁的用户信息。 2.2 使用现代JavaScript方法 对于更复杂的查询,可以利用Array.prototype.filter()方法简化条件读取操作: javascript var olderUsers = jsonData.users.filter(function(user) { return user.age > 28; }); console.log(olderUsers); 这里我们使用了filter()方法创建了一个新的数组,其中只包含了年龄大于28岁的用户。 3. 进阶 深度条件读取与JSONPath 在大型或嵌套结构的JSON数据中,可能需要进行深度条件读取。这时,JSONPath(类似于XPath在XML中的作用)可以派上用场。虽然JavaScript原生并不直接支持JSONPath,但可通过第三方库如jsonpath-plus来实现: javascript const jsonpath = require('jsonpath-plus'); var data = { ... }; // 假设是上面那个大的JSON对象 var result = jsonpath.query(data, '$..users[?(@.age > 28)]'); console.log(result); // 输出所有年龄大于28岁的用户 这个例子展示了如何使用JSONPath表达式去获取深层嵌套结构中的满足条件的数据。 4. 总结与思考 JSON条件读取是我们在处理大量JSON数据时不可或缺的技能。用各种语言技巧和工具灵活“玩转”,我们就能迅速找准并揪出我们需要的信息,这样一来,无论是数据分析、应用开发还是其他多种场景,我们都能够提供更棒的支持和服务。随着技术的不断进步,未来没准会出现更多省时省力的小工具和高科技手段,帮咱们轻轻松松解决JSON条件读取这个难题。因此,不断学习、紧跟技术潮流显得尤为重要。让我们一起在实践中不断提升对JSON条件读取的理解和应用能力吧!
2023-01-15 17:53:11
383
红尘漫步
c++
...断是一种协作式的线程终止方式,允许主线程或其他线程通知某个正在运行的线程适时停止其执行。在C++这门编程语言里,虽然标准库没有现成的、直接叫“ThreadInterruptedException”的异常类型供我们使用,但是咱完全可以脑洞大开,模拟实现一个类似功能的东西出来。通常,我们借助std::thread::interrupt()方法来设置线程的中断标志,并通过周期性检查std::this_thread::interruption_point()来响应中断请求。 3. 实现ThreadInterruptedException示例 下面,让我们通过一段示例代码来看看如何在C++中模拟ThreadInterruptedException: cpp include include include include // 自定义异常类,模拟ThreadInterruptedException class ThreadInterruptedException : public std::runtime_error { public: ThreadInterruptedException(const std::string& what_arg) : std::runtime_error(what_arg) {} }; // 模拟长时间运行的任务,定期检查中断点 void longRunningTask() { try { while (true) { // 做一些工作... std::cout << "Working...\n"; // 检查中断点,若被中断则抛出异常 if (std::this_thread::interruption_requested()) { throw ThreadInterruptedException("Thread interrupted by request."); } // 短暂休眠 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); } } catch (const ThreadInterruptedException& e) { std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << '\n'; } } int main() { std::thread worker(longRunningTask); // 稍后决定中断线程 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5)); worker.interrupt(); // 等待线程结束(可能是因为中断) worker.join(); std::cout << "Main thread finished.\n"; return 0; } 在这个例子中,我们首先创建了一个自定义异常类ThreadInterruptedException,当检测到中断请求时,在longRunningTask函数内部抛出。然后,在main函数中启动线程执行该任务,并在稍后调用worker.interrupt()发起中断请求。在运行的过程中,线程会时不时地瞅一眼自己的中断状态,如果发现那个标志被人悄悄设定了,它就会立马像个急性子一样抛出异常,然后毫不犹豫地跳出循环。 4. 思考与探讨 虽然C++标准库并未内置ThreadInterruptedException,但我们能够通过上述方式模拟其行为,这为程序提供了更为灵活且可控的线程管理手段。不过,这里要敲个小黑板强调一下,线程中断并不是什么霸道的硬性停止手段,它更像是个君子协定。所以在开发多线程应用的时候,咱们程序员朋友得把这个线程中断机制吃得透透的,合理地运用起来,确保线程在关键时刻能够麻溜儿地、安全无虞地退出舞台哈。 总结来说,理解和掌握线程中断异常对于提升C++多线程编程能力至关重要。想象一下,如果我们模拟一个ThreadInterruptedException,就像是给线程们安排了一个默契的小暗号,当它们需要更好地协同工作、同步步伐时,就可以更体面、更灵活地处理这些情况。这样一来,我们的程序不仅更容易维护,也变得更加靠谱,就像一台精密的机器,每个零件都恰到好处地运转着。
2023-03-08 17:43:12
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幽谷听泉
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...无环图 有环图是包含循环的,一系列顶点连接成一个环。无环图没有环。在有环图中,如果不关心终止条件,算法可能永远在环上执行,无法退出。 2.4、度、出边、入边、出度、入度 度表示一个顶点的所有边的数量 出边是指从当前顶点指向其他顶点的边 入边表示其他顶点指向当前顶点的边 出度是一个顶点出边的数量 入度是一个顶点入边的数量 2.5、超步 图进行迭代计算时,每一轮的迭代叫做一个超步 3、图处理技术 图处理技术包括图数据库、图数据查询、图数据分析和图数据可视化。 3.1、图数据库 Neo4j、Titan、OrientDB、DEX和InfiniteGraph等基于遍历算法的、实时的图数据库; 3.2、图数据查询 对图数据库中的内容进行查询 3.3、图数据分析 Google Pregel、Spark GraphX、GraphLab等图计算软件。传统的数据分析方法侧重于事物本身,即实体,例如银行交易、资产注册等等。而图数据不仅关注事物,还关注事物之间的联系。例如& 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_41851454/article/details/80388443。 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。
2023-07-30 14:45:06
180
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...为Java环境下高效处理JSON工具库的基础用法后,我们可以进一步关注该领域的最新动态和深度应用。近年来,随着微服务架构和RESTful API的广泛应用,JSON数据交换的重要性日益凸显,Jackson的角色也随之变得更加关键。 2023年,Jackson发布了最新的2.14版本,对性能进行了大幅优化,并引入了一些新的特性,如对Java 17中Record类的支持以及对Optional类型更为智能的序列化/反序列化处理。此外,Jackson社区还致力于解决与模块化、安全性和跨平台兼容性相关的各类问题,确保其在各种复杂场景下依然保持高效稳定的表现。 除了基础的Bean与JSON转换外,Jackson在处理嵌套对象、循环引用以及自定义序列化规则等方面提供了强大的功能支持。开发者可以通过注解或自定义Converter等方式实现更为灵活的数据转换逻辑,以满足特定业务需求。 同时,在实际开发过程中,与Jackson类似的其他JSON库如Gson、Fastjson等也持续更新迭代,彼此之间的竞争推动着整个领域技术的发展。例如,近期有评测显示,在特定条件下,Fastjson在处理大数据量时的性能表现已有所提升,而Gson则通过增强对Kotlin语言的支持来吸引更多的开发者。 因此,对于广大Java开发者而言,掌握Jackson不仅限于了解其基本用法,更应关注其在实际项目中的最佳实践、与其他JSON库的对比分析以及如何根据项目特点选择最适合的JSON处理工具,从而提升系统的整体性能和开发效率。
2023-02-20 18:27:10
274
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Apache Pig
...g进行大规模文本数据处理 1. 引言 在大数据的世界里,Apache Pig是一个极具价值的工具。它在Hadoop这个大家族里,可以说是位重要角色。为啥呢?因为它使用了一种叫Pig Latin的语言,这种语言既简单又直观,理解起来毫不费劲儿,而且它的数据处理能力那是相当的给力,这就让它在大数据的世界里大放异彩啦!特别是在我们碰上那种海量文本数据处理的大工程时,Pig就活脱脱变成了一只灵活又给力的“数据解析小能猪”,它超级能干,能够帮咱们轻松快速地清洗、转换和深挖这些海量的信息宝藏。 想象一下,你手握一份上亿行的日记文本数据集,每条记录都包含用户的情感表达、行为习惯等丰富信息。瞧瞧这海量的数据,我们急需一个懂咱们心思、能麻溜处理复杂任务的好帮手。这时候,Apache Pig就像我们的超级英雄,瞬间闪亮登场,帮我们大忙了! 2. Apache Pig基础介绍 Apache Pig是一种高级数据流语言及运行环境,用于查询大型半结构化数据集。它的精髓在于采用了一种叫做Pig Latin的语言,这种语言设计得超级简单易懂,编程人员一看就能轻松上手。而且,更厉害的是,你用Pig Latin编写的脚本,可以被转化为一系列MapReduce任务,然后在Hadoop这个大家伙的集群上欢快地执行起来。就像是给计算机下达一连串的秘密指令,让数据处理变得既高效又便捷。 3. 大规模文本数据处理实例 3.1 数据加载与预处理 首先,让我们通过一段Pig Latin脚本来看看如何用Apache Pig加载并初步处理文本数据: pig -- 加载原始文本文件 raw_data = LOAD 'input.txt' AS (line:chararray); -- 将文本行分割为单词 tokenized_data = FOREACH raw_data GENERATE FLATTEN(TOKENIZE(line)) AS word; -- 对单词进行去重 unique_words = DISTINCT tokenized_data; 在这个例子中,我们首先从input.txt文件加载所有文本行,然后使用TOKENIZE函数将每一行文本切割成单词,并进一步通过DISTINCT运算符找出所有唯一的单词。 3.2 文本数据统计分析 接下来,我们可以利用Pig进行更复杂的统计分析: pig -- 计算每个单词出现的次数 word_counts = GROUP unique_words BY word; word_count_stats = FOREACH word_counts GENERATE group, COUNT(unique_words) AS count; -- 按照单词出现次数降序排序 sorted_word_counts = ORDER word_count_stats BY count DESC; -- 存储结果到HDFS STORE sorted_word_counts INTO 'output'; 以上代码展示了如何对单词进行计数并按频次降序排列,最后将结果存储回HDFS。这个过程就像是在大数据海洋里淘金,关键几步活生生就是分组、聚合和排序。这就好比先按照矿石种类归类(分组),再集中提炼出纯金(聚合),最后按照纯度高低排个序。这一连串操作下来,Apache Pig的实力那是展现得淋漓尽致,真可谓是个大数据处理的超级神器! 4. 人类思考与探讨 当你深入研究并实践Apache Pig的过程中,你会发现它不仅简化了大规模文本数据处理的编写难度,而且极大地提升了工作效率。以前处理那些要写一堆堆嵌套循环、各种复杂条件判断的活儿,现在用Pig Latin轻轻松松几行代码就搞定了,简直太神奇了! 更重要的是,Apache Pig还允许我们以近乎自然语言的方式表达数据处理逻辑,使得非程序员也能更容易参与到大数据项目中来。这正是Apache Pig的魅力所在——它让数据处理变得更人性化,更贴近我们的思考模式。 总之,Apache Pig在处理大规模文本数据方面展现了无可比拟的优势,无论是数据清洗、转化还是深度分析,都能轻松应对。只要你愿意深入探索和实践,Apache Pig将会成为你在大数据海洋中畅游的有力舟楫。
2023-05-19 13:10:28
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人生如戏
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...持丰富的定制化和事件处理功能。 TreeList控件 , TreeList控件同样是由DevExpress提供的ASP.NET WebForms组件,用于展示具有层次结构(树状结构)的数据,每一项可以展开以查看其子项。在项目中,TreeList控件嵌入到ASPxDropDownEdit控件内,实现了下拉菜单形式的树级结构选择,使得用户可以在下拉框中直观地浏览和选择层级数据。 CASE WHEN语句 , CASE WHEN是SQL中的一种条件表达式,用于根据给定的条件执行不同的计算或返回不同的值。在文章所提及的SQL查询示例中,CASE WHEN用于对 DUTIES_ID 字段进行判断,当其值等于特定值时返回0,否则返回1,以此作为排序依据,确保特定值对应的记录在下拉菜单中优先显示。
2023-06-20 18:50:13
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.../通过forEach循环arr.forEach{println(it)}//通过iterator循环var iterable:Iterator<Integer> = arr.iterator();while(iterable.hasNext()){println(iterable.next())}for(element in arr.iterator()){println(element)}//for循环一for(element in arr){println(element)}//for循环二for(index in 0..arr.size-1){println(arr[index])}//for循环三for(index in arr.indices){println(arr[index])}//for循环四for((index, value) in arr.withIndex()){println("$index位置的元素是:$value")}// 上面写法等价于下面写法for (element in arr.withIndex()) {println("${element.index} : ${element.value}")} 操作 方法 说明 .size .indices 数组长度 数组最大索引值 get (索引) 获取元素,推荐使用操作符 [ ] arr[3] 等同于 arr.get(3) set (索引,目标值) 给元素赋值,推荐使用操作符 [ ] arr[3] = "哈" 等同于 arr.set(3,"哈") plus (目标值) 增加:返回一个数组长度+1并用目标值赋值新元素的新数组,不对原数组进行改动 arr + 6 等同于 arr.plus(6) slice (区间) 截取:返回一个截取该区间元素的新数组,不对原数组进行改动 fill (目标值) fill (目标值,起始索引,结束索引) 修改:将该区间的元素赋值为指定值 copyOf () copyOf (个数) copyOfRange (起始索引,结束索引) 返回一个 完全复制了原数组 的新数组 返回一个 正向复制原数组元素个数 的新数组,超过原数组大小的新元素值为null 返回一个 复制原数组该区间元素 的新数组,超过原数组索引范围报错 asList () 数组转集合 reverse () reversedArray () reversed () 反转:将数组中的元素顺序进行反转 返回一个反转后的新数组,不对原数组进行改动 返回一个反转后的list,不对原数组进行改动 sort () sortedArray () sorted () 排序:对数组中的元素进行自然排序 返回一个自然排序后的新数组,不对原数组进行改动 返回一个自然排序后的list,不对原数组进行改动 joinToString (字符串分隔符) 将Array原生数组拼接成一个String,默认分隔符是“,” all (predicate) any (predicate) 全部元素满足条件返回 true,否则 false 任一元素满足条件返回 true,否则 false val arr = arrayOf(1, 2, 3, 4, 5)val cc = charArrayOf('你','们','好')val brr = arrayOf(5,2,1,4,3)//数组长度val num1 = arr.size //5//最大索引val num2 = arr.indices //4for (i in arr.indices) print(i) //01234//条件判断val boolean1 = arr.all { i -> i > 3 } //false,不是全部元素>3//增val arr1 = arr.plus(6) //123456,长度+1并赋值为6val arr2 = arr + 6 //同上//改val arr3 = arr.slice(2..4) //345arr.fill(0) //00000,操作的是原数组val str1 = cc.joinToString("") //你们好brr.sort() //12345val list1 = brr.sorted() //返回一个排序后的listval brr4 = brr.sortedArray() //返回排序后的新数组val arr5 = arr.copyOf() //12345val arr6 = arr.copyOf(2) //12val arr7 = arr.copyOfRange(2,4) //34 多维数组 //方式一:数组里面存的元素是数组val aa = arrayOf(arrayOf(1, 2, 3),arrayOf(4, 5, 6))print(aa[1][2]) //6//方式二:元素为null但类型是数组val bb = arrayOfNulls<Array<Int>>(2) 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/HugMua/article/details/121866989。 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。
2023-03-31 12:34:25
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...choose中,避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧,仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建,对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果2.1 加入这段代码,便会计算闪烁方块得分 function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);} 完整代码为: var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合(二维数组)每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁,防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){for (var i = 0; i < squareSet.length; i++) {for (var j = 0; j < squareSet[i].length; j++) {squareSet[i][j].style.background="url(pic/"+squareSet[i][j].num+".png)"squareSet[i][j].style.left=squareSet[i][j].colsquareWidth+"px";squareSet[i][j].style.bottom=squareSet[i][j].rowsquareWidth+"px";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块,传入参数为颜色、行、列,初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中,避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧,仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建,对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果2.2 第三阶段:消灭星星(只消灭一次) 只消除选中的星星,但是不会掉下来。 在function init(){}里面添加以下代码: // 鼠标点击事件square.onclick = function(){//为移除增加一个延迟动画,为了防止闭包,这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 100);})(i);} } 效果 使得星星移动(原作者这里出现错误) function move(){//纵向下落,采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }} 完整代码如下: var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合(二维数组)每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁,防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){for (var i = 0; i < squareSet.length; i++) {for (var j = 0; j < squareSet[i].length; j++) {squareSet[i][j].style.background="url(pic/"+squareSet[i][j].num+".png)"squareSet[i][j].style.left=squareSet[i][j].colsquareWidth+"px";squareSet[i][j].style.bottom=squareSet[i][j].rowsquareWidth+"px";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块,传入参数为颜色、行、列,初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中,避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧,仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function move(){//纵向下落,采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }}// 横向移动(当出现一列为空时)for(var i = 0 ; i < squareSet[0].length ;){ //必须注意循环结束条件的判断if(squareSet[0][i] == null){ //逻辑:只需判断最低层为空,该行则全为空for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){squareSet[j].splice(i , 1); //splice删除数组squareSet[j]中从i开始的1个元素}continue;//注意移动后i不应改变了}i ++;}refresh();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建,对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}// 鼠标点击事件square.onclick = function(){//对锁进行控制if(!flag || choose.length == null){return;}flag = false;tempSquare = null;//更新分数var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}totalScore += score;document.getElementById('nowScore').innerHTML = "Current Score : " + totalScore;//为移除增加一个延迟动画,为了防止闭包,这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 100);})(i);}//需要等星星消除完毕后再移动,故需增加一个延迟setTimeout(function(){move(); //调用移动函数},choose.length 100);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果(下降成功,但是有点小bug只有部分下降了) 解决方案:只需要在function refresh(){}的双循环里面增加以下代码: if(squareSet[i][j] == null) continue; 完整代码如下: var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合(二维数组)每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁,防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){for (var i = 0; i < squareSet.length; i++) {for (var j = 0; j < squareSet[i].length; j++) {if(squareSet[i][j] == null) continue; // 点击后数组中可能有空值需要跳过squareSet[i][j].style.background="url(pic/"+squareSet[i][j].num+".png)"squareSet[i][j].style.left=squareSet[i][j].colsquareWidth+"px";squareSet[i][j].style.bottom=squareSet[i][j].rowsquareWidth+"px";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块,传入参数为颜色、行、列,初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中,避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";//有个框arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";//一闪一闪}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧,仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);//闪烁的时间}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function move(){//纵向下落,采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }}// 横向移动(当出现一列为空时)for(var i = 0 ; i < squareSet[0].length ;){ //必须注意循环结束条件的判断if(squareSet[0][i] == null){ //逻辑:只需判断最低层为空,该行则全为空for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){squareSet[j].splice(i , 1); //splice删除数组squareSet[j]中从i开始的1个元素}continue;//注意移动后i不应改变了}i ++;}refresh();}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建,对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}// 鼠标点击事件square.onclick = function(){//对锁进行控制if(!flag || choose.length == null){return;}flag = false;tempSquare = null;//更新分数var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}totalScore += score;document.getElementById('nowScore').innerHTML = "Current Score : " + totalScore;//为移除增加一个延迟动画,为了防止闭包,这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 100);})(i);}//需要等星星消除完毕后再移动,故需增加一个延迟setTimeout(function(){move(); //调用移动函数},choose.length 100);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 第四阶段:消灭全部星星,返回结果 最终完整版代码如下: var table; //游戏桌面var squareWidth = 50; //方块宽高var boardWidth = 10; //行列数var squareSet = []; //方块信息集合(二维数组)每个元素保存该方块的全部信息var baseScore = 5; //第一块的分数var stepScore = 10; //每多一块的累加分数var totalScore = 0; //当前总分var targetScore = 1500; //目标分var choose = []; //选中的连通小方块var timer = null; //闪烁定时器var flag = true; //锁,防止点击事件中响应其他点击或移入时间var tempSquare = null; //临时方块function refresh(){ //重绘画板,每次鼠标点击后刷新for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){if(squareSet[i][j] == null) continue; // 点击后数组中可能有空值需要跳过squareSet[i][j].row = i; //更新当前的行列数squareSet[i][j].col = j;squareSet[i][j].style.backgroundImage = "url(./pic/" + squareSet[i][j].num + ".png)"squareSet[i][j].style.backgroundSize = "cover"; //占满范围squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)"; //美观效果让不同星星之间留出空隙(缩小至0.95倍大小)squareSet[i][j].style.left = squareSet[i][j].col squareWidth + "px"; // 别忘了加"px"squareSet[i][j].style.bottom = squareSet[i][j].row squareWidth + "px";squareSet[i][j].style.transition = "left 0.3s, bottom 0.3s";} }}function createSquare(value,row,col){ //创建小方块,传入参数为颜色、行、列,初始化时使用。var temp = document.createElement('div'); //创建div dom对象temp.style.height = squareWidth + "px";temp.style.width = squareWidth + "px";temp.style.display = "inline-block"; //需要让对象元素能排列一排temp.style.position = "absolute"; //相对于背景绝对定位temp.style.boxSizing = "border-box"; //重要:不会使增加的边框溢出覆盖到旁边的元素temp.style.borderRadius = "12px";temp.num = value;temp.col = col;temp.row = row;return temp; //返回这个创建出来的对象}function goBack(){ //还原样式if(timer != null){ //清空计时器clearInterval(timer);}for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){if(squareSet[i][j] == null) continue;squareSet[i][j].style.border = "0px solid white";squareSet[i][j].style.transform = "scale(0.95)";} }}function checkLinked(square , arr){ // 递归连通图算法if(square == null) return; // 递归边界arr.push(square); // 将当前方块放入选中数组中// check leftif( square.col > 0 && //未到边界squareSet[square.row][square.col - 1] && //左侧有块squareSet[square.row][square.col - 1].num == square.num && //颜色相同arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col - 1]) == -1) { //不在choose中,避免循环判断checkLinked(squareSet[square.row][square.col - 1] , arr);}// check rightif( square.col < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row][square.col + 1] &&squareSet[square.row][square.col + 1].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row][square.col + 1]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row][square.col + 1] , arr);}// check upif( square.row < boardWidth - 1 &&squareSet[square.row + 1][square.col] &&squareSet[square.row + 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row + 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row + 1][square.col] , arr);}// check downif( square.row > 0 &&squareSet[square.row - 1][square.col] &&squareSet[square.row - 1][square.col].num == square.num &&arr.indexOf(squareSet[square.row - 1][square.col]) == -1) {checkLinked(squareSet[square.row - 1][square.col] , arr);} }function flicker(arr){ // 选中连通的小方块可以闪烁var num = 0;timer = setInterval(function(){for(var i = 0 ; i < arr.length ; i ++){arr[i].style.border = "3px solid BFEFFF";arr[i].style.transform = "scale(" + (0.9 + (0.05 Math.pow(-1 , num))) + ")";}num ++; // 注意这里所采用的数学技巧,仍然使用transform:scale(val)来进行缩放。},300);}function selectScore(){ //可以显示当前选中小方块的得分var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}if(score == 0) return;document.getElementById('selectScore').innerHTML = choose.length + " blocks " + score + " points";document.getElementById('selectScore').style.opacity = 1;document.getElementById('selectScore').style.transition = null;// 设置时间间隔1秒后显示消失的过渡动画setTimeout(function(){document.getElementById('selectScore').style.opacity = 0;document.getElementById('selectScore').style.transition = "opacity 1s";},1000);}function mouseOver(obj){ //鼠标移入区域响应// 加锁,点击事件过程中不允许其他点击事件与移入事件if(!flag){tempSquare = obj;return;}// 还原所有样式goBack();// 检查相邻choose = [];checkLinked(obj , choose);if(choose.length <= 1){choose = [];return;}// 闪烁flicker(choose);// 显示分数selectScore();}function move(){ //下落移动控制//纵向下落,采用快慢指针算法for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){var pointer = 0; //慢指针for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){if(squareSet[j][i] != null){ //按行遍历if(pointer != j){ //快慢指针不同步说明中间有空元素squareSet[pointer][i] = squareSet[j][i]; //慢指针设成快指针元素squareSet[j][i].row = pointer;squareSet[j][i] = null; //快指针处置空}pointer ++; //该行非空时慢指针增加} }}// 横向移动(当出现一列为空时)for(var i = 0 ; i < squareSet[0].length ;){ // 注意循环终止条件的判断!!!因为数组长度会更新if(squareSet[0][i] == null){ //逻辑:只需判断最低层为空,该行则全为空for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){squareSet[j].splice(i , 1); //splice删除数组squareSet[j]中从i开始的1个元素}continue;//注意移动后i不应改变了}i ++;}refresh();}function isFinish(){ //判断游戏结束flag = true; //重要:需要先解锁,保证后续鼠标事件可以被响应for(var i = 0 ; i < squareSet.length ; i ++){for(var j = 0 ; j < squareSet[i].length ; j ++){if(squareSet[i][j] == null) continue; //遍历每一元素判断连通var temp = [];checkLinked(squareSet[i][j] , temp);if(temp.length > 1) return false; //若有某一元素仍有多块连通,则游戏未结束} }return flag;}function init(){ // JS调用入口table = document.getElementById('pop_star'); // 获取到最外层的父元素作为桌面document.getElementById('targetScore').innerHTML = "Target Score : " + targetScore; //显示目标分数用innerHTML// 循环初始化星星区域for(var i = 0 ; i < boardWidth ; i ++){squareSet[i] = new Array(); //二维数组的创建,对每一个元素new Array()创建新数组for(var j = 0 ; j < boardWidth ; j ++){var square = createSquare(Math.floor(Math.random() 5) , i , j);// 鼠标移入事件square.onmouseover = function(){mouseOver(this);}// 鼠标点击事件square.onclick = function(){//对锁进行控制if(!flag || choose.length == null){return;}flag = false;tempSquare = null;//更新分数var score = 0;for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){score += (baseScore + i stepScore);}totalScore += score;document.getElementById('nowScore').innerHTML = "Current Score : " + totalScore;//为移除增加一个延迟动画,为了防止闭包,这里采用立即执行函数for(var i = 0 ; i < choose.length ; i ++){(function(i){setTimeout(function(){squareSet[choose[i].row][choose[i].col] = null; //为状态数组置空table.removeChild(choose[i]); //将其从桌面上移除} , i 50);})(i);}//需要等星星消除完毕后再移动,故需增加一个延迟setTimeout(function(){move(); //调用移动函数setTimeout(function(){var judge = isFinish();if(judge){ //游戏达到结束条件if(totalScore > targetScore){alert('Congratulations! You win!');}else{alert('Mission Failed!');} }else{flag = true;choose = [];mouseOver(tempSquare); //处理可能存在的冲突} },300 + choose.length 75); //需要一个判断延迟},choose.length 50);}squareSet[i][j] = square; //必须将新创建的方块放回到数组中table.appendChild(square); //需要将创建的新元素添加到桌面上} }refresh(); //每次页面内容发生变化需要重绘页面}window.onload = function(){init();} // window.onload 保证了在页面全部加载完毕后再执行JS代码 效果 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_56471396/article/details/128681321。 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。
2023-06-08 15:26:34
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...er或者OpenGL处理,最终给显示器。 在显示过程中使用到了bufferqueue,surfaceflinger作为consumer方,比如windowmanager管理的surface作为生产方产生页面,交由surfaceflinger进行合成。 VSYNC Android系统每隔16ms发出VSYNC信号,触发对UI进行渲染,VSYNC是一种在PC上很早就有应用,可以理解为一种定时中断技术。 tearing 问题: 早期的 Android 是没有 vsync 机制的,CPU 和 GPU 的配合也比较混乱,这也造成著名的 tearing 问题,即 CPU/GPU 直接更新正在显示的屏幕 buffer 造成画面撕裂。 后续 Android 引入了双缓冲机制,但是 buffer 的切换也需要一个比较合适的时机,也就是屏幕扫描完上一帧后的时机,这也就是引入 vsync 的原因。 早先一般的屏幕刷新率是 60fps,所以每个 vsync 信号的间隔也是 16ms,不过随着技术的更迭以及厂商对于流畅性的追求,越来越多 90fps 和 120fps 的手机面世,相对应的间隔也就变成了 11ms 和 8ms。 VSYNC信号种类: 1.屏幕产生的硬件VSYNC:硬件VSYNC是一种脉冲信号,起到开关和触发某种操作的作用。 2.由SurfaceFlinger将其转成的软件VSYNC信号,经由Binder传递给Choreographer Choreographer: 编舞者,用于注册VSYNC信号并接收VSYNC信号回调,当内部接收到这个信号时最终会调用到doFrame进行帧的绘制操作。 Choreographer在系统中流程: 如何通过Choreographer计算掉帧情况:原理就是: 通过给Choreographer设置FrameCallback,在每次绘制前后看时间差是16.6ms的多少倍,即为前后掉帧率。 使用方式如下: //Application.javapublic void onCreate() {super.onCreate();//在Application中使用postFrameCallbackChoreographer.getInstance().postFrameCallback(new FPSFrameCallback(System.nanoTime()));}public class FPSFrameCallback implements Choreographer.FrameCallback {private static final String TAG = "FPS_TEST";private long mLastFrameTimeNanos = 0;private long mFrameIntervalNanos;public FPSFrameCallback(long lastFrameTimeNanos) {mLastFrameTimeNanos = lastFrameTimeNanos;mFrameIntervalNanos = (long)(1000000000 / 60.0);}@Overridepublic void doFrame(long frameTimeNanos) {//初始化时间if (mLastFrameTimeNanos == 0) {mLastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;}final long jitterNanos = frameTimeNanos - mLastFrameTimeNanos;if (jitterNanos >= mFrameIntervalNanos) {final long skippedFrames = jitterNanos / mFrameIntervalNanos;if(skippedFrames>30){//丢帧30以上打印日志Log.i(TAG, "Skipped " + skippedFrames + " frames! "+ "The application may be doing too much work on its main thread.");} }mLastFrameTimeNanos=frameTimeNanos;//注册下一帧回调Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);} } UI绘制全路径分析: 有了前面几个概念,这里我们让SurfaceFlinger结合View的绘制流程用一张图来表达整个绘制流程: 生产者:APP方构建Surface的过程。 消费者:SurfaceFlinger UI绘制全路径分析卡顿原因: 接下来,我们逐个分析,看看都会有哪些原因可能造成卡顿: 1.渲染流程 1.Vsync 调度:这个是起始点,但是调度的过程会经过线程切换以及一些委派的逻辑,有可能造成卡顿,但是一般可能性比较小,我们也基本无法介入; 2.消息调度:主要是 doframe Message 的调度,这就是一个普通的 Handler 调度,如果这个调度被其他的 Message 阻塞产生了时延,会直接导致后续的所有流程不会被触发 3.input 处理:input 是一次 Vsync 调度最先执行的逻辑,主要处理 input 事件。如果有大量的事件堆积或者在事件分发逻辑中加入大量耗时业务逻辑,会造成当前帧的时长被拉大,造成卡顿,可以尝试通过事件采样的方案,减少 event 的处理 4.动画处理:主要是 animator 动画的更新,同理,动画数量过多,或者动画的更新中有比较耗时的逻辑,也会造成当前帧的渲染卡顿。对动画的降帧和降复杂度其实解决的就是这个问题; 5.view 处理:主要是接下来的三大流程,过度绘制、频繁刷新、复杂的视图效果都是此处造成卡顿的主要原因。比如我们平时所说的降低页面层级,主要解决的就是这个问题; 6.measure/layout/draw:view 渲染的三大流程,因为涉及到遍历和高频执行,所以这里涉及到的耗时问题均会被放大,比如我们会降不能在 draw 里面调用耗时函数,不能 new 对象等等; 7.DisplayList 的更新:这里主要是 canvas 和 displaylist 的映射,一般不会存在卡顿问题,反而可能存在映射失败导致的显示问题; 8.OpenGL 指令转换:这里主要是将 canvas 的命令转换为 OpenGL 的指令,一般不存在问题 9.buffer 交换:这里主要指 OpenGL 指令集交换给 GPU,这个一般和指令的复杂度有关 10.GPU 处理:顾名思义,这里是 GPU 对数据的处理,耗时主要和任务量和纹理复杂度有关。这也就是我们降低 GPU 负载有助于降低卡顿的原因; 11.layer 合成:Android P 修改了 Layer 的计算方法 , 把这部分放到了 SurfaceFlinger 主线程去执行, 如果后台 Layer 过多, 就会导致 SurfaceFlinger 在执行 rebuildLayerStacks 的时候耗时 , 导致 SurfaceFlinger 主线程执行时间过长。 可以选择降低Surface层级来优化卡顿。 12.光栅化/Display:这里暂时忽略,底层系统行为; Buffer 切换:主要是屏幕的显示,这里 buffer 的数量也会影响帧的整体延迟,不过是系统行为,不能干预。 2.系统负载 内存:内存的吃紧会直接导致 GC 的增加甚至 ANR,是造成卡顿的一个不可忽视的因素; CPU:CPU 对卡顿的影响主要在于线程调度慢、任务执行的慢和资源竞争,比如 1.降频会直接导致应用卡顿; 2.后台活动进程太多导致系统繁忙,cpu \ io \ memory 等资源都会被占用, 这时候很容易出现卡顿问题 ,这种情况比较常见,可以使用dumpsys cpuinfo查看当前设备的cpu使用情况: 3.主线程调度不到 , 处于 Runnable 状态,这种情况比较少见 4.System 锁:system_server 的 AMS 锁和 WMS 锁 , 在系统异常的情况下 , 会变得非常严重 , 如下图所示 , 许多系统的关键任务都被阻塞 , 等待锁的释放 , 这时候如果有 App 发来的 Binder 请求带锁 , 那么也会进入等待状态 , 这时候 App 就会产生性能问题 ; 如果此时做 Window 动画 , 那么 system_server 的这些锁也会导致窗口动画卡顿 GPU:GPU 的影响见渲染流程,但是其实还会间接影响到功耗和发热; 功耗/发热:功耗和发热一般是不分家的,高功耗会引起高发热,进而会引起系统保护,比如降频、热缓解等,间接的导致卡顿。 如何监控卡顿 线下监控: 我们知道卡顿问题的原因错综复杂,但最终都可以反馈到CPU使用率上来 1.使用dumpsys cpuinfo命令 这个命令可以获取当时设备cpu使用情况,我们可以在线下通过重度使用应用来检测可能存在的卡顿点 A8S:/ $ dumpsys cpuinfoLoad: 1.12 / 1.12 / 1.09CPU usage from 484321ms to 184247ms ago (2022-11-02 14:48:30.793 to 2022-11-02 14:53:30.866):2% 1053/scanserver: 0.2% user + 1.7% kernel0.6% 934/system_server: 0.4% user + 0.1% kernel / faults: 563 minor0.4% 564/signserver: 0% user + 0.4% kernel0.2% 256/ueventd: 0.1% user + 0% kernel / faults: 320 minor0.2% 474/surfaceflinger: 0.1% user + 0.1% kernel0.1% 576/vendor.sprd.hardware.gnss@2.0-service: 0.1% user + 0% kernel / faults: 54 minor0.1% 286/logd: 0% user + 0% kernel / faults: 10 minor0.1% 2821/com.allinpay.appstore: 0.1% user + 0% kernel / faults: 1312 minor0.1% 447/android.hardware.health@2.0-service: 0% user + 0% kernel / faults: 1175 minor0% 1855/com.smartpos.dataacqservice: 0% user + 0% kernel / faults: 755 minor0% 2875/com.allinpay.appstore:pushcore: 0% user + 0% kernel / faults: 744 minor0% 1191/com.android.systemui: 0% user + 0% kernel / faults: 70 minor0% 1774/com.android.nfc: 0% user + 0% kernel0% 172/kworker/1:2: 0% user + 0% kernel0% 145/irq/24-70900000: 0% user + 0% kernel0% 575/thermald: 0% user + 0% kernel / faults: 300 minor... 2.CPU Profiler 这个工具是AS自带的CPU性能检测工具,可以在PC上实时查看我们CPU使用情况。 AS提供了四种Profiling Model配置: 1.Sample Java Methods:在应用程序基于Java的代码执行过程中,频繁捕获应用程序的调用堆栈 获取有关应用程序基于Java的代码执行的时间和资源使用情况信息。 2.Trace java methods:在运行时对应用程序进行检测,以在每个方法调用的开始和结束时记录时间戳。收集时间戳并进行比较以生成方法跟踪数据,包括时序信息和CPU使用率。 请注意与检测每种方法相关的开销会影响运行时性能,并可能影响性能分析数据。对于生命周期相对较短的方法,这一点甚至更为明显。此外,如果您的应用在短时间内执行大量方法,则探查器可能会很快超过其文件大小限制,并且可能无法记录任何进一步的跟踪数据。 3.Sample C/C++ Functions:捕获应用程序本机线程的示例跟踪。要使用此配置,您必须将应用程序部署到运行Android 8.0(API级别26)或更高版本的设备。 4.Trace System Calls:捕获细粒度的详细信息,使您可以检查应用程序与系统资源的交互方式 您可以检查线程状态的确切时间和持续时间,可视化CPU瓶颈在所有内核中的位置,并添加自定义跟踪事件进行分析。在对性能问题进行故障排除时,此类信息可能至关重要。要使用此配置,您必须将应用程序部署到运行Android 7.0(API级别24)或更高版本的设备。 使用方式: Debug.startMethodTracing("");// 需要检测的代码片段...Debug.stopMethodTracing(); 优点:有比较全面的调用栈以及图像化方法时间显示,包含所有线程的情况 缺点:本身也会带来一点的性能开销,可能会带偏优化方向 火焰图:可以显示当前应用的方法堆栈: 3.Systrace Systrace在前面一篇分析启动优化的文章讲解过 这里我们简单来复习下: Systrace用来记录当前应用的系统以及应用(使用Trace类打点)的各阶段耗时信息包括绘制信息以及CPU信息等。 使用方式: Trace.beginSection("MyApp.onCreate_1");alt(200);Trace.endSection(); 在命令行中: python systrace.py -t 5 sched gfx view wm am app webview -a "com.chinaebipay.thirdcall" -o D:\trac1.html 记录的方法以及CPU中的耗时情况: 优点: 1.轻量级,开销小,CPU使用率可以直观反映 2.右侧的Alerts能够根据我们应用的问题给出具体的建议,比如说,它会告诉我们App界面的绘制比较慢或者GC比较频繁。 4.StrictModel StrictModel是Android提供的一种运行时检测机制,用来帮助开发者自动检测代码中不规范的地方。 主要和两部分相关: 1.线程相关 2.虚拟机相关 基础代码: private void initStrictMode() {// 1、设置Debug标志位,仅仅在线下环境才使用StrictModeif (DEV_MODE) {// 2、设置线程策略StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder().detectCustomSlowCalls() //API等级11,使用StrictMode.noteSlowCode.detectDiskReads().detectDiskWrites().detectNetwork() // or .detectAll() for all detectable problems.penaltyLog() //在Logcat 中打印违规异常信息// .penaltyDialog() //也可以直接跳出警报dialog// .penaltyDeath() //或者直接崩溃.build());// 3、设置虚拟机策略StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectLeakedSqlLiteObjects()// 给NewsItem对象的实例数量限制为1.setClassInstanceLimit(NewsItem.class, 1).detectLeakedClosableObjects() //API等级11.penaltyLog().build());} } 线上监控: 线上需要自动化的卡顿检测方案来定位卡顿,它能记录卡顿发生时的场景。 自动化监控原理: 采用拦截消息调度流程,在消息执行前埋点计时,当耗时超过阈值时,则认为是一次卡顿,会进行堆栈抓取和上报工作 首先,我们看下Looper用于执行消息循环的loop()方法,关键代码如下所示: / Run the message queue in this thread. Be sure to call {@link quit()} to end the loop./public static void loop() {...for (;;) {Message msg = queue.next(); // might blockif (msg == null) {// No message indicates that the message queue is quitting.return;// This must be in a local variable, in case a UI event sets the loggerfinal Printer logging = me.mLogging;if (logging != null) {// 1logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +msg.callback + ": " + msg.what);}...try {// 2 msg.target.dispatchMessage(msg);dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;} finally {if (traceTag != 0) {Trace.traceEnd(traceTag);} }...if (logging != null) {// 3logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);} 在Looper的loop()方法中,在其执行每一个消息(注释2处)的前后都由logging进行了一次打印输出。可以看到,在执行消息前是输出的">>>>> Dispatching to “,在执行消息后是输出的”<<<<< Finished to ",它们打印的日志是不一样的,我们就可以由此来判断消息执行的前后时间点。 具体的实现可以归纳为如下步骤: 1、首先,我们需要使用Looper.getMainLooper().setMessageLogging()去设置我们自己的Printer实现类去打印输出logging。这样,在每个message执行的之前和之后都会调用我们设置的这个Printer实现类。 2、如果我们匹配到">>>>> Dispatching to "之后,我们就可以执行一行代码:也就是在指定的时间阈值之后,我们在子线程去执行一个任务,这个任务就是去获取当前主线程的堆栈信息以及当前的一些场景信息,比如:内存大小、电脑、网络状态等。 3、如果在指定的阈值之内匹配到了"<<<<< Finished to ",那么说明message就被执行完成了,则表明此时没有产生我们认为的卡顿效果,那我们就可以将这个子线程任务取消掉。 这里我们使用blockcanary来做测试: BlockCanary APM是一个非侵入式的性能监控组件,可以通过通知的形式弹出卡顿信息。它的原理就是我们刚刚讲述到的卡顿监控的实现原理。 使用方式: 1.导入依赖 implementation 'com.github.markzhai:blockcanary-android:1.5.0' Application的onCreate方法中开启卡顿监控 // 注意在主进程初始化调用BlockCanary.install(this, new AppBlockCanaryContext()).start(); 3.继承BlockCanaryContext类去实现自己的监控配置上下文类 public class AppBlockCanaryContext extends BlockCanaryContext {....../ 指定判定为卡顿的阈值threshold (in millis), 你可以根据不同设备的性能去指定不同的阈值 @return threshold in mills/public int provideBlockThreshold() {return 1000;}....} 4.在Activity的onCreate方法中执行一个耗时操作 try {Thread.sleep(4000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} 5.结果: 可以看到一个和LeakCanary一样效果的阻塞可视化堆栈图 那有了BlockCanary的方法耗时监控方式是不是就可以解百愁了呢,呵呵。有那么容易就好了 根据原理:我们拿到的是msg执行前后的时间和堆栈信息,如果msg中有几百上千个方法,就无法确认到底是哪个方法导致的耗时,也有可能是多个方法堆积导致。 这就导致我们无法准确定位哪个方法是最耗时的。如图中:堆栈信息是T2的,而发生耗时的方法可能是T1到T2中任何一个方法甚至是堆积导致。 那如何优化这块? 这里我们采用字节跳动给我们提供的一个方案:基于 Sliver trace 的卡顿监控体系 Sliver trace 整体流程图: 主要包含两个方面: 检测方案: 在监控卡顿时,首先需要打开 Sliver 的 trace 记录能力,Sliver 采样记录 trace 执行信息,对抓取到的堆栈进行 diff 聚合和缓存。 同时基于我们的需要设置相应的卡顿阈值,以 Message 的执行耗时为衡量。对主线程消息调度流程进行拦截,在消息开始分发执行时埋点,在消息执行结束时计算消息执行耗时,当消息执行耗时超过阈值,则认为产生了一次卡顿。 堆栈聚合策略: 当卡顿发生时,我们需要为此次卡顿准备数据,这部分工作是在端上子线程中完成的,主要是 dump trace 到文件以及过滤聚合要上报的堆栈。分为以下几步: 1.拿到缓存的主线程 trace 信息并 dump 到文件中。 2.然后从文件中读取 trace 信息,按照数据格式,从最近的方法栈向上追溯,找到当前 Message 包含的全部 trace 信息,并将当前 Message 的完整 trace 写入到待上传的 trace 文件中,删除其余 trace 信息。 3.遍历当前 Message trace,按照(Method 执行耗时 > Method 耗时阈值 & Method 耗时为该层堆栈中最耗时)为条件过滤出每一层函数调用堆栈的最长耗时函数,构成最后要上报的堆栈链路,这样特征堆栈中的每一步都是最耗时的,且最底层 Method 为最后的耗时大于阈值的 Method。 之后,将 trace 文件和堆栈一同上报,这样的特征堆栈提取策略保证了堆栈聚合的可靠性和准确性,保证了上报到平台后堆栈的正确合理聚合,同时提供了进一步分析问题的 trace 文件。 可以看到字节给的是一整套监控方案,和前面BlockCanary不同之处就在于,其是定时存储堆栈,缓存,然后使用diff去重的方式,并上传到服务器,可以最大限度的监控到可能发生比较耗时的方法。 开发中哪些习惯会影响卡顿的发生 1.布局太乱,层级太深。 1.1:通过减少冗余或者嵌套布局来降低视图层次结构。比如使用约束布局代替线性布局和相对布局。 1.2:用 ViewStub 替代在启动过程中不需要显示的 UI 控件。 1.3:使用自定义 View 替代复杂的 View 叠加。 2.主线程耗时操作 2.1:主线程中不要直接操作数据库,数据库的操作应该放在数据库线程中完成。 2.2:sharepreference尽量使用apply,少使用commit,可以使用MMKV框架来代替sharepreference。 2.3:网络请求回来的数据解析尽量放在子线程中,不要在主线程中进行复制的数据解析操作。 2.4:不要在activity的onResume和onCreate中进行耗时操作,比如大量的计算等。 2.5:不要在 draw 里面调用耗时函数,不能 new 对象 3.过度绘制 过度绘制是同一个像素点上被多次绘制,减少过度绘制一般减少布局背景叠加等方式,如下图所示右边是过度绘制的图片。 4.列表 RecyclerView使用优化,使用DiffUtil和notifyItemDataSetChanged进行局部更新等。 5.对象分配和回收优化 自从Android引入 ART 并且在Android 5.0上成为默认的运行时之后,对象分配和垃圾回收(GC)造成的卡顿已经显著降低了,但是由于对象分配和GC有额外的开销,它依然又可能使线程负载过重。 在一个调用不频繁的地方(比如按钮点击)分配对象是没有问题的,但如果在在一个被频繁调用的紧密的循环里,就需要避免对象分配来降低GC的压力。 减少小对象的频繁分配和回收操作。 好了,关于卡顿优化的问题就讲到这里,下篇文章会对卡顿中的ANR情况的处理,这里做个铺垫。 如果喜欢我的文章,欢迎关注我的公众号。 点击这看原文链接: 参考 Android卡顿检测及优化 一文读懂直播卡顿优化那些事儿 “终于懂了” 系列:Android屏幕刷新机制—VSync、Choreographer 全面理解! 深入探索Android卡顿优化(上) 西瓜卡顿 & ANR 优化治理及监控体系建设 5376)] 参考 Android卡顿检测及优化 一文读懂直播卡顿优化那些事儿 “终于懂了” 系列:Android屏幕刷新机制—VSync、Choreographer 全面理解! 深入探索Android卡顿优化(上) 西瓜卡顿 & ANR 优化治理及监控体系建设 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/yuhaibing111/article/details/127682399。 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。
2023-03-26 08:05:57
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...细节,均在协议数据包处理代码中,漏洞类型古典,分别是全局缓冲区溢出、堆溢出和空指针解引用。其中缓冲区溢出类型漏洞可方便构造PoC,实现远程任意代码执行的漏洞利用。 漏洞本身原理简单,也并不是关键。以其中一个为例,Pavel在发现时负责任地向LibVNC作者提交了issue,并跟进漏洞修复过程;在第一次修复之后,复核并指出修复代码无效,给出了有效patch。这个过程是常规操作。 漏洞疑点 有意思的是,在漏洞披露邮件中,Pavel重点谈了自己对这系列漏洞的一些周边发现,也是这里提到的原因。其中,关于存在漏洞的代码,作者表述: 我最初认为,这些问题是libvnc开发者自己代码中的错误,但看起来并非如此。其中有一些(如CoRRE数据处理函数中的堆缓冲区溢出),出现在AT&T实验室1999年的代码中,而后被很多软件开发者原样复制(在Github上搜索一下HandleCoRREBPP函数,你就知道),LibVNC和TightVNC也是如此。 为了证实,翻阅了这部分代码,确实在其中数据处理相关代码文件看到了剑桥和AT&T实验室的文件头GPL声明注释,中国菜刀 这证实这些文件是直接从最初剑桥实验室版本VNC移植过来的,且使用方式是 直接代码包含,而非独立库引用方式。在官方开源发布并停止更新后,LibVNC使用的这部分代码基本没有改动——除了少数变量命名方式的统一,以及本次漏洞修复。通过搜索,我找到了2000年发布的相关代码文件,确认这些文件与LibVNC中引入的原始版本一致。 另外,Pavel同时反馈了TightVNC中相同的问题。TightVNC与LibVNC没有继承和直接引用关系,但上述VNC代码同样被TightVNC使用,问题的模式不约而同。Pavel测试发现在Ubuntu最新版本TightVNC套件(1.3.10版本)中同样存在该问题,上报给当前软件所有者GlavSoft公司,但对方声称目前精力放在不受GPL限制的TightVNC 2.x版本开发中,对开源的1.x版本漏洞代码“可能会进行修复”。看起来,这个问题被踢给了各大Linux发行版社区来焦虑了——如果他们愿意接锅。 问题思考 在披露邮件中,Pavel认为,这些代码bug“如此明显,让人无法相信之前没被人发现过……也许是因为某些特殊理由才始终没得到修复”。 事实上,我们都知道目前存在一些对开源基础软件进行安全扫描的大型项目,例如Google的OSS;同时,仍然存活的开源项目也越来越注重自身代码发布前的安全扫描,Fortify、Coverity的扫描也成为很多项目和平台的标配。在这样一些眼睛注视下,为什么还有这样的问题?我认为就这个具体事例来说,可能有如下两个因素: ·上游已死。仍然在被维护的代码,存在版本更迭,也存在外界的持续关注、漏洞报告和修复、开发的迭代,对于负责人的开发者,持续跟进、评估、同步代码的改动是可能的。但是一旦一份代码走完了生命周期,就像一段史实一样会很少再被改动。 ·对第三方上游代码的无条件信任。我们很多人都有过基础组件、中间件的开发经历,不乏有人使用Coverity开启全部规则进行代码扫描、严格修复所有提示的问题甚至编程规范warning;报告往往很长,其中也包括有源码形式包含的第三方代码中的问题。但是,我们一方面倾向于认为这些被广泛使用的代码不应存在问题(不然早就被人挖过了),一方面考虑这些引用的代码往往是组件或库的形式被使用,应该有其上下文才能认定是否确实有可被利用的漏洞条件,现在单独扫描这部分代码一般出来的都是误报。所以这些代码的问题都容易被忽视。 但是透过这个具体例子,再延伸思考相关的实践,这里最根本的问题可以总结为一个模式: 复制粘贴风险。复制粘贴并不简单意味着剽窃,实际是当前软件领域、互联网行业发展的基础模式,但其中有一些没人能尝试解决的问题: ·在传统代码领域,如C代码中,对第三方代码功能的复用依赖,往往通过直接进行库的引入实现,第三方代码独立而完整,也较容易进行整体更新;这是最简单的情况,只需要所有下游使用者保证仅使用官方版本,跟进官方更新即可;但在实践中很难如此贯彻,这是下节讨论的问题。 ·有些第三方发布的代码,模式就是需要被源码形式包含到其他项目中进行统一编译使用(例如腾讯的开源Json解析库RapidJSON,就是纯C++头文件形式)。在开源领域有如GPL等规约对此进行规范,下游开发者遵循协议,引用代码,强制或可选地显式保留其GPL声明,可以进行使用和更改。这样的源码依赖关系,结合规范化的changelog声明代码改动,侧面也是为开发过程中跟进考虑。但是一个成型的产品,比如企业自有的服务端底层产品、中间件,新版本的发版更新是复杂的过程,开发者在旧版本仍然“功能正常”的情况下往往倾向于不跟进新版本;而上游代码如果进行安全漏洞修复,通常也都只在其最新版本代码中改动,安全修复与功能迭代并存,如果没有类似Linux发行版社区的努力,旧版本代码完全没有干净的安全更新patch可用。 ·在特定场景下,有些开发实践可能不严格遵循开源代码协议限定,引入了GPL等协议保护的代码而不做声明(以规避相关责任),丢失了引入和版本的信息跟踪;在另一些场景下,可能存在对开源代码进行大刀阔斧的修改、剪裁、定制,以符合自身业务的极端需求,但是过多的修改、人员的迭代造成与官方代码严重的失同步,丧失可维护性。 ·更一般的情况是,在开发中,开发者个体往往心照不宣的存在对网上代码文件、代码片段的复制-粘贴操作。被参考的代码,可能有上述的开源代码,也可能有各种Github作者练手项目、技术博客分享的代码片段、正式开源项目仅用来说明用法的不完备示例代码。这些代码的引入完全无迹可寻,即便是作者自己也很难解释用了什么。这种情况下,上面两条认定的那些与官方安全更新失同步的问题同样存在,且引入了独特的风险:被借鉴的代码可能只是原作者随手写的、仅仅是功能成立的片段,甚至可能是恶意作者随意散布的有安全问题的代码。由此,问题进入了最大的发散空间。 在Synopsys下BLACKDUCK软件之前发布的《2018 Open Source Security and Risk Analysis Report》中分析,96%的应用中包含有开源组件和代码,开源代码在应用全部代码中的占比约为57%,78%的应用中在引用的三方开源代码中存在历史漏洞。也就是说,现在互联网上所有厂商开发的软件、应用,其开发人员自己写的代码都是一少部分,多数都是借鉴来的。而这还只是可统计、可追溯的;至于上面提到的非规范的代码引用,如果也纳入进来考虑,三方代码占应用中的比例会上升到多少?曾经有分析认为至少占80%,我们只期望不会更高。 Ⅱ. 从碎片到乱刃:OpenSSH在野后门一览 在进行基础软件梳理时,回忆到反病毒安全软件提供商ESET在2018年十月发布的一份白皮书《THE DARK SIDE OF THE FORSSHE: A landscape of OpenSSH backdoors》。其站在一个具有广泛用户基础的软件提供商角度,给出了一份分析报告,数据和结论超出我们对于当前基础软件使用全景的估量。以下以我的角度对其中一方面进行解读。 一些必要背景 SSH的作用和重要性无需赘言;虽然我们站在传统互联网公司角度,可以认为SSH是通往生产服务器的生命通道,但当前多样化的产业环境已经不止于此(如之前libssh事件中,不幸被我言中的,SSH在网络设备、IoT设备上(如f5)的广泛使用)。 OpenSSH是目前绝大多数SSH服务端的基础软件,有完备的开发团队、发布规范、维护机制,本身是靠谱的。如同绝大多数基础软件开源项目的做法,OpenSSH对漏洞有及时的响应,针对最新版本代码发出安全补丁,但是各大Linux发行版使用的有各种版本的OpenSSH,这些社区自行负责将官方开发者的安全补丁移植到自己系统搭载的低版本代码上。天空彩 白皮书披露的现状 如果你是一个企业的运维管理人员,需要向企业生产服务器安装OpenSSH或者其它基础软件,最简单的方式当然是使用系统的软件管理安装即可。但是有时候,出于迁移成本考虑,可能企业需要在一个旧版本系统上,使用较新版本的OpenSSL、OpenSSH等基础软件,这些系统不提供,需要自行安装;或者需要一个某有种特殊特性的定制版本。这时,可能会选择从某些rpm包集中站下载某些不具名第三方提供的现成的安装包,或者下载非官方的定制化源码本地编译后安装,总之从这里引入了不确定性。 这种不确定性有多大?我们粗估一下,似乎不应成为问题。但这份白皮书给我们看到了鲜活的数据。 ESET研究人员从OpenSSH的一次历史大规模Linux服务端恶意软件Windigo中获得启示,采用某种巧妙的方式,面向在野的服务器进行数据采集,主要是系统与版本、安装的OpenSSH版本信息以及服务端程序文件的一个特殊签名。整理一个签名白名单,包含有所有能搜索到的官方发布二进制版本、各大Linux发行版本各个版本所带的程序文件版本,将这些标定为正常样本进行去除。最终结论是: ·共发现了几百个非白名单版本的OpenSSH服务端程序文件ssh和sshd; ·分析这些样本,将代码部分完全相同,仅仅是数据和配置不同的合并为一类,且分析判定确认有恶意代码的,共归纳为 21个各异的恶意OpenSSH家族; ·在21个恶意家族中,有12个家族在10月份时完全没有被公开发现分析过;而剩余的有一部分使用了历史上披露的恶意代码样本,甚至有源代码; ·所有恶意样本的实现,从实现复杂度、代码混淆和自我保护程度到代码特征有很大跨度的不同,但整体看,目的以偷取用户凭证等敏感信息、回连外传到攻击者为主,其中有的攻击者回连地址已经存在并活跃数年之久; ·这些后门的操控者,既有传统恶意软件黑产人员,也有APT组织; ·所有恶意软件或多或少都在被害主机上有未抹除的痕迹。ESET研究者尝试使用蜜罐引诱出攻击者,但仍有许多未解之谜。这场对抗,仍未取胜。 白皮书用了大篇幅做技术分析报告,此处供细节分析,不展开分析,以下为根据恶意程序复杂度描绘的21个家族图谱: 问题思考 问题引入的可能渠道,我在开头进行了一点推测,主要是由人的原因切入的,除此以外,最可能的是恶意攻击者在利用各种方法入侵目标主机后,主动替换了目标OpenSSH为恶意版本,从而达成攻击持久化操作。但是这些都是止血的安全运维人员该考虑的事情;关键问题是,透过表象,这显露了什么威胁形式? 这个问题很好回答,之前也曾经反复说过:基础软件碎片化。 如上一章节简单提到,在开发过程中有各种可能的渠道引入开发者不完全了解和信任的代码;在运维过程中也是如此。二者互相作用,造成了软件碎片化的庞杂现状。在企业内部,同一份基础软件库,可能不同的业务线各自定制一份,放到企业私有软件仓库源中,有些会有人持续更新供自己产品使用,有些由系统软件基础设施维护人员单独维护,有些则可能是开发人员临时想起来上传的,他们自己都不记得;后续用到的这个基础软件的开发和团队,在这个源上搜索到已有的库,很大概率会倾向于直接使用,不管来源、是否有质量背书等。长此以往问题会持续发酵。而我们开最坏的脑洞,是否可能有黑产人员入职到内部,提交个恶意基础库之后就走人的可能?现行企业安全开发流程中审核机制的普遍缺失给这留下了空位。 将源码来源碎片化与二进制使用碎片化并起来考虑,我们不难看到一个远远超过OpenSSH事件威胁程度的图景。但这个问题不是仅仅靠开发阶段规约、运维阶段规范、企业内部管控、行业自查、政府监管就可以根除的,最大的问题归根结底两句话: 不可能用一场战役对抗持续威胁;不可能用有限分析对抗无限未知。 Ⅲ. 从自信到自省:RHEL、CentOS backport版本BIND漏洞 2018年12月20日凌晨,在备战冬至的软件供应链安全大赛决赛时,我注意到漏洞预警平台捕获的一封邮件。但这不是一个漏洞初始披露邮件,而是对一个稍早已披露的BIND在RedHat、CentOS发行版上特定版本的1day漏洞CVE-2018-5742,由BIND的官方开发者进行额外信息澄(shuǎi)清(guō)的邮件。 一些必要背景 关于BIND 互联网的一个古老而基础的设施是DNS,这个概念在读者不应陌生。而BIND“是现今互联网上最常使用的DNS软件,使用BIND作为服务器软件的DNS服务器约占所有DNS服务器的九成。BIND现在由互联网系统协会负责开发与维护参考。”所以BIND的基础地位即是如此,因此也一向被大量白帽黑帽反复测试、挖掘漏洞,其开发者大概也一直处在紧绷着应对的处境。 关于ISC和RedHat 说到开发者,上面提到BIND的官方开发者是互联网系统协会(ISC)。ISC是一个老牌非营利组织,目前主要就是BIND和DHCP基础设施的维护者。而BIND本身如同大多数历史悠久的互联网基础开源软件,是4个UCB在校生在DARPA资助下于1984年的实验室产物,直到2012年由ISC接管。 那么RedHat在此中是什么角色呢?这又要提到我之前提到的Linux发行版和自带软件维护策略。Red Hat Enterprise Linux(RHEL)及其社区版CentOS秉持着稳健的软件策略,每个大的发行版本的软件仓库,都只选用最必要且质量久经时间考验的软件版本,哪怕那些版本实在是老掉牙。这不是一种过分的保守,事实证明这种策略往往给RedHat用户在最新漏洞面前提供了保障——代码总是跑得越少,潜在漏洞越多。 但是这有两个关键问题。一方面,如果开源基础软件被发现一例有历史沿革的代码漏洞,那么官方开发者基本都只为其最新代码负责,在当前代码上推出修复补丁。另一方面,互联网基础设施虽然不像其上的应用那样爆发性迭代,但依然持续有一些新特性涌现,其中一些是必不可少的,但同样只在最新代码中提供。两个刚需推动下,各Linux发行版对长期支持版本系统的软件都采用一致的策略,即保持其基础软件在一个固定的版本,但对于这些版本软件的最新漏洞、必要的最新软件特性,由发行版维护者将官方开发者最新代码改动“向后移植”到旧版本代码中,即backport。这就是基础软件的“官宣”碎片化的源头。 讲道理,Linux发行版维护者与社区具有比较靠谱的开发能力和监督机制,backport又基本就是一些复制粘贴工作,应当是很稳当的……但真是如此吗? CVE-2018-5742漏洞概况 CVE-2018-5742是一个简单的缓冲区溢出类型漏洞,官方评定其漏洞等级moderate,认为危害不大,漏洞修复不积极,披露信息不多,也没有积极给出代码修复patch和新版本rpm包。因为该漏洞仅在设置DEBUG_LEVEL为10以上才会触发,由远程攻击者构造畸形请求造成BIND服务崩溃,在正常的生产环境几乎不可能具有危害,RedHat官方也只是给出了用户自查建议。 这个漏洞只出现在RHEL和CentOS版本7中搭载的BIND 9.9.4-65及之后版本。RedHat同ISC的声明中都证实,这个漏洞的引入原因,是RedHat在尝试将BIND 9.11版本2016年新增的NTA机制向后移植到RedHat 7系中固定搭载的BIND 9.9版本代码时,偶然的代码错误。NTA是DNS安全扩展(DNSSEC)中,用于在特定域关闭DNSSEC校验以避免不必要的校验失败的机制;但这个漏洞不需要对NTA本身有进一步了解。 漏洞具体分析 官方没有给出具体分析,但根据CentOS社区里先前有用户反馈的bug,我得以很容易还原漏洞链路并定位到根本原因。 若干用户共同反馈,其使用的BIND 9.9.4-RedHat-9.9.4-72.el7发生崩溃(coredump),并给出如下的崩溃时调用栈backtrace: 这个调用过程的逻辑为,在9 dns_message_logfmtpacket函数判断当前软件设置是否DEBUG_LEVEL大于10,若是,对用户请求数据包做日志记录,先后调用8 dns_message_totext、7 dns_message_sectiontotext、6 dns_master_rdatasettotext、5 rdataset_totext将请求进行按协议分解分段后写出。 由以上关键调用环节,联动RedHat在9.9.4版本BIND源码包中关于引入NTA特性的源码patch,进行代码分析,很快定位到问题产生的位置,在上述backtrace中的5,masterdump.c文件rdataset_totext函数。漏洞相关代码片段中,RedHat进行backport后,这里引入的代码为: 这里判断对于请求中的注释类型数据,直接通过isc_buffer_putstr宏对缓存进行操作,在BIND工程中自定义维护的缓冲区结构对象target上,附加一字节字符串(一个分号)。而漏洞就是由此产生:isc_buffer_putstr中不做缓冲区边界检查保证,这里在缓冲区已满情况下将造成off-by-one溢出,并触发了缓冲区实现代码中的assertion。 而ISC上游官方版本的代码在这里是怎么写的呢?找到ISC版本BIND 9.11代码,这里是这样的: 这里可以看到,官方代码在做同样的“附加一个分号”这个操作时,审慎的使用了做缓冲区剩余空间校验的str_totext函数,并额外做返回值成功校验。而上述提到的str_totext函数与RETERR宏,在移植版本的masterdump.c中,RedHat开发者也都做了保留。但是,查看代码上下文发现,在RedHat开发者进行代码移植过程中,对官方代码进行了功能上的若干剪裁,包括一些细分数据类型记录的支持;而这里对缓冲区写入一字节,也许开发者完全没想到溢出的可能,所以自作主张地简化了代码调用过程。 问题思考 这个漏洞本身几乎没什么危害,但是背后足以引起思考。 没有人在“借”别人代码时能不出错 不同于之前章节提到的那种场景——将代码文件或片段复制到自己类似的代码上下文借用——backport作为一种官方且成熟的做法,借用的代码来源、粘贴到的代码上下文,是具有同源属性的,而且开发者一般是追求稳定性优先的社区开发人员,似乎质量应该有足够保障。但是这里的关键问题是:代码总要有一手、充分的语义理解,才能有可信的使用保障;因此,只要是处理他人的代码,因为不够理解而错误使用的风险,只可能减小,没办法消除。 如上分析,本次漏洞的产生看似只是做代码移植的开发者“自作主张”之下“改错了”。但是更广泛且可能的情况是,原始开发者在版本迭代中引入或更新大量基础数据结构、API的定义,并用在新的特性实现代码中;而后向移植开发人员仅需要最小规模的功能代码,所以会对增量代码进行一定规模的修改、剪裁、还原,以此适应旧版本基本代码。这些过程同样伴随着第三方开发人员不可避免的“望文生义”,以及随之而来的风险。后向移植操作也同样助长了软件碎片化过程,其中每一个碎片都存在这样的问题;每一个碎片在自身生命周期也将有持续性影响。 多级复制粘贴无异于雪上加霜 这里简单探讨的是企业通行的系统和基础软件建设实践。一些国内外厂商和社区发布的定制化Linux发行版,本身是有其它发行版,如CentOS特定版本渊源的,在基础软件上即便同其上游发行版最新版本间也存在断层滞后。RedHat相对于基础软件开发者之间已经隔了一层backport,而我们则人为制造了二级风险。 在很多基础而关键的软件上,企业系统基础设施的维护者出于与RedHat类似的初衷,往往会决定自行backport一份拷贝;通过早年心脏滴血事件的洗礼,即暴露出来OpenSSL一个例子。无论是需要RHEL还没来得及移植的新版本功能特性,还是出于对特殊使用上下文场景中更高执行效率的追求,企业都可能自行对RHEL上基础软件源码包进行修改定制重打包。这个过程除了将风险幂次放大外,也进一步加深了代码的不可解释性(包括基础软件开发人员流动性带来的不可解释)。 Ⅳ. 从武功到死穴:从systemd-journald信息泄露一窥API误用 1月10日凌晨两点,漏洞预警平台爬收取一封漏洞披露邮件。披露者是Qualys,那就铁定是重型发布了。最后看披露漏洞的目标,systemd?这就非常有意思了。 一些必要背景 systemd是什么,不好简单回答。Linux上面软件命名,习惯以某软件名后带个‘d’表示后台守护管理程序;所以systemd就可以说是整个系统的看守吧。而即便现在描述了systemd是什么,可能也很快会落伍,因为其初始及核心开发者Lennart Poettering(供职于Red Hat)描述它是“永无开发完结完整、始终跟进技术进展的、统一所有发行版无止境的差异”的一种底层软件。笼统讲有三个作用:中央化系统及设置管理;其它软件开发的基础框架;应用程序和系统内核之间的胶水。如今几乎所有Linux发行版已经默认提供systemd,包括RHEL/CentOS 7及后续版本。总之很基础、很底层、很重要就对了。systemd本体是个主要实现init系统的框架,但还有若干关键组件完成其它工作;这次被爆漏洞的是其journald组件,是负责系统事件日志记录的看守程序。 额外地还想简单提一句Qualys这个公司。该公司创立于1999年,官方介绍为信息安全与云安全解决方案企业,to B的安全业务非常全面,有些也是国内企业很少有布局的方面;例如上面提到的涉及碎片化和代码移植过程的历史漏洞移动,也在其漏洞管理解决方案中有所体现。但是我们对这家公司粗浅的了解来源于其安全研究团队近几年的发声,这两年间发布过的,包括有『stack clash』、『sudo get_tty_name提权』、『OpenSSH信息泄露与堆溢出』、『GHOST:glibc gethostbyname缓冲区溢出』等大新闻(仅截至2017年年中)。从中可见,这个研究团队专门啃硬骨头,而且还总能开拓出来新的啃食方式,往往爆出来一些别人没想到的新漏洞类型。从这个角度,再联想之前刷爆朋友圈的《安全研究者的自我修养》所倡导的“通过看历史漏洞、看别人的最新成果去举一反三”的理念,可见差距。 CVE-2018-16866漏洞详情 这次漏洞披露,打包了三个漏洞: ·16864和16865是内存破坏类型 ·16866是信息泄露 ·而16865和16866两个漏洞组和利用可以拿到root shell。 漏洞分析已经在披露中写的很详细了,这里不复述;而针对16866的漏洞成因来龙去脉,Qualys跟踪的结果留下了一点想象和反思空间,我们来看一下。 漏洞相关代码片段是这样的(漏洞修复前): 读者可以先肉眼过一遍这段代码有什么问题。实际上我一开始也没看出来,向下读才恍然大悟。 这段代码中,外部信息输入通过buf传入做记录处理。输入数据一般包含有空白字符间隔,需要分隔开逐个记录,有效的分隔符包括空格、制表符、回车、换行,代码中将其写入常量字符串;在逐字符扫描输入数据字符串时,将当前字符使用strchr在上述间隔符字符串中检索是否匹配,以此判断是否为间隔符;在240行,通过这样的判断,跳过记录单元字符串的头部连续空白字符。 但是问题在于,strchr这个极其基础的字符串处理函数,对于C字符串终止字符'\0'的处理上有个坑:'\0'也被认为是被检索字符串当中的一个有效字符。所以在240行,当当前扫描到的字符为字符串末尾的NULL时,strchr返回的是WHITESPACE常量字符串的终止位置而非NULL,这导致了越界。 看起来,这是一个典型的问题:API误用(API mis-use),只不过这个被误用的库函数有点太基础,让我忍不住想是不是还会有大量的类似漏洞……当然也反思我自己写的代码是不是也有同样情况,然而略一思考就释然了——我那么笨的代码都用for循环加if判断了:) 漏洞引入和消除历史 有意思的是,Qualys研究人员很贴心地替我做了一步漏洞成因溯源,这才是单独提这个漏洞的原因。漏洞的引入是在2015年的一个commit中: 在GitHub中,定位到上述2015年的commit信息,这里commit的备注信息为: journald: do not strip leading whitespace from messages. Keep leading whitespace for compatibility with older syslog implementations. Also useful when piping formatted output to the logger command. Keep removing trailing whitespace. OK,看起来是一个兼容性调整,对记录信息不再跳过开头所有连续空白字符,只不过用strchr的简洁写法比较突出开发者精炼的开发风格(并不),说得过去。 之后在2018年八月的一个当时尚未推正式版的另一次commit中被修复了,先是还原成了ec5ff4那次commit之前的写法,然后改成了加校验的方式: 虽然Qualys研究者认为上述的修改是“无心插柳”的改动,但是在GitHub可以看到,a6aadf这次commit是因为有外部用户反馈了输入数据为单个冒号情况下journald堆溢出崩溃的issue,才由开发者有目的性地修复的;而之后在859510这个commit再次改动回来,理由是待记录的消息都是使用单个空格作为间隔符的,而上一个commit粗暴地去掉了这种协议兼容性特性。 如果没有以上纠结的修改和改回历史,也许我会倾向于怀疑,在最开始漏洞引入的那个commit,既然改动代码没有新增功能特性、没有解决什么问题(毕竟其后三年,这个改动的代码也没有被反映issue),也并非出于代码规范等考虑,那么这么轻描淡写的一次提交,难免有人为蓄意引入漏洞的嫌疑。当然,看到几次修复的原因,这种可能性就不大了,虽然大家仍可以保留意见。但是抛开是否人为这个因素,单纯从代码的漏洞成因看,一个传统但躲不开的问题仍值得探讨:API误用。 API误用:程序员何苦为难程序员 如果之前的章节给读者留下了我反对代码模块化和复用的印象,那么这里需要正名一下,我们认可这是当下开发实践不可避免的趋势,也增进了社会开发速度。而API的设计决定了写代码和用代码的双方“舒适度”的问题,由此而来的API误用问题,也是一直被当做单纯的软件工程课题讨论。在此方面个人并没有什么研究,自然也没办法系统地给出分类和学术方案,只是谈一下自己的经验和想法。 一篇比较新的学术文章总结了API误用的研究,其中一个独立章节专门分析Java密码学组件API误用的实际,当中引述之前论文认为,密码学API是非常容易被误用的,比如对期望输入数据(数据类型,数据来源,编码形式)要求的混淆,API的必需调用次序和依赖缺失(比如缺少或冗余多次调用了初始化函数、主动资源回收函数)等。凑巧在此方面我有一点体会:曾经因为业务方需要,需要使用C++对一个Java的密码基础中间件做移植。Java对密码学组件支持,有原生的JDK模块和权威的BouncyCastle包可用;而C/C++只能使用第三方库,考虑到系统平台最大兼容和最小代码量,使用Linux平台默认自带的OpenSSL的密码套件。但在开发过程中感受到了OpenSSL满满的恶意:其中的API设计不可谓不反人类,很多参数没有明确的说明(比如同样是表示长度的函数参数,可能在不同地方分别以字节/比特/分组数为计数单位);函数的线程安全没有任何解释标注,需要自行试验;不清楚函数执行之后,是其自行做了资源释放还是需要有另外API做gc,不知道资源释放操作时是否规规矩矩地先擦除后释放……此类问题不一而足,导致经过了漫长的测试之后,这份中间件才提供出来供使用。而在业务场景中,还会存在比如其它语言调用的情形,这些又暴露出来OpenSSL API误用的一些完全无从参考的问题。这一切都成为了噩梦;当然这无法为我自己开解是个不称职开发的指责,但仅就OpenSSL而言其API设计之恶劣也是始终被人诟病的问题,也是之后其他替代者宣称改进的地方。 当然,问题是上下游都脱不了干系的。我们自己作为高速迭代中的开发人员,对于二方、三方提供的中间件、API,又有多少人能自信地说自己仔细、认真地阅读过开发指南和API、规范说明呢?做过通用产品技术运营的朋友可能很容易理解,自己产品的直接用户日常抛出不看文档的愚蠢问题带来的困扰。对于密码学套件,这个问题还好办一些,毕竟如果在没有背景知识的情况下对API望文生义地一通调用,绝大多数情况下都会以抛异常形式告终;但还是有很多情况,API误用埋下的是长期隐患。 不是所有API误用情形最终都有机会发展成为可利用的安全漏洞,但作为一个由人的因素引入的风险,这将长期存在并困扰软件供应链(虽然对安全研究者、黑客与白帽子是很欣慰的事情)。可惜,传统的白盒代码扫描能力,基于对代码语义的理解和构建,但是涉及到API则需要预先的抽象,这一点目前似乎仍然是需要人工干预的事情;或者轻量级一点的方案,可以case by case地分析,为所有可能被误用的API建模并单独扫描,这自然也有很强局限性。在一个很底层可信的开发者还对C标准库API存在误用的现实内,我们需要更多的思考才能说接下来的解法。 Ⅴ. 从规则到陷阱:NASA JIRA误配置致信息泄露血案 软件的定义包括了代码组成的程序,以及相关的配置、文档等。当我们说软件的漏洞、风险时,往往只聚焦在其中的代码中;关于软件供应链安全风险,我们的比赛、前面分析的例子也都聚焦在了代码的问题;但是真正的威胁都来源于不可思议之处,那么代码之外有没有可能存在来源于上游的威胁呢?这里就借助实例来探讨一下,在“配置”当中可能栽倒的坑。 引子:发不到500英里以外的邮件? 让我们先从一个轻松愉快的小例子引入。这个例子初见于Linux中国的一篇译文。 简单说,作者描述了这么一个让人啼笑皆非的问题:单位的邮件服务器发送邮件,发送目标距离本地500英里范围之外的一律失败,邮件就像悠悠球一样只能飞出一定距离。这个问题本身让描述者感到尴尬,就像一个技术人员被老板问到“为什么从家里笔记本上Ctrl-C后不能在公司台式机上Ctrl-V”一样。 经过令人窒息的分析操作后,笔者定位到了问题原因:笔者作为负责的系统管理员,把SunOS默认安装的Senmail从老旧的版本5升级到了成熟的版本8,且对应于新版本诸多的新特性进行了对应配置,写入配置文件sendmail.cf;但第三方服务顾问在对单位系统进行打补丁升级维护时,将系统软件“升级”到了系统提供的最新版本,因此将Sendmail实际回退到了版本5,却为了软件行为一致性,原样保留了高版本使用的配置文件。但Sendmail并没有在大版本间保证配置文件兼容性,这导致很多版本5所需的配置项不存在于保留下来的sendmail.cf文件中,程序按默认值0处理;最终引起问题的就是,邮件服务器与接收端通信的超时时间配置项,当取默认配置值0时,邮件服务器在1个单位时间(约3毫秒)内没有收到网络回包即认为超时,而这3毫秒仅够电信号打来回飞出500英里。 这个“故事”可能会给技术人员一点警醒,错误的配置会导致预期之外的软件行为,但是配置如何会引入软件供应链方向的安全风险呢?这就引出了下一个重磅实例。 JIRA配置错误致NASA敏感信息泄露案例 我们都听过一个事情,马云在带队考察美国公司期间问Google CEO Larry Page自视谁为竞争对手,Larry的回答是NASA,因为最优秀的工程师都被NASA的梦想吸引过去了。由此我们显然能窥见NASA的技术水位之高,这样的人才团队大概至少是不会犯什么低级错误的。 但也许需要重新定义“低级错误”……1月11日一篇技术文章披露,NASA某官网部署使用的缺陷跟踪管理系统JIRA存在错误的配置,可分别泄漏内部员工(JIRA系统用户)的全部用户名和邮件地址,以及内部项目和团队名称到公众,如下: 问题的原因解释起来也非常简单:JIRA系统的过滤器和配置面板中,对于数据可见性的配置选项分别选定为All users和Everyone时,系统管理人员想当然地认为这意味着将数据对所有“系统用户”开放查看,但是JIRA的这两个选项的真实效果逆天,是面向“任意人”开放,即不限于系统登录用户,而是任何查看页面的人员。看到这里,我不厚道地笑了……“All users”并不意味着“All ‘users’”,意不意外,惊不惊喜? 但是这种字面上把戏,为什么没有引起NASA工程师的注意呢,难道这样逆天的配置项没有在产品手册文档中加粗标红提示吗?本着为JIRA产品设计找回尊严的态度,我深入挖掘了一下官方说明,果然在Atlassian官方的一份confluence文档(看起来更像是一份增补的FAQ)中找到了相关说明: 所有未登录访客访问时,系统默认认定他们是匿名anonymous用户,所以各种权限配置中的all users或anyone显然应该将匿名用户包括在内。在7.2及之后版本中,则提供了“所有登录用户”的选项。 可以说是非常严谨且贴心了。比较讽刺的是,在我们的软件供应链安全大赛·C源代码赛季期间,我们设计圈定的恶意代码攻击目标还包括JIRA相关的敏感信息的窃取,但是却想不到有这么简单方便的方式,不动一行代码就可以从JIRA中偷走数据。 软件的使用,你“配”吗? 无论是开放的代码还是成型的产品,我们在使用外部软件的时候,都是处于软件供应链下游的消费者角色,为了要充分理解上游开发和产品的真实细节意图,需要我们付出多大的努力才够“资格”? 上一章节我们讨论过源码使用中必要细节信息缺失造成的“API误用”问题,而软件配置上的“误用”问题则复杂多样得多。从可控程度上讨论,至少有这几种因素定义了这个问题: ·软件用户对必要配置的现有文档缺少了解。这是最简单的场景,但又是完全不可避免的,这一点上我们所有有开发、产品或运营角色经验的应该都曾经体会过向不管不顾用户答疑的痛苦,而所有软件使用者也可以反省一下对所有软件的使用是否都以完整细致的文档阅读作为上手的准备工作,所以不必多说。 ·软件拥有者对配置条目缺少必要明确说明文档。就JIRA的例子而言,将NASA工程师归为上一条错误有些冤枉,而将JIRA归为这条更加合适。在边角但重要问题上的说明通过社区而非官方文档形式发布是一种不负责任的做法,但未引发安全事件的情况下还有多少这样的问题被默默隐藏呢?我们没办法要求在使用软件之前所有用户将软件相关所有文档、社区问答实现全部覆盖。这个问题范围内一个代表性例子是对配置项的默认值以及对应效果的说明缺失。 ·配置文件版本兼容性带来的误配置和安全问题。实际上,上面的SunOS Sendmail案例足以点出这个问题的存在性,但是在真实场景下,很可能不会以这么戏剧性形式出现。在企业的系统运维中,系统的版本迭代常见,但为软件行为一致性,配置的跨版本迁移是不可避免的操作;而且软件的更新迭代也不只会由系统更新推动,还有大量出于业务性能要求而主动进行的定制化升级,对于中小企业基础设施建设似乎是一个没怎么被提及过的问题。 ·配置项组合冲突问题。尽管对于单个配置项可能明确行为与影响,但是特定的配置项搭配可能造成不可预知的效果。这完全有可能是由于开发者与用户在信息不对等的情况下产生:开发者认为用户应该具有必需的背景知识,做了用户应当具备规避配置冲突能力的假设。一个例子是,对称密码算法在使用ECB、CBC分组工作模式时,从密码算法上要求输入数据长度必须是分组大小的整倍数,但如果用户搭配配置了秘钥对数据不做补齐(nopadding),则引入了非确定性行为:如果密码算法库对这种组合配置按某种默认补齐方式操作数据则会引起歧义,但如果在算法库代码层面对这种组合抛出错误则直接影响业务。 ·程序对配置项处理过程的潜在暗箱操作。这区别于简单的未文档化配置项行为,仅特指可能存在的蓄意、恶意行为。从某种意义上,上述“All users”也可以认为是这样的一种陷阱,通过浅层次暗示,引导用户做出错误且可能引起问题的配置。另一种情况是特定配置组合情况下触发恶意代码的行为,这种触发条件将使恶意代码具有规避检测的能力,且在用户基数上具有一定概率的用户命中率。当然这种情况由官方开发者直接引入的可能性很低,但是在众包开发的情况下如果存在,那么扫描方案是很难检测的。 Ⅵ. 从逆流到暗流:恶意代码溯源后的挑战 如果说前面所说的种种威胁都是面向关键目标和核心系统应该思考的问题,那么最后要抛出一个会把所有人拉进赛场的理由。除了前面所有那些在软件供应链下游被动污染受害的情况,还有一种情形:你有迹可循的代码,也许在不经意间会“反哺”到黑色产业链甚至特殊武器中;而现在研究用于对程序进行分析和溯源的技术,则会让你陷入百口莫辩的境地。 案例:黑产代码模块溯源疑云 1月29日,猎豹安全团队发布技术分析通报文章《电信、百度客户端源码疑遭泄漏,驱魔家族窃取隐私再起波澜》,矛头直指黑产上游的恶意信息窃取代码模块,认定其代码与两方产品存在微妙的关联:中国电信旗下“桌面3D动态天气”等多款软件,以及百度旗下“百度杀毒”等软件(已不可访问)。 文章中举证有三个关键点。 首先最直观的,是三者使用了相同的特征字符串、私有文件路径、自定义内部数据字段格式; 其次,在关键代码位置,三者在二进制程序汇编代码层面具有高度相似性; 最终,在一定范围的非通用程序逻辑上,三者在经过反汇编后的代码语义上显示出明显的雷同,并提供了如下两图佐证(图片来源): 文章指出的涉事相关软件已经下线,对于上述样本文件的相似度试验暂不做复现,且无法求证存在相似、疑似同源的代码在三者中占比数据。对于上述指出的代码雷同现象,猎豹安全团队认为: 我们怀疑该病毒模块的作者通过某种渠道(比如“曾经就职”),掌握有中国电信旗下部分客户端/服务端源码,并加以改造用于制作窃取用户隐私的病毒,另外在该病毒模块的代码中,我们还发现“百度”旗下部分客户端的基础调试日志函数库代码痕迹,整个“驱魔”病毒家族疑点重重,其制作传播背景愈发扑朔迷离。 这样的推断,固然有过于直接的依据(例如三款代码中均使用含有“baidu”字样的特征注册表项);但更进一步地,需要注意到,三个样本在所指出的代码位置,具有直观可见的二进制汇编代码结构的相同,考虑到如果仅仅是恶意代码开发者先逆向另外两份代码后借鉴了代码逻辑,那么在面临反编译、代码上下文适配重构、跨编译器和选项的编译结果差异等诸多不确定环节,仍能保持二进制代码的雷同,似乎确实是只有从根本上的源代码泄漏(抄袭)且保持相同的开发编译环境才能成立。 但是我们却又无法做出更明确的推断。这一方面当然是出于严谨避免过度解读;而从另一方面考虑,黑产代码的一个关键出发点就是“隐藏自己”,而这里居然如此堂而皇之地照搬了代码,不但没有进行任何代码混淆、变形,甚至没有抹除疑似来源的关键字符串,如果将黑产视为智商在线的对手,那这里背后是否有其它考量,就值得琢磨了。 代码的比对、分析、溯源技术水准 上文中的安全团队基于大量样本和粗粒度比对方法,给出了一个初步的判断和疑点。那么是否有可能获得更确凿的分析结果,来证实或证伪同源猜想呢? 无论是源代码还是二进制,代码比对技术作为一种基础手段,在软件供应链安全分析上都注定仍然有效。在我们的软件供应链安全大赛期间,针对PE二进制程序类型的题目,参赛队伍就纷纷采用了相关技术手段用于目标分析,包括:同源性分析,用于判定与目标软件相似度最高的同软件官方版本;细粒度的差异分析,用于尝试在忽略编译差异和特意引入的混淆之外,定位特意引入的恶意代码位置。当然,作为比赛中针对性的应对方案,受目标和环境引导约束,这些方法证明了可行性,却难以保证集成有最新技术方案。那么做一下预言,在不计入情报辅助条件下,下一代的代码比对将能够到达什么水准? 这里结合近一年和今年内,已发表和未发表的学术领域顶级会议的相关文章来简单展望: ·针对海量甚至全量已知源码,将可以实现准确精细化的“作者归属”判定。在ACM CCS‘18会议上曾发表的一篇文章《Large-Scale and Language-Oblivious Code Authorship Identification》,描述了使用RNN进行大规模代码识别的方案,在圈定目标开发者,并预先提供每个开发者的5-7份已知的代码文件后,该技术方案可以很有效地识别大规模匿名代码仓库中隶属于每个开发者的代码:针对1600个Google Code Jam开发者8年间的所有代码可以实现96%的成功识别率,而针对745个C代码开发者于1987年之后在GitHub上面的全部公开代码仓库,识别率也高达94.38%。这样的结果在当下的场景中,已经足以实现对特定人的代码识别和跟踪(例如,考虑到特定开发人员可能由于编码习惯和规范意识,在时间和项目跨度上犯同样的错误);可以预见,在该技术方向上,完全可以期望摆脱特定已知目标人的现有数据集学习的过程,并实现更细粒度的归属分析,例如代码段、代码行、提交历史。 ·针对二进制代码,更准确、更大规模、更快速的代码主程序分析和同源性匹配。近年来作为一项程序分析基础技术研究,二进制代码相似性分析又重新获得了学术界和工业界的关注。在2018年和2019(已录用)的安全领域四大顶级会议上,每次都会有该方向最新成果的展示,如S&P‘2019上录用的《Asm2Vec: Boosting Static Representation Robustness for Binary Clone Search against Code Obfuscation and Compiler Optimization》,实现无先验知识的条件下的最优汇编代码级别克隆检测,针对漏洞库的漏洞代码检测可实现0误报、100%召回。而2018年北京HITB会议上,Google Project Zero成员、二进制比对工具BinDiff原始作者Thomas Dullien,探讨了他借用改造Google自家SimHash算法思想,用于针对二进制代码控制流图做相似性检测的尝试和阶段结果;这种引入规模数据处理的思路,也可期望能够在目前其他技术方案大多精细化而低效的情况下,为高效、快速、大规模甚至全量代码克隆检测勾出未来方案。 ·代码比对方案对编辑、优化、变形、混淆的对抗。近年所有技术方案都以对代码“变种”的检测有效性作为关键衡量标准,并一定程度上予以保证。上文CCS‘18论文工作,针对典型源代码混淆(如Tigress)处理后的代码,大规模数据集上可有93.42%的准确识别率;S&P‘19论文针对跨编译器和编译选项、业界常用的OLLVM编译时混淆方案进行试验,在全部可用的混淆方案保护之下的代码仍然可以完成81%以上的克隆检测。值得注意的是以上方案都并非针对特定混淆方案单独优化的,方法具有通用价值;而除此以外还有很多针对性的的反混淆研究成果可用;因此,可以认为在采用常规商用代码混淆方案下,即便存在隐藏内部业务逻辑不被逆向的能力,但仍然可以被有效定位代码复用和开发者自然人。 代码溯源技术面前的“挑战” 作为软件供应链安全的独立分析方,健壮的代码比对技术是决定性的基石;而当脑洞大开,考虑到行业的发展,也许以下两种假设的情景,将把每一个“正当”的产品、开发者置于尴尬的境地。 代码仿制 在本章节引述的“驱魔家族”代码疑云案例中,黑产方面通过某种方式获得了正常代码中,功能逻辑可以被自身复用的片段,并以某种方法将其在保持原样的情况下拼接形成了恶意程序。即便在此例中并非如此,但这却暴露了隐忧:将来是不是有这种可能,我的正常代码被泄漏或逆向后出现在恶意软件中,被溯源后扣上黑锅? 这种担忧可能以多种渠道和形式成为现实。 从上游看,内部源码被人为泄漏是最简单的形式(实际上,考虑到代码的完整生命周期似乎并没有作为企业核心数据资产得到保护,目前实质上有没有这样的代码在野泄漏还是个未知数),而通过程序逆向还原代码逻辑也在一定程度上可获取原始代码关键特征。 从下游看,则可能有多种方式将恶意代码伪造得像正常代码并实现“碰瓷”。最简单地,可以大量复用关键代码特征(如字符串,自定义数据结构,关键分支条件,数据记录和交换私有格式等)。考虑到在进行溯源时,分析者实际上不需要100%的匹配度才会怀疑,因此仅仅是仿造原始程序对于第三方公开库代码的特殊定制改动,也足以将公众的疑点转移。而近年来类似自动补丁代码搜索生成的方案也可能被用来在一份最终代码中包含有二方甚至多方原始代码的特征和片段。 基于开发者溯源的定点渗透 既然在未来可能存在准确将代码与自然人对应的技术,那么这种技术也完全可能被黑色产业利用。可能的忧患包括强针对性的社会工程,结合特定开发者历史代码缺陷的漏洞挖掘利用,联动第三方泄漏人员信息的深层渗透,等等。这方面暂不做联想展开。 〇. 没有总结 作为一场旨在定义“软件供应链安全”威胁的宣言,阿里安全“功守道”大赛将在后续给出详细的分解和总结,其意义价值也许会在一段时间之后才能被挖掘。 但是威胁的现状不容乐观,威胁的发展不会静待;这一篇随笔仅仅挑选六个侧面做摘录分析,可即将到来的趋势一定只会进入更加发散的境地,因此这里,没有总结。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/systemino/article/details/90114743。 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。
2023-02-05 13:33:43
300
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JQuery
...开发过程中,常常需要处理字符串的操作,比如拆分字符串,提取其中的关键信息等等。而在实现这些操作时,jQuery提供的一些方法能够帮我们更加方便的进行处理。接下来我们就来介绍一下如何使用jQuery来按照指定的字符分隔字符串。 // 原字符串 var str = "hello,world,how,are,you"; // 使用split方法按照逗号分隔字符串成数组 var arr = str.split(','); // 循环打印出数组的元素 for(var i = 0; i< arr.length; i++){ console.log(arr[i]); } 在上面的代码中,我们首先定义了一个字符串变量str,然后使用split方法将字符串按照逗号分隔成数组arr。接着使用循环遍历数组中的元素,并打印出每一个元素的值。通过执行上面的代码,控制台输出将会是以下内容: hello world how are you 可以看到,我们已经成功的按照逗号分隔了字符串,并将每一个元素转换成了数组中的元素。这种方法可以应用于任意的字符串分隔操作,只需要将split方法中的分隔符改成需要的字符即可。 以上就是使用jQuery按照指定字符分隔字符串的方法,希望对你有所帮助!
2023-12-16 18:58:28
409
逻辑鬼才
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...用法以及针对nil值处理的技巧后,我们可以进一步探索编程语言中的条件表达式和逻辑控制的多样性和复杂性。近期,Lua 5.4版本发布,其中对布尔逻辑运算符进行了优化,使得程序员在处理可能为nil的变量时拥有更多选择。例如,新增的andthen与orelse运算符可以更直观地实现“短路求值”,避免了类似原始三目运算符可能导致的问题。 此外,对于条件分支的处理,不仅限于Lua,其他如JavaScript、Python等流行语言也有各自的独特机制和最佳实践。比如,JavaScript引入了Optional Chaining(可选链)语法,允许开发者在访问深层嵌套属性时无需担心因中间路径值为null或undefined而导致程序崩溃。 而在编程范式上,函数式编程强调纯函数和不可变数据结构,其条件表达式的处理方式与命令式编程有所不同,例如Haskell中的Maybe Monad或Elixir中的Pattern Matching机制,都为nil或空值提供了优雅且安全的处理方式。 综上所述,深入研究各种编程语言中条件表达式的设计理念与实现机制,不仅可以帮助我们更好地运用Lua中的特殊写法,还能拓宽视野,提升跨语言编程能力,并在实际项目中实现更为健壮高效的代码逻辑。
2023-12-29 14:47:09
241
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Java
...以改变其原有结构。 嵌套循环 , 嵌套循环是程序设计中的一种控制结构,它指的是在一个循环内部包含另一个或多个循环。在Java代码片段中,嵌套循环被用来遍历二维矩阵的所有元素。外部循环对应矩阵的行数,内部循环对应矩阵的列数。结合本文内容,嵌套循环用于依次检查并筛选出不需要删除的矩阵元素,然后将它们复制到新创建的矩阵中。 稀疏矩阵 , 稀疏矩阵是指非零元素相对较少的矩阵,即大部分元素都是零值。在处理大规模数据时,如果矩阵的稀疏度较高,则可以采用特殊的数据结构(如邻接表、压缩稀疏列等)来高效存储和计算,从而节省内存空间并提升运算速度。虽然文章并未直接提到稀疏矩阵,但在实际应用中,特别是Google Research团队的研究成果,对稀疏矩阵的高效运算有着重要影响,因为这能显著提高推荐系统、自然语言处理等领域模型训练的效率。
2023-02-17 11:26:36
284
算法侠
Python
...编程中的基础概念,如循环、条件语句、面向对象编程、图像绘制、事件处理等。 列表推导式(List Comprehension) , 在Python编程中,列表推导式是一种简洁易读的方式来创建新的列表,其根据现有数据结构(如列表、元组或范围)快速生成新列表,同时可以结合条件判断实现对元素的选择和转换。例如,在“外星人入侵”游戏中,如果需要移除外星人并创建一个新的不包含已消灭外星人的列表,可以使用列表推导式来避免直接修改原列表带来的索引错误等问题。 反模式(Anti-Pattern) , 在软件工程领域,反模式是指那些常见但有害于程序设计、效率或者可维护性的实践或结构。在文中引用《Effective Python》一书中提到的“在对容器元素进行迭代的同时对其进行修改”,就是一种反模式行为。这意味着在遍历列表或其他可变集合的过程中直接删除或修改元素,可能导致不可预期的结果,比如索引错误。在外星人入侵游戏中,直接在循环中移除被击中的外星人就可能引发这类问题,正确的做法是先记录待删除的外星人,然后在遍历结束后再统一执行删除操作。
2023-12-10 11:15:11
201
昨夜星辰昨夜风_t
JSON
...对象,同时支持数组和嵌套结构。在Web开发中,JSON被广泛用于服务器与网页或应用程序之间传输和交换数据。 JSON.parse() , 这是JavaScript内置的一个全局方法,用于将一个JSON字符串解析成等效的JavaScript值(通常是对象或数组)。例如,在处理从服务器获取到的JSON格式的响应数据时,开发者可以利用JSON.parse()方法将其转换为JavaScript对象,以便进一步操作和遍历其中的数据。 嵌套数组 , 在JSON数据结构中,嵌套数组是指数组中的元素本身又是一个数组。这样的结构使得JSON能够表示更复杂的数据集合。例如,在文章给出的示例中,JSON数组的最后一个元素是一个包含数值1、2和3的子数组。当遍历这种嵌套数组时,需要进行递归处理或者额外的循环遍历内部数组的所有元素。
2023-07-12 17:59:29
488
键盘勇士
Python
...Python编程语言处理正数求和问题后,我们可以进一步探索其在实际应用场景中的价值。近期,数据分析领域的一项实时研究引起了广泛关注:科研人员利用Python进行大规模气象数据处理时,面临了类似的问题。由于原始数据中包含正负数值,研究人员需要快速准确地计算特定参数(如温度增量)的正向变化总和。通过借鉴文中提到的Python正数筛选与累加方法,并结合abs()函数确保结果正确性,成功实现了对复杂数据集的有效分析。 此外,在金融风控领域,Python同样扮演着关键角色。在评估投资组合收益时,分析师需要精确计算正收益部分的累积和,以排除亏损交易的影响。运用文中介绍的条件判断循环结构,结合Python强大的pandas库进行数据清洗和计算,使得复杂的财务数据分析变得更为高效且精准。 更进一步,Python内置函数的强大性和灵活性,不仅体现在abs()这样的数学运算上,还表现在众多其他场景中。例如,Python 3.9版本引入了新特性——":= walrus operator",它可以简化if条件语句内部的赋值操作,使代码更加简洁易读。这一更新对于解决类似本文所述问题的程序编写具有重要意义,让开发者能够更好地应对实际编程挑战,提升代码质量及执行效率。 综上所述,无论是基础的正数求和问题,还是前沿的数据科学、金融分析等领域,Python以其丰富全面的功能和不断优化的语法设计,持续赋能广大开发者实现高效、准确的数据处理与业务逻辑构建。
2023-04-28 23:59:16
1590
软件工程师
JSON
...字、布尔值、数组以及嵌套的对象结构等,并通过JavaScript中的语法进行遍历和操作。 前后端交互 , 前后端交互是指在Web应用程序开发过程中,前端(用户界面)与后端(服务器端逻辑)之间进行数据传递、请求处理和响应的过程。在本文语境下,JSON作为一种常用的数据交换格式,在前后端交互时起到了关键作用,前端将用户输入或操作转化为JSON格式发送给后端,后端处理后又以JSON格式返回结果,前端再对JSON数据进行解析并更新页面状态。 for-in循环 , for-in是JavaScript中的一种循环结构,用于遍历一个对象的所有可枚举属性(不包含Symbol类型和继承自原型链的属性)。在文中,通过for-in循环可以依次取出JSON对象中的每一个属性名(key)及其对应的值,实现对JSON数据的逐项访问和操作。对于嵌套的JSON对象或数组,开发者可以通过递归或其他方式配合for-in循环实现深度遍历。
2023-03-20 23:03:41
516
程序媛
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随机学习一条linux命令:
uniq file.txt
- 删除连续的重复行,需配合sort使用效果更佳。
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