前端技术
HTML
CSS
Javascript
前端框架和UI库
VUE
ReactJS
AngularJS
JQuery
NodeJS
JSON
Element-UI
Bootstrap
Material UI
服务端和客户端
Java
Python
PHP
Golang
Scala
Kotlin
Groovy
Ruby
Lua
.net
c#
c++
后端WEB和工程框架
SpringBoot
SpringCloud
Struts2
MyBatis
Hibernate
Tornado
Beego
Go-Spring
Go Gin
Go Iris
Dubbo
HessianRPC
Maven
Gradle
数据库
MySQL
Oracle
Mongo
中间件与web容器
Redis
MemCache
Etcd
Cassandra
Kafka
RabbitMQ
RocketMQ
ActiveMQ
Nacos
Consul
Tomcat
Nginx
Netty
大数据技术
Hive
Impala
ClickHouse
DorisDB
Greenplum
PostgreSQL
HBase
Kylin
Hadoop
Apache Pig
ZooKeeper
SeaTunnel
Sqoop
Datax
Flink
Spark
Mahout
数据搜索与日志
ElasticSearch
Apache Lucene
Apache Solr
Kibana
Logstash
数据可视化与OLAP
Apache Atlas
Superset
Saiku
Tesseract
系统与容器
Linux
Shell
Docker
Kubernetes
[系统运行级原理及设置教程]的搜索结果
这里是文章列表。热门标签的颜色随机变换,标签颜色没有特殊含义。
点击某个标签可搜索标签相关的文章。
点击某个标签可搜索标签相关的文章。
Docker
...可获取详尽的网络配置教程和最新的API接口说明,助您紧跟技术潮流。 2. 案例研究:企业级微服务架构中的Docker网络实践:近期,某知名云计算服务商在其博客上分享了如何利用Docker网络特性构建大规模微服务架构的实战经验,分析了跨主机通信、服务发现、负载均衡等核心问题,并给出了具体的解决方案。 3. 安全策略:强化Docker容器网络安全的方法:鉴于网络安全日益重要的地位,《InfoWorld》杂志近期刊发了一篇深度文章,探讨了在Docker环境中如何实施防火墙规则、限制网络访问权限、以及采用加密技术来确保容器间通讯的安全性。 4. 技术前瞻:Kubernetes与Docker网络集成的发展趋势: Kubernetes作为容器编排领域的领导者,对Docker网络的支持和集成正逐步深化。一篇来自CNCF社区的技术分析文章指出,了解Kubernetes网络模型与Docker网络的协同工作原理,将有助于提升分布式系统部署的稳定性和性能。 5. 学术研究:容器网络虚拟化技术的最新进展:在ACM Transactions on Networking等权威学术期刊上,可以找到关于容器网络虚拟化前沿理论与技术的研究论文,这些研究成果不仅提供了理论指导,也为实际应用中的Docker网络设计提供了创新思路和技术支撑。
2023-11-16 16:39:36
494
算法侠
MySQL
...遍的关系型数据库管控系统,可用于多种类型应用程序的信息管控,诸如WordPress、Drupal和Joomla等网页开发。MySQL依赖SQL语言来访问和管控数据,其默认端口为3306。 MySQL部署 MySQL可在Windows、Linux和macOS等系统平台上部署。在Windows上,可以通过MySQL官方网站的下载专区来下载MySQL的Windows部署程序。在Linux上,可以运行终端命令部署MySQL。于Mac OS中,可以运行包管理器来部署MySQL。 MySQL 3306端口设置 默认情况下,MySQL运行3306端口来访问数据库。如果需要设置MySQL的端口,可以通过修改MySQL设置文件my.cnf来实现。在my.cnf文件中,可以指定MySQL的服务端口、主机地址等设置信息。修改完成后,需要重新启动MySQL服务来使设置生效。 常见MySQL错误 在运行MySQL时,常见的错误包括连接失败、权限拒绝、数据库不存在等。这些错误通常可以通过查看MySQL的错误日志或运行终端命令来进行查找和解决。同时,也可以通过在MySQL中执行SQL语句来检查和修复数据表的错误。 MySQL备份和恢复 定期备份MySQL数据库是防止数据损坏、丢失的重要手段。可以运行MySQL自带的终端命令来进行备份和恢复,诸如通过mysqldump命令备份数据库,运行mysql命令进行恢复操作。备份数据时需要注意相关参数的设置,避免备份数据过大或内存资源不足等问题。 结语 MySQL在各类应用程序中广泛运行,掌握MySQL的运行和维护方法对于程序员和网站管控员都是必备技能。在运行MySQL时,需要注意数据安全、备份恢复等关键问题,以保障数据的完整性和可靠性。
2023-02-05 14:43:17
74
程序媛
Flink
...oint,也可以通过设置maxConcurrentCheckpoints参数手动控制并发的checkpoint数量。 java env.enableCheckpointing(500); // 每500ms做一次checkpoint 2. savepoint savepoint是另一种Flink的容错机制,它不仅可以保存任务的状态,还可以保存数据的完整图。跟checkpoint不一样的地方在于,savepoint有个大优点:它不会打扰到当前任务的运行。而且你知道吗?恢复savepoint就像按下了快进键,比从checkpoint那里恢复起来速度嗖嗖的,可快多了! java env.getSavepointDirectory(); 四、结论 总的来说,Flink的状态管理和容错机制都是非常强大和灵活的。它们使得Flink能够应对各种复杂的实时和批处理场景。如果你想真正摸透Flink的运行机制,还有它在实际场景中的应用门道,我真心实意地建议你,不妨花点时间钻研一下它的官方文档和教程,保准收获满满!
2023-06-05 11:35:34
462
初心未变-t
转载文章
...,进一步探讨现代操作系统内核同步机制的发展和应用具有很高的时效性和针对性。近年来,随着多核处理器的普及和实时性要求的提升,内核同步技术的重要性日益凸显。 例如,在最新的Linux内核版本(如5.x系列)中,对互斥锁进行了更多优化,不仅提供了适应自旋锁、读写锁等不同场景的丰富选择,还引入了适应NUMA架构的改进,确保跨节点间的同步性能。同时,轻量级互斥锁(fast mutex)和适应可抢占内核特性的mutex_adaptive算法也得到了广泛应用,它们能够在减少上下文切换的同时保证线程安全,提升了系统的整体并发性能。 此外,关于Linux设备驱动开发中的并发控制问题,近期有研究人员深入分析了互斥锁在实际应用场景下的性能瓶颈,并提出了基于Futexes和其他高级同步原语的解决方案,以应对大规模并发访问硬件资源时的挑战。 读者可以参考以下文章以获取更深入的阅读: 1. "Understanding and Tuning the Linux Kernel Mutex Implementation" - 这篇文章详细剖析了Linux内核互斥锁的工作原理及调优方法。 2. "Adapting Mutexes for NUMA Systems in the Linux Kernel" - 描述了Linux内核如何针对非统一内存访问架构优化互斥锁。 3. "Performance Analysis of Locking Mechanisms in Device Drivers" - 一篇深度研究论文,讨论了在设备驱动程序中各种锁机制的性能表现及其影响因素。 紧跟内核社区的最新动态和技术博客也是理解互斥锁乃至整个内核同步机制发展脉络的有效途径,通过跟踪LKML(Linux Kernel Mailing List)邮件列表和查阅kernelnewbies.org等网站上的教程和指南,可以帮助开发者更好地掌握并实践这些关键技术。
2023-11-06 08:31:17
58
转载
Go Iris
...s凭借其独特的中间件系统和高效的路由调度算法,在实际应用场景中展现出卓越的性能表现。 此外,Go官方博客也于最近更新了一系列关于Go Modules优化与实践的文章,对于已经采用Go 1.16及以上版本进行开发的用户来说,理解如何充分利用Go Modules管理依赖关系,特别是在大型项目或团队协作场景下,将有助于提高开发效率,确保项目的稳定性和可维护性。 同时,Iris社区活跃且持续发展,作者Kataras定期在GitHub和Medium上分享最新教程及最佳实践案例,例如“使用Iris构建微服务架构”、“Iris实战:打造RESTful API服务”等,这些内容紧贴技术前沿,帮助开发者快速掌握Iris的各项高级功能,并能灵活应用于真实项目中。 综上所述,从理论研究到实战操作,再到社区资源的丰富性,Go Iris为开发者提供了全方位的支持。在熟练掌握安装技巧之后,继续关注行业动态和深入学习框架内部原理,无疑将助力你在Go Iris的世界里游刃有余,打造出更多高质量的Web应用程序。
2023-07-12 20:34:37
347
山涧溪流
Docker
...个全能自给自足的小型运行环境容器。这些镜像,你可以随意选择从仓库直接下载,或者更 DIY 一点,通过 Dockerfile 自己动手打造! 接下来,我们来了解下Dockerfile是什么。Dockerfile,你可把它想象成一本菜谱,里面密密麻麻记录了一连串神奇的指令。这些指令啊,就像是做一道道工序,一步步告诉你如何从零开始,精心打造出一个完整的Docker镜像。当你准备动手构建一个新的Docker镜像时,完全可以告诉Docker那个藏着构建秘籍的Dockerfile在哪儿,然后Docker就会超级听话地根据这个文件一步步自动搭建出你的新镜像来。 最后,我们要知道Docker容器。Docker容器是在宿主机(主机)上运行的独立的进程空间。每个容器都有自己的文件系统,网络,端口映射等特性。 三、Docker的安装步骤 1. 更新操作系统的软件源列表 在Ubuntu上,可以通过以下命令更新软件源列表: bash sudo apt-get update 2. 安装Docker Ubuntu用户可以在终端中输入以下命令安装Docker: bash sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io 3. 启动Docker服务并设置开机启动 在Ubuntu上,可以执行以下命令启动Docker服务,并设置为开机启动: bash sudo systemctl start docker sudo systemctl enable docker 4. 验证Docker的安装 你可以使用以下命令验证Docker的安装: bash docker run hello-world 5. 设置Docker加速器 如果你在中国,为了提高Docker镜像下载速度,可以设置Docker加速器。首先,需要在Docker官网注册账号,然后复制加速器的地址。在终端中,输入以下命令添加加速器: bash docker pull --registry-username= --registry-password= registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/: 将、、和替换为你自己的信息。 四、使用Docker的基本命令 现在,我们已经完成了Docker的安装,接下来让我们一起学习一些基本的Docker命令吧! 1. 查看Docker版本 bash docker version 2. 显示正在运行的容器 bash docker ps 3. 列出所有的镜像 bash docker images 4. 创建一个新的Docker镜像 bash docker build -t . 5. 运行一个Docker容器 bash docker run -it 6. 查看所有容器的日志 bash docker logs 五、总结 总的来说,Docker是一个非常强大的工具,可以帮助我们更高效地管理我们的应用程序。通过本篇文章的学习,我相信你对Docker已经有了初步的理解。希望你以后不论是上班摸鱼,还是下班享受生活,都能更溜地用上Docker这个神器,让效率嗖嗖往上升。
2023-02-21 20:40:21
478
星河万里-t
Docker
...r这个神奇工具的工作原理和它能玩出什么花样感到好奇,这篇接地气的Docker教程就是你的通关秘籍,带你全方位、无死角地掌握Docker的一切。 1. Docker的基本概念 Docker是一种轻量级的虚拟化技术,它可以将应用程序及其依赖项打包到一个可移植的镜像中,然后在任何地方运行。这种镜像能够在开发、测试和生产环境里灵活反复使用,这样一来,不仅能够大大提升我们的开发效率,还能让应用程序变得更加稳如磐石。 例如,我们可以使用以下命令创建一个包含Node.js和Express框架的应用程序的Docker镜像: bash FROM node:12-alpine WORKDIR /app COPY package.json ./ RUN npm install COPY . . EXPOSE 3000 CMD [ "npm", "start" ] 这个Dockerfile定义了一个基于Node.js 12.0.0-alpine镜像的镜像,然后安装了项目所需的所有依赖项,并设置了端口映射为3000。最后,我们可以通过运行以下命令来构建这个Docker镜像: go docker build -t my-node-app . 这将生成一个名为my-node-app的Docker镜像,我们可以使用以下命令将其运行起来: css docker run -p 3000:3000 --name my-running-app my-node-app 现在,你可以通过访问http://localhost:3000来查看你的应用程序是否正常工作。 2. Docker的优点 Docker的主要优点包括: - 隔离:Docker容器是在宿主机上的进程,它们具有自己的网络、文件系统和资源限制,因此可以避免不同应用程序之间的冲突。 - 可移植性:由于Docker镜像是轻量级的,它们可以在任何支持Docker的平台上运行,无论该平台是在开发人员的本地计算机上还是在云服务器上。 - 快速部署:通过使用预构建的Docker镜像,可以快速地部署应用程序,而不需要担心底层基础设施的差异。 3. Docker的使用场景 Docker适用于许多不同的场景,包括但不限于: - 开发:Docker可以帮助开发人员在同一台机器上运行多个实例,每个实例都具有其特定的配置和依赖项。另外,Docker这小家伙还能在持续集成和持续部署(CI/CD)的流程里大显身手呢! - 测试:Docker可以模拟不同的操作系统和网络环境,以便进行兼容性和性能测试。 - 运行时:Docker可以用于在生产环境中运行应用程序,因为它的隔离特性可以确保应用程序不会影响其他应用程序。 - 基础设施即服务(IaaS):Docker可以与云平台(如AWS、Google Cloud、Azure等)集成,从而提供一种高度可扩展和灵活的基础架构解决方案。 4. Docker的最佳实践 虽然Docker提供了很多便利,但也有一些最佳实践需要遵循,以确保您的Docker容器始终处于最佳状态。这些最佳实践包括: - 使用轻量级的操作系统:选择轻量级的Docker镜像作为基础镜像,以减少镜像的大小和启动时间。 - 最小化运行时依赖项:只在容器内安装应用程序所需的必要组件,以防止潜在的安全漏洞。 - 使用端口映射:在Docker容器外部公开端口号,以便客户端可以连接到容器内的应用程序。 - 使用守护进程:如果应用程序需要持久运行,那么应该将其包装在一个守护进程中,这样即使容器关闭,应用程序仍然可以继续运行。 - 使用卷:如果应用程序需要持久存储数据,那么应该将其挂载到一个Docker卷中,而不是在容器内部存储数据。
2023-02-17 17:09:52
515
追梦人-t
Lua
...out(5) -- 设置超时时间以防止无限等待 -- 尝试连接到服务器 local ok, err = client:connect("localhost", 8080) if not ok then print("连接失败:", err) return end -- 发送数据 local message = "Hello from Lua!" local sent, err = client:send(message) if not sent and err == "closed" then print("网络连接已关闭,无法发送数据!") -- 处理ClosedNetworkConnectionError client:close() -- 关闭失效的连接 return end -- 接收数据(假设服务器会回应) while true do local data, err = client:receive() if err == "closed" then print("服务器关闭了连接。") -- 处理ClosedNetworkConnectionError break elseif not data then print("接收数据时发生错误:", err) break else print("收到服务器响应:", data) end end -- 最后,记得关闭连接 client:close() 在上述代码中,我们注意到在client:send()和client:receive()方法调用后,都会检查返回的错误信息是否为"closed",如果是,则表明网络连接已经被关闭,此时我们会打印出相应的提示信息,并采取相应措施(如关闭连接)。 4. 理解与探讨 在实际项目开发中,应对ClosedNetworkConnectionError的策略往往更加复杂多样。比如,我们能给程序装个“回马枪”功能,一旦发现连接断了,它就自动尝试再连上;甚至还能让它变得更聪明些,比如说在网络抽风的时候先把要发的数据存起来,等网络恢复了,再把这些数据顺顺当当地发送出去。 这就涉及到开发者对网络通信原理的理解深度以及业务需求的细致把控,同时也要求我们具备良好的异常处理习惯和鲁棒性编程思维。记住了啊,真正厉害的程序员,可不只是会写能跑起来的代码那么简单。他们更明白,在编程的世界里,就像生活一样,总会有些意想不到的状况和稀奇古怪的异常情况冒出来,而他们就有那个本事,把这些麻烦事儿处理得既漂亮又从容,这才是高手风范! 总的来说,面对Lua编程中的ClosedNetworkConnectionError,我们需要保持敏锐的洞察力,合理运用Lua及其扩展库的功能特性,结合具体应用场景,灵活制定和实施有效的错误处理策略,才能确保我们的应用程序在网络世界中稳定、可靠地运行。
2023-11-24 17:48:02
132
月影清风
SpringCloud
...显著增强,使得分布式系统在跨地域部署时能够更高效地实现服务注册与发现。此外,Nacos还增强了与其他主流微服务框架如Istio、Kubernetes等的集成能力,为构建更为复杂的云原生环境提供了坚实的基础服务支撑。 同时,阿里巴巴集团持续推动开源生态建设,通过与全球开发者社区的合作,共同解决微服务架构中的诸多挑战。例如,针对Nacos在高并发场景下的稳定性问题,社区已经提出了多种优化方案,并在实践中取得了良好的效果。 对于希望深入了解Nacos及微服务架构设计原理的开发者而言,除了查阅Nacos官方网站和Spring Cloud官方文档外,还可关注相关技术论坛和研讨会,及时获取行业专家分享的最佳实践和实战经验。同时,阿里云开发者社区定期发布的教程文章和案例分析也是极具参考价值的学习资源。 总之,在日新月异的云计算和微服务领域,保持敏锐的技术洞察力和持续学习的态度至关重要,而掌握类似Nacos这样的关键组件的应用与调试技巧,无疑将助力开发者在复杂项目中游刃有余,从容应对各种挑战。
2023-10-25 17:55:17
123
红尘漫步_t
Apache Pig
...作为Hadoop生态系统中的一员,以其简洁的脚本语言和强大的数据处理能力,成为众多数据工程师和分析师的首选工具。今天,我们将聚焦于Apache Pig的核心组件之一——Scripting Shell,探索它如何简化复杂的数据处理任务,并提供实际操作的示例。 二、Apache Pig简介 从概念到应用 Apache Pig是一个基于Hadoop的大规模数据处理系统,它提供了Pig Latin语言,一种高级的、易读易写的脚本语言,用于描述数据流和转换逻辑。Pig的主要优势在于其抽象层次高,可以将复杂的查询逻辑转化为简单易懂的脚本形式,从而降低数据处理的门槛。 三、Scripting Shell的引入 让Pig脚本更加灵活 Apache Pig提供了多种运行环境,其中Scripting Shell是用户最常使用的交互式环境之一。哎呀,小伙伴们!使用Scripting Shell,咱们可以直接在命令行里跑Pig脚本啦!这不就方便多了嘛,想看啥结果立马就能瞅到,遇到小问题还能马上调试调调试,改一改,试一试,挺好玩的!这样子,咱们的操作过程就像在跟老朋友聊天一样,轻松又自在~哎呀,这种交互方式简直是开发者的大救星啊!特别是对新手来说,简直就像有了个私人教练,手把手教你Pig的基本语法规则和工作流程,让你的学习之路变得轻松又愉快。就像是在玩游戏一样,不知不觉中就掌握了技巧,感觉真是太棒了! 四、使用Scripting Shell进行数据处理 实战演练 让我们通过几个具体的例子来深入了解如何利用Scripting Shell进行数据处理: 示例1:加载并查看数据 首先,我们需要从HDFS加载数据集。假设我们有一个名为orders.txt的文件,存储了订单信息,我们可以使用以下脚本来加载数据并查看前几行: pig A = LOAD 'hdfs://path_to_your_file/orders.txt' USING PigStorage(',') AS (order_id:int, customer_id:int, product_id:int, quantity:int); dump A; 在这个例子中,我们使用了LOAD语句从HDFS加载数据,PigStorage(',')表示数据分隔符为逗号,然后定义了一个元组类型(order_id:int, customer_id:int, product_id:int, quantity:int)。dump命令则用于输出数据集的前几行,帮助我们验证数据是否正确加载。 示例2:数据过滤与聚合 接下来,假设我们想要找出每个客户的总订单数量: pig B = FOREACH A GENERATE customer_id, SUM(quantity) as total_quantity; C = GROUP B by 0; D = FOREACH C GENERATE key, SUM(total_quantity); dump D; 在这段脚本中,我们首先对原始数据集A进行处理,计算每个客户对应的总订单数量(步骤B),然后按照客户ID进行分组(步骤C),最后再次计算每组的总和(步骤D)。最终,dump D命令输出结果,显示了每个客户的ID及其总订单数量。 示例3:数据清洗与异常值处理 在处理真实世界的数据时,数据清洗是必不可少的步骤。例如,假设我们发现数据集中存在无效的订单ID: pig E = FILTER A BY order_id > 0; dump E; 通过FILTER语句,我们仅保留了order_id大于0的记录,这有助于排除无效数据,确保后续分析的准确性。 五、结语 Apache Pig的未来与挑战 随着大数据技术的不断发展,Apache Pig作为其生态中的重要组成部分,持续进化以适应新的需求。哎呀,你知道吗?Scripting Shell这个家伙,简直是咱们数据科学家们的超级帮手啊!它就像个神奇的魔法师,轻轻一挥,就把复杂的数据处理工作变得简单明了,就像是给一堆乱糟糟的线理了个顺溜。而且,它还能搭建起一座桥梁,让咱们这些数据科学家们能够更好地分享知识、交流心得,就像是在一场热闹的聚会里,大家围坐一起,畅所欲言,气氛超棒的!哎呀,你知道不?现在数据越来越多,越来越复杂,咱们得好好处理才行。那啥,Apache Pig这东西,以后要想做得更好,得解决几个大问题。首先,怎么让性能更上一层楼?其次,怎么让系统能轻松应对更多的数据?最后,怎么让用户用起来更顺手?这些可是Apache Pig未来的头等大事! 通过本文的探索,我们不仅了解了Apache Pig的基本原理和Scripting Shell的功能,还通过实际示例亲身体验了如何使用它来进行高效的数据处理。希望这些知识能够帮助你开启在大数据领域的新篇章,探索更多可能!
2024-09-30 16:03:59
95
繁华落尽
转载文章
...机将config文件设置为只有自己的机器,运行一 下该程序看看,如果不能运行,多机当然就更不行了,这说明本机的设置有问题。如何解 决这一问题,我的经验是,你可以在两台机器上分别建立普通帐号,然后用mpiregister对 该帐号进行注册,如果两台机器上分别运行都可以,则可以试试多机,如果多机连接不同 ,则可能是防火墙等安全设置的问题,可以将防火墙去掉,这样就应该可以了,我们在XP 以及NT上实验都是可行的。 ------------------------------ Dr. Zhihui Du Department of Computer Science and Technology Tsinghua University. Beijing, 100084, P.R. China Phone:86-10-62782530 Fax:86-10-62771138 http://hpclab.cs.tsinghua.edu.cn/~duzh ----- Original Message ----- From: zhyi To: Zhihui Du Sent: Monday, November 01, 2004 4:39 PM Subject: Re: 请教mpi 单机模拟的命令为: mpirun -np 2 -localonly d:/cpi.exe 成功 两机器名分别为 liu1 liu2,命令为 mpirun -hosts 2 liu1 liu2 d:/cpi.exe 失败 config文件为 config.cfg exe d:/cpi.exe hosts liu1 2 liu2 2 命令为 mpirun d:/config.cfg 失败 加选项-tcp也没用 可执行文件的存放路径都在d盘根目录下 都老师,我想你们都是用linux 的,能不能请您的研究生给在两台 机器上试一下,估计两个小时够了,有你的指点,就会知道问题出在哪。 我们这边也有很多同学在你的书的指引下在linux下进行的,我是进行数值计算,不敢弄那 么复杂,只好在windows下进行,可也不知问题究竟在哪。 Zhihui Du <duzh@tsinghua.edu.cn> wrote: 你运行的具体命令是什么?可以用mpirun -np 2 xxx 和 mpirun configfile 两种方式都 试试,可执行程序两台机器上都要有。 ------------------------------ Dr. Zhihui Du Department of Computer Science and Technology Tsinghua University. Beijing, 100084, P.R. China Phone:86-10-62782530 Fax:86-10-62771138 http://hpclab.cs.tsinghua.edu.cn/~duzh ----- Original Message ----- From: zhyi To: Zhihui Du Sent: Sunday, October 31, 2004 11:50 AM Subject: Re: 请教mpi 任务管理器里发现有mpd进程,mpiconfig也能找到对方, 我们是在同一个宿舍,用hub相连,这在局域网内应该没问题了, 共享也是可读写的,盘符的格式是一样的,单机可以运行 mpirun -np 2 -localonly c:/ .exe 有结果 Zhihui Du <duzh@tsinghua.edu.cn> wrote: 安装mpich后应该有一个新的mpi进程在运行,用mpiconfig应该能够列出其他的机器才行, 还有这些计算结点的网络配置应该在一个子网内,另外共享的权限是否是任何用户可以读 写?你用mpirun -localonly -np x abc方式是否可以运行? ------------------------------ Dr. Zhihui Du Department of Computer Science and Technology Tsinghua University. Beijing, 100084, P.R. China Phone:86-10-62782530 Fax:86-10-62771138 http://hpclab.cs.tsinghua.edu.cn/~duzh ----- Original Message ----- From: zhyi To: Zhihui Du Sent: Saturday, October 30, 2004 5:55 PM Subject: Re: 请教mpi 我是严格按照mpich的要求进行的, 1。使用管理员权限在两机器上新建同一个名称的用户及相同的口令 2。分别在上面的两用户里安装mpich,然后mpiregister ,用户名和口令同 3。同一名称的盘符共享 4。mpiconfig,显示了对方的mpich 的版本号,说明已找到。 5。运行mpi程序 这样还是没有用,我们这边在windows系统下进行的很少有人成功过 我们都在网上问这个问题 Zhihui Du <duzh@tsinghua.edu.cn> wrote: 如果仅仅是自己做实验用,就可以不要考虑太多的安全问题,把MPI程序所在的盘共享出来 让其他的机器都可以访问,按照MPICH自己的设置,你可以运行MPIREGISTER程序先注册一 下用户名和口令。 ------------------------------ Dr. Zhihui Du Department of Computer Science and Technology Tsinghua University. Beijing, 100084, P.R. China Phone:86-10-62782530 Fax:86-10-62771138 http://hpclab.cs.tsinghua.edu.cn/~duzh ----- Original Message ----- From: zhyi To: duzh@tirc.cs.tsinghua.edu.cn Sent: Friday, October 29, 2004 9:26 PM Subject: 请教mpi 都老师: 你好! 我是南京大学系学生,现在正在用mpi进行数值并行编程, 是在windows系统下,同实验室的两台机器,总是显示登陆失败 不知怎么设置的。两台机器用的是同一用户名和相同密码,同样的注册。 希望能得到您的指点。 此致 -- ※ 来源:.南京大学小百合站 http://bbs.nju.edu.cn [FROM: 172.16.78.68] -- ※ 转寄:.南京大学小百合站 bbs.nju.edu.cn.[FROM: 202.120.20.14] -- ※ 转寄:.南京大学小百合站 bbs.nju.edu.cn.[FROM: 202.120.20.14] 一、预备工作 0. 二、下载 1. 下载mpich 三、安装 2. 用具有管理权限的帐户登陆计算机 3. 执行mpich.nt.1.2.5.exe,选择所有缺省安装 4. 在每台计算机上均执行上述过程2、3 四、配置 5. 运行配置工具 start->programs->MPICH->mpd->MPICH Configuration tool 6. 加入已经安装mpich的主机 7.点击 [Apply] 保存 8 点击 [OK] 退出 五、测试 9. 打开MSDEV工作空间文件 MPICH/SDK/examples/nt/examples.dsw 10. 编译调试该cpi 项目 11. 拷贝MPICH/SDK/examples/nt/basic/Debug/cpi.exe 到每一台机器某一共享目录。 如: c:/temp/cpi.exe 注意:确保每台机器均有同样的共享目录,并且可以互相访问!! 12. 打开命令窗口,改变当前路径到 c:/temp 下(与前相同) 13. 执行命令 MPICH/mpd/bin/mpirun.exe -np 4 cpi 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/yangdelong/article/details/3946113。 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。
2023-04-09 11:52:38
113
转载
转载文章
...原因 9 清理 这篇教程指导如何给容器分配申请的内存和内存限制。我们保证让容器获得足够的内存 资源,但是不允许它使用超过限制的资源。 Before you begin You need to have a Kubernetes cluster, and the kubectl command-line tool must be configured to communicate with your cluster. If you do not already have a cluster, you can create one by using Minikube. 你的集群里每个节点至少必须拥有300M的内存。 这个教程里有几个步骤要求Heapster , 但是如果你没有Heapster的话,也可以完成大部分的实验,就算跳过这些Heapster 步骤,也不会有什么问题。 检查看Heapster服务是否运行,执行命令: kubectl get services --namespace=kube-system 如果Heapster服务正在运行,会有如下输出: NAMESPACE NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGEkube-system heapster 10.11.240.9 <none> 80/TCP 6d 创建一个命名空间 创建命名空间,以便你在实验中创建的资源可以从集群的资源中隔离出来。 kubectl create namespace mem-example 配置内存申请和限制 给容器配置内存申请,只要在容器的配置文件里添加resources:requests就可以了。配置限制的话, 则是添加resources:limits。 本实验,我们创建包含一个容器的Pod,这个容器申请100M的内存,并且内存限制设置为200M,下面 是配置文件: memory-request-limit.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata:name: memory-demospec:containers:- name: memory-demo-ctrimage: vish/stressresources:limits:memory: "200Mi"requests:memory: "100Mi"args:- -mem-total- 150Mi- -mem-alloc-size- 10Mi- -mem-alloc-sleep- 1s 在这个配置文件里,args代码段提供了容器所需的参数。-mem-total 150Mi告诉容器尝试申请150M 的内存。 创建Pod: kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/configure-pod-container/memory-request-limit.yaml --namespace=mem-example 验证Pod的容器是否正常运行: kubectl get pod memory-demo --namespace=mem-example 查看Pod的详细信息: kubectl get pod memory-demo --output=yaml --namespace=mem-example 这个输出显示了Pod里的容器申请了100M的内存和200M的内存限制。 ...resources:limits:memory: 200Mirequests:memory: 100Mi... 启动proxy以便我们可以访问Heapster服务: kubectl proxy 在另外一个命令行窗口,从Heapster服务获取内存使用情况: curl http://localhost:8001/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/heapster/api/v1/model/namespaces/mem-example/pods/memory-demo/metrics/memory/usage 这个输出显示了Pod正在使用162,900,000字节的内存,大概就是150M。这很明显超过了申请 的100M,但是还没达到200M的限制。 {"timestamp": "2017-06-20T18:54:00Z","value": 162856960} 删除Pod: kubectl delete pod memory-demo --namespace=mem-example 超出容器的内存限制 只要节点有足够的内存资源,那容器就可以使用超过其申请的内存,但是不允许容器使用超过其限制的 资源。如果容器分配了超过限制的内存,这个容器将会被优先结束。如果容器持续使用超过限制的内存, 这个容器就会被终结。如果一个结束的容器允许重启,kubelet就会重启他,但是会出现其他类型的运行错误。 本实验,我们创建一个Pod尝试分配超过其限制的内存,下面的这个Pod的配置文档,它申请50M的内存, 内存限制设置为100M。 memory-request-limit-2.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata:name: memory-demo-2spec:containers:- name: memory-demo-2-ctrimage: vish/stressresources:requests:memory: 50Milimits:memory: "100Mi"args:- -mem-total- 250Mi- -mem-alloc-size- 10Mi- -mem-alloc-sleep- 1s 在配置文件里的args段里,可以看到容器尝试分配250M的内存,超过了限制的100M。 创建Pod: kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/configure-pod-container/memory-request-limit-2.yaml --namespace=mem-example 查看Pod的详细信息: kubectl get pod memory-demo-2 --namespace=mem-example 这时候,容器可能会运行,也可能会被杀掉。如果容器还没被杀掉,重复之前的命令直至 你看到这个容器被杀掉: NAME READY STATUS RESTARTS AGEmemory-demo-2 0/1 OOMKilled 1 24s 查看容器更详细的信息: kubectl get pod memory-demo-2 --output=yaml --namespace=mem-example 这个输出显示了容器被杀掉因为超出了内存限制。 lastState:terminated:containerID: docker://65183c1877aaec2e8427bc95609cc52677a454b56fcb24340dbd22917c23b10fexitCode: 137finishedAt: 2017-06-20T20:52:19Zreason: OOMKilledstartedAt: null 本实验里的容器可以自动重启,因此kubelet会再去启动它。输入多几次这个命令看看它是怎么 被杀掉又被启动的: kubectl get pod memory-demo-2 --namespace=mem-example 这个输出显示了容器被杀掉,被启动,又被杀掉,又被启动的过程: stevepe@sperry-1:~/steveperry-53.github.io$ kubectl get pod memory-demo-2 --namespace=mem-exampleNAME READY STATUS RESTARTS AGEmemory-demo-2 0/1 OOMKilled 1 37sstevepe@sperry-1:~/steveperry-53.github.io$ kubectl get pod memory-demo-2 --namespace=mem-exampleNAME READY STATUS RESTARTS AGEmemory-demo-2 1/1 Running 2 40s 查看Pod的历史详细信息: kubectl describe pod memory-demo-2 --namespace=mem-example 这个输出显示了Pod一直重复着被杀掉又被启动的过程: ... Normal Created Created container with id 66a3a20aa7980e61be4922780bf9d24d1a1d8b7395c09861225b0eba1b1f8511... Warning BackOff Back-off restarting failed container 查看集群里节点的详细信息: kubectl describe nodes 输出里面记录了容器被杀掉是因为一个超出内存的状况出现: Warning OOMKilling Memory cgroup out of memory: Kill process 4481 (stress) score 1994 or sacrifice child 删除Pod: kubectl delete pod memory-demo-2 --namespace=mem-example 配置超出节点能力范围的内存申请 内存的申请和限制是针对容器本身的,但是认为Pod也有容器的申请和限制是一个很有帮助的想法。 Pod申请的内存就是Pod里容器申请的内存总和,类似的,Pod的内存限制就是Pod里所有容器的 内存限制的总和。 Pod的调度策略是基于请求的,只有当节点满足Pod的内存申请时,才会将Pod调度到合适的节点上。 在这个实验里,我们创建一个申请超大内存的Pod,超过了集群里任何一个节点的可用内存资源。 这个容器申请了1000G的内存,这个应该会超过你集群里能提供的数量。 memory-request-limit-3.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata:name: memory-demo-3spec:containers:- name: memory-demo-3-ctrimage: vish/stressresources:limits:memory: "1000Gi"requests:memory: "1000Gi"args:- -mem-total- 150Mi- -mem-alloc-size- 10Mi- -mem-alloc-sleep- 1s 创建Pod: kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/configure-pod-container/memory-request-limit-3.yaml --namespace=mem-example 查看Pod的状态: kubectl get pod memory-demo-3 --namespace=mem-example 输出显示Pod的状态是Pending,因为Pod不会被调度到任何节点,所有它会一直保持在Pending状态下。 kubectl get pod memory-demo-3 --namespace=mem-exampleNAME READY STATUS RESTARTS AGEmemory-demo-3 0/1 Pending 0 25s 查看Pod的详细信息包括事件记录 kubectl describe pod memory-demo-3 --namespace=mem-example 这个输出显示容器不会被调度因为节点上没有足够的内存: Events:... Reason Message------ -------... FailedScheduling No nodes are available that match all of the following predicates:: Insufficient memory (3). 内存单位 内存资源是以字节为单位的,可以表示为纯整数或者固定的十进制数字,后缀可以是E, P, T, G, M, K, Ei, Pi, Ti, Gi, Mi, Ki.比如,下面几种写法表示相同的数值:alue: 128974848, 129e6, 129M , 123Mi 删除Pod: kubectl delete pod memory-demo-3 --namespace=mem-example 如果不配置内存限制 如果不给容器配置内存限制,那下面的任意一种情况可能会出现: 容器使用内存资源没有上限,容器可以使用当前节点上所有可用的内存资源。 容器所运行的命名空间有默认内存限制,容器会自动继承默认的限制。集群管理员可以使用这个文档 LimitRange来配置默认的内存限制。 内存申请和限制的原因 通过配置容器的内存申请和限制,你可以更加有效充分的使用集群里内存资源。配置较少的内存申请, 可以让Pod跟任意被调度。设置超过内存申请的限制,可以达到以下效果: Pod可以在负载高峰时更加充分利用内存。 可以将Pod的内存使用限制在比较合理的范围。 清理 删除命名空间,这会顺便删除命名空间里的Pod。 kubectl delete namespace mem-example 译者:NickSu86 原文链接 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/Aria_Miazzy/article/details/99694937。 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。
2023-12-23 12:14:07
495
转载
转载文章
...动修正时间即可 一、系统时间和硬件时间 Linux在默认情况下,系统时间和硬件时间并不会自动同步。而是以异步的方式运行,互不干扰。其中硬件时间的运行,是靠Bios电池来维持,而系统时间,是用CPU 时钟来维持的。 在系统开机的时候,会自动从Bios中取得硬件时间,设置为系统时间。 1.1 date命令 用来查看和设置系统时间 date 查看系统当前时间sudo date -s "2023-03-18 11:16:10" 修改系统时间为 "xxxx-xx-xx xx:xx:xx"===============================================================================nvidia@nvidia-desktop:~$ dateВт мар 18 11:16:27 +08 2023nvidia@nvidia-desktop:~$nvidia@nvidia-desktop:~$nvidia@nvidia-desktop:~$ sudo date -s "2023-03-18 11:16:10"[sudo] password for nvidia:Вт мар 18 11:16:10 +08 2023nvidia@nvidia-desktop:~$ 硬件时间的设置,可以用hwclock 1.2 hwclock 命令 查看当前硬件时间 注意:hwclock 所有命令需要使用root 权限 nvidia@nvidia-desktop:~$ hwclockhwclock: Cannot access the Hardware Clock via any known method.hwclock: Use the --debug option to see the details of our search for an access method.nvidia@nvidia-desktop:~$nvidia@nvidia-desktop:~$nvidia@nvidia-desktop:~$ sudo hwclock2023-03-21 11:18:49.607690+0800nvidia@nvidia-desktop:~$ 将系统时间同步到硬件时间 hwclock -w 将硬件时间同步到系统时间 hwclock -s 二、不同机器间时间同步 为了避免主机时间因为长期运作下所导致的时间偏差,进行时间同步(synchronize)的工作是非常必要的。Linux系统下,一般使用ntp服务器来同步不同机器的时间。一台机器,可以同时是ntp服务器和ntp客户机。 2.1 ntpdate命令实现 ntpdate 安装: yum install ntpdate -y Centos系统======================================sudo apt install ntpdate Ubuntu系统 时间同步 sudo ntpdate -u cn.pool.ntp.org18 Mar 18:25:22 ntpdate[18673]: adjust time server 84.16.73.33 offset 0.015941 sec 使用ntpdate 只是强制将系统时间设置为ntp服务器时间,如果cpu tick有问题,时间还是会不准。所以,一般配合cron命令,来进行定期同步设置。比如,在crontab中添加: sudo crontab -e0 12 /usr/sbin/ntpdate 192.168.10.110 上述命令的意思是:每天的12点整,从192.168.10.110 ntp服务器同步一次时间(前提是 192.168.10.110有ntp服务)。 2.2 Ntp客户端代码实现 本质上还是创建socket连接去获取ntp服务的时间与本地时间比较,不一致修改本机时间即可。 NtpClient.h //// Created by lwang on 2023-03-18.//ifndef NTP_CLIENT_Hdefine NTP_CLIENT_Hinclude <stdio.h>include <stdlib.h>include <string.h>include <time.h>include <iostream>include <unistd.h>include <sys/select.h>include <sys/time.h>include <sys/socket.h>include <arpa/inet.h>include <netdb.h>include <errno.h>include <endian.h>include <map>include <string>include <mutex>using namespace std;define NTP_LI 0define NTP_VERSION_NUM 3define NTP_MODE_CLIENT 3define NTP_MODE_SERVER 4define NTP_STRATUM 0define NTP_POLL 4define NTP_PRECISION -6define NTP_MIN_LEN 48define NTP_SERVER_PORT 123define NTP_SERVER_ADDR "119.28.183.184"define TIMEOUT 2define BUFSIZE 1500define JAN_1970 0x83aa7e80define NTP_CONV_FRAC32(x) (uint64_t)((x) ((uint64_t)1 << 32))define NTP_REVE_FRAC32(x) ((double)((double)(x) / ((uint64_t)1 << 32)))define NTP_CONV_FRAC16(x) (uint32_t)((x) ((uint32_t)1 << 16))define NTP_REVE_FRAC16(x) ((double)((double)(x) / ((uint32_t)1 << 16)))define USEC2FRAC(x) ((uint32_t)NTP_CONV_FRAC32((x) / 1000000.0))define FRAC2USEC(x) ((uint32_t)NTP_REVE_FRAC32((x)1000000.0))define NTP_LFIXED2DOUBLE(x) ((double)(ntohl(((struct l_fixedpt )(x))->intpart) - JAN_1970 + FRAC2USEC(ntohl(((struct l_fixedpt )(x))->fracpart)) / 1000000.0))struct s_fixedpt{uint16_t intpart;uint16_t fracpart;};struct l_fixedpt{uint32_t intpart;uint32_t fracpart;};struct ntphdr{if __BYTE_ORDER == __BID_ENDIANunsigned int ntp_li : 2;unsigned int ntp_vn : 3;unsigned int ntp_mode : 3;endifif __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIANunsigned int ntp_mode : 3;unsigned int ntp_vn : 3;unsigned int ntp_li : 2;endifuint8_t ntp_stratum;uint8_t ntp_poll;int8_t ntp_precision;struct s_fixedpt ntp_rtdelay;struct s_fixedpt ntp_rtdispersion;uint32_t ntp_refid;struct l_fixedpt ntp_refts;struct l_fixedpt ntp_orits;struct l_fixedpt ntp_recvts;struct l_fixedpt ntp_transts;};class NtpClient {public:NtpClient();virtual ~NtpClient();void GetNtpTime(std::string &ntpTime);in_addr_t HostTransfer(const char host);int PaddingNtpPackage(void buf, size_t size);double GetOffset(const struct ntphdr ntp, const struct timeval recvtv);private:int m_sockfd;};endif / NTP_CLIENT_H / NtpClient.cpp //// Created by lwang on 2023-03-18.//include "NtpClient.h"NtpClient::NtpClient() { }NtpClient::~NtpClient() {}in_addr_t NtpClient::HostTransfer(const char host){in_addr_t saddr;struct hostent hostent;if ((saddr = inet_addr(host)) == INADDR_NONE){if ((hostent = gethostbyname(host)) == NULL){return INADDR_NONE;}memmove(&saddr, hostent->h_addr, hostent->h_length);}return saddr;}int NtpClient::PaddingNtpPackage(void buf, size_t size) // 构建并发送NTP请求报文{if (!size)return -1;struct ntphdr ntp;struct timeval tv;memset(buf, 0, BUFSIZE);ntp = (struct ntphdr )buf;ntp->ntp_li = NTP_LI;ntp->ntp_vn = NTP_VERSION_NUM;ntp->ntp_mode = NTP_MODE_CLIENT;ntp->ntp_stratum = NTP_STRATUM;ntp->ntp_poll = NTP_POLL;ntp->ntp_precision = NTP_PRECISION;gettimeofday(&tv, NULL); // 把目前的时间用tv 结构体返回ntp->ntp_transts.intpart = htonl(tv.tv_sec + JAN_1970);ntp->ntp_transts.fracpart = htonl(USEC2FRAC(tv.tv_usec));size = NTP_MIN_LEN;return 0;}double NtpClient::GetOffset(const struct ntphdr ntp, const struct timeval recvtv) // 偏移量{double t1, t2, t3, t4;t1 = NTP_LFIXED2DOUBLE(&ntp->ntp_orits);t2 = NTP_LFIXED2DOUBLE(&ntp->ntp_recvts);t3 = NTP_LFIXED2DOUBLE(&ntp->ntp_transts);t4 = recvtv->tv_sec + recvtv->tv_usec / 1000000.0;return ((t2 - t1) + (t3 - t4)) / 2;}void NtpClient::GetNtpTime(std::string &ntpTime){char buffer[64] = {0};char cmd[128] = {0};tm local;char buf[BUFSIZE];size_t nbytes;int maxfd1;struct sockaddr_in servaddr;fd_set readfds;struct timeval timeout, recvtv, tv;double offset;servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(NTP_SERVER_PORT);servaddr.sin_addr.s_addr = HostTransfer(NTP_SERVER_ADDR);if ((m_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0){perror("socket error");return ;}if (connect(m_sockfd, (struct sockaddr )&servaddr, sizeof(struct sockaddr)) != 0){perror("connect error");return ;}nbytes = BUFSIZE;if (PaddingNtpPackage(buf, &nbytes) != 0){fprintf(stderr, "construct ntp request error \n");exit(-1);}send(m_sockfd, buf, nbytes, 0);FD_ZERO(&readfds);FD_SET(m_sockfd, &readfds);maxfd1 = m_sockfd + 1;timeout.tv_sec = TIMEOUT;timeout.tv_usec = 0;if (select(maxfd1, &readfds, NULL, NULL, &timeout) > 0){if (FD_ISSET(m_sockfd, &readfds)){if ((nbytes = recv(m_sockfd, buf, BUFSIZE, 0)) < 0){perror("recv error");exit(-1);}// 计算C/S时间偏移量gettimeofday(&recvtv, NULL);offset = GetOffset((struct ntphdr )buf, &recvtv);gettimeofday(&tv, NULL);tv.tv_sec += (int)offset;tv.tv_usec += offset - (int)offset;local = localtime((time_t )&tv.tv_sec);strftime(buffer, 64, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", local);ntpTime = std::string(buffer);} }return ;} main.cpp include "NtpClient.h"int main(){std::string ntpTime = "";char curBuf[64] = {0};struct timeval cur;tm local;NtpClient client;client.GetNtpTime(ntpTime);cout << "ntpTime: " << ntpTime << endl;gettimeofday(&cur, NULL);local = localtime((time_t )&cur.tv_sec);strftime(curBuf, 64, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", local);std::string curTime = std::string(curBuf);cout << "curTime: " << curTime << endl;if (curTime != ntpTime){cout << "start time calibrate!" << endl;std::string cmd = "sudo date -s \"" + ntpTime + "\"";system(cmd.c_str());cout << "cmd: " << cmd << endl;}else{cout << "time seem" << endl;}return 0;} 推荐一个零声学院免费教程,个人觉得老师讲得不错, 分享给大家:[Linux,Nginx,ZeroMQ,MySQL,Redis, fastdfs,MongoDB,ZK,流媒体,CDN,P2P,K8S,Docker, TCP/IP,协程,DPDK等技术内容,点击立即学习: 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_46935110/article/details/129683157。 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。
2023-03-01 12:56:47
112
转载
转载文章
...发现大部分人以及官网教程采用的都是自己拍摄照片再进行网络训练,存在的缺陷就是数据集较小不全面、操作繁琐。个人认为如果是对标准的数字进行识别,自己手动拍取照片进行识别足够了。但想要应用于更广泛的情况,应该寻找更大的数据集,所以我找到了国外手写数字的数据集MNIST。建议四个文件都下载 数据链接:MINIST数据集 2.对数据进行调整 2.1 将ubyte格式转为jpg格式 代码参考链接:python将ubyte格式的MNIST数据集转成jpg图片格式并保存 import numpy as npimport cv2import osimport structdef trans(image, label, save):image位置,label位置和转换后的数据保存位置if 'train' in os.path.basename(image):prefix = 'train'else:prefix = 'test'labelIndex = 0imageIndex = 0i = 0lbdata = open(label, 'rb').read()magic, nums = struct.unpack_from(">II", lbdata, labelIndex)labelIndex += struct.calcsize('>II')imgdata = open(image, "rb").read()magic, nums, numRows, numColumns = struct.unpack_from('>IIII', imgdata, imageIndex)imageIndex += struct.calcsize('>IIII')for i in range(nums):label = struct.unpack_from('>B', lbdata, labelIndex)[0]labelIndex += struct.calcsize('>B')im = struct.unpack_from('>784B', imgdata, imageIndex)imageIndex += struct.calcsize('>784B')im = np.array(im, dtype='uint8')img = im.reshape(28, 28)save_name = os.path.join(save, '{}_{}_{}.jpg'.format(prefix, i, label))cv2.imwrite(save_name, img)if __name__ == '__main__':需要更改的文件路径!!!!!!此处是原始数据集位置train_images = 'C:/Users/ASUS/Desktop/train-images.idx3.ubyte'train_labels = 'C:/Users/ASUS/Desktop/train-labels.idx1.ubyte'test_images ='C:/Users/ASUS/Desktop/t10k-images.idx3.ubyte'test_labels = 'C:/Users/ASUS/Desktop/t10k-labels.idx1.ubyte'此处是我们将转化后的数据集保存的位置save_train ='C:/Users/ASUS/Desktop/MNIST/train_images/'save_test ='C:/Users/ASUS/Desktop/MNIST/test_images/'if not os.path.exists(save_train):os.makedirs(save_train)if not os.path.exists(save_test):os.makedirs(save_test)trans(test_images, test_labels, save_test)trans(train_images, train_labels, save_train) 2.2 将图片按照标签分类到具体文件夹 文章参考链接:python实现根据文件名自动分类转移至不同的文件夹 注意:为了适合这个数据集和我的win11系统对代码进行了一点调整,由于数据很多如果只需要部分数据一定要将那些数据单独放在一个文件夹。 导入库import osimport shutil 当前文件夹所在的路径,使用时需要进行修改current_path = 'C:/Users/ASUS/Desktop/MNIST/test'print('当前文件夹为:' + current_path) 读取该路径下的文件filename_list = os.listdir(current_path) 建立文件夹并且进行转移 假设原图片名称 test_001_2.jpgfor filename in filename_list:name1, name2, name3 = filename.split('_') name1 = test name2 = 001 name3 = 2.jpgname4, name5 = name3.split('.') name4 = 2 name5 = jpgif name5 == 'jpg' or name5 == 'png':try:os.mkdir(current_path+'/'+name4)print('成功建立文件夹:'+name4)except:passtry:shutil.move(current_path+'/'+filename, current_path+'/'+name4[:])print(filename+'转移成功!')except Exception as e:print('文件 %s 转移失败' % filename)print('转移错误原因:' + e)print('整理完毕!') 2.3 数据存在的缺陷 数据集内的图片数量很多,由于后面介绍的云端训练的限制,只能采用部分数据(本人采用的是1000张,大家可以自行增减数目)。 数据集为国外的数据集,很多数字写的跟我们不一样。如果想要更好的适用于我们国内的场景,可以对数据集进行手动的筛选。下面是他们写的数字2: 可以看出跟我们的不一样,不过数据集中仍然存在跟常规书写的一样的,我们需要进行人为的筛选。 2.4 优化建议(核心) 分析发现,部分数字精度不高的原因主要是国外手写很随意,我们可以通过调整网络参数(如下)、人为筛选数据(如上)、增大数据集等方式进行优化。 二、模型训练 主要参考文章:通过云端自动生成openmv的神经网络模型,进行目标检测 !!!唯一不同的点是我图像参数设置的是灰度而不是上述文章的RGB。 下面是我模型训练时的参数设置(仅供参考): 通过混淆矩阵可以看出,主要的错误在于数字2、6、8。我们可以通过查看识别错误的数字来分析可能的原因。 三、项目实现 !!!我们需要先将上述步骤中导出文件中的所有内容复制粘贴带OpenMV中自带的U盘中。然后将其中的.py文件名称改为main 1. 代码实现 本人修改后的完整代码展示如下,使用的是OpenMV IDE(官网下载): 数字识别后控制直流电机转速from pyb import Pin, Timerimport sensor, image, time, os, tf, math, random, lcd, uos, gc 根据识别的数字输出不同占比的PWM波def run(number):if inverse == True:ain1.low()ain2.high()else:ain1.high()ain2.low()ch1.pulse_width_percent(abs(number10)) 具体参数调整自行搜索sensor.reset() 初始化感光元件sensor.set_pixformat(sensor.GRAYSCALE) set_pixformat : 设置像素模式(GRAYSCALSE : 灰色; RGB565 : 彩色)sensor.set_framesize(sensor.QQVGA2) set_framesize : 设置处理图像的大小sensor.set_windowing((128, 160)) set_windowing : 设置提取区域大小sensor.skip_frames(time = 2000) skip_frames :跳过2000ms再读取图像lcd.init() 初始化lcd屏幕。inverse = False True : 电机反转 False : 电机正转ain1 = Pin('P1', Pin.OUT_PP) 引脚P1作为输出ain2 = Pin('P4', Pin.OUT_PP) 引脚P4作为输出ain1.low() P1初始化低电平ain2.low() P4初始化低电平tim = Timer(2, freq = 1000) 采用定时器2,频率为1000Hzch1 = tim.channel(4, Timer.PWM, pin = Pin('P5'), pulse_width_percent = 100) 输出通道1 配置PWM模式下的定时器(高电平有效) 端口为P5 初始占空比为100%clock = time.clock() 设置一个时钟用于追踪FPS 加载模型try:net = tf.load("trained.tflite", load_to_fb=uos.stat('trained.tflite')[6] > (gc.mem_free() - (641024)))except Exception as e:print(e)raise Exception('Failed to load "trained.tflite", did you copy the .tflite and labels.txt file onto the mass-storage device? (' + str(e) + ')') 加载标签try:labels = [line.rstrip('\n') for line in open("labels.txt")]except Exception as e:raise Exception('Failed to load "labels.txt", did you copy the .tflite and labels.txt file onto the mass-storage device? (' + str(e) + ')') 不断的进行运行while(True):clock.tick() 更新时钟img = sensor.snapshot().binary([(0,64)]) 抓取一张图像以灰度图显示lcd.display(img) 拍照并显示图像for obj in net.classify(img, min_scale=1.0, scale_mul=0.8, x_overlap=0.5, y_overlap=0.5): 初始化最大值和标签max_num = -1max_index = -1print("\nPredictions at [x=%d,y=%d,w=%d,h=%d]" % obj.rect())img.draw_rectangle(obj.rect()) 预测值和标签写成一个列表predictions_list = list(zip(labels, obj.output())) 输出各个标签的预测值,找到最大值进行输出for i in range(len(predictions_list)):print('%s 的概率为: %f' % (predictions_list[i][0], predictions_list[i][1]))if predictions_list[i][1] > max_num:max_num = predictions_list[i][1]max_index = int(predictions_list[i][0])run(max_index)print('该数字预测为:%d' % max_index)print('FPS为:', clock.fps())print('PWM波占空比为: %d%%' % (max_index10)) 2. 采用器件 使用的器件为OpenMV4 H7 Plus和L298N以及常用的直流电机。关键是找到器件的引脚图,再进行简单的连线即可。 参考文章:【L298N驱动模块学习笔记】–openmv驱动 参考文章:【openmv】原理图 引脚图 2. 注意事项 上述代码中我用到了lcd屏幕,主要是为了方便离机操作。使用过程中,OpenMV的lcd初始化时会重置端口,所有我们在输出PWM波的时候一定不要发生引脚冲突。我们可以在OpenMV官网查看lcd用到的端口: 可以看到上述用到的是P0、P2、P3、P6、P7和P8。所有我们输出PWM波时要避开这些端口。下面是OpenMV的PWM资源: 总结 本人第一次自己做东西也是第一次使用python,所以代码和项目写的都很粗糙,只是简单的识别数字控制直流电机。我也是四处借鉴修改后写下的大小,这篇文章主要是为了给那些像我一样的小白们提供一点帮助,减少大家查找资料的时间。模型的缺陷以及改进方法上述中已经说明,如果我有写错或者大家有更好的方法欢迎大家告诉我,大家一起进步! 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_57100435/article/details/130740351。 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。
2024-01-10 08:44:41
282
转载
转载文章
...容。 中小企业MIS系统的管理基本上由两大部份组成,一是前台的可视化操作,二是后台的数据库管理。网管对前台的管理和维护工作包括保障网络链路通畅、处理MIS终端的突发事件以及对操作员的管理、培训等,这是网管们日常做得最多、最辛苦的功课;然而MIS系统架构中同等重要的针对数据库的管理、维护和优化工作,现实中似乎并没有得到网管朋友的足够重视,看起来这都是程序员的事,事实上,一个网管如果能在MIS设计期间就数据表的规范化、表索引优化、容量设计、事务处理等诸多方面与程序员进行卓有成效的沟通和协作,那么日常的前台管理工作将会变得大为轻松,因为在某种意义上,数据库管理系统就相当于操作系统,在系统中占有同样重要的位置。 这正是SQL SERVER等数据库管理系统和dBASEX、ACCESS等数据库文件系统的本质区别,所以,对数据库管理系统操作能力的强弱在某种程度上也折射出了网管的水平——个人认为,称得上优秀的Admin,至少应该是一个称职的DBA(数据库管理员)。 下面以SQL SERVER(下称 SQLS)为例,将数据库管理中难于理解的“索引原理”问题给各位朋友作一个深入浅出的介绍。其他的数据库管理系统如Oracle、Sybase等,朋友们可以融会贯通,举一反三。 一、数据表的基本结构 建立数据库的目的是管理大量数据,而建立索引的目的就是提高数据检索效率,改善数据库工作性能,提高数据访问速度。对于索引,我们要知其然,更要知其所以然,关键在于认识索引的工作原理,才能更好的管理索引。 为认识索引工作原理,首先有必要对数据表的基本结构作一次全面的复习。 SQLS当一个新表被创建之时,系统将在磁盘中分配一段以8K为单位的连续空间,当字段的值从内存写入磁盘时,就在这一既定空间随机保存,当一个8K用完的时候,SQLS指针会自动分配一个8K的空间。这里,每个8K空间被称为一个数据页(Page),又名页面或数据页面,并分配从0-7的页号,每个文件的第0页记录引导信息,叫文件头(File header);每8个数据页(64K)的组合形成扩展区(Extent),称为扩展。全部数据页的组合形成堆(Heap)。 SQLS规定行不能跨越数据页,所以,每行记录的最大数据量只能为8K。这就是char和varchar这两种字符串类型容量要限制在8K以内的原因,存储超过8K的数据应使用text类型,实际上,text类型的字段值不能直接录入和保存,它只是存储一个指针,指向由若干8K的文本数据页所组成的扩展区,真正的数据正是放在这些数据页中。 页面有空间页面和数据页面之分。 当一个扩展区的8个数据页中既包含了空间页面又包括了数据或索引页面时,称为混合扩展(Mixed Extent),每张表都以混合扩展开始;反之,称为一致扩展(Uniform Extent),专门保存数据及索引信息。 表被创建之时,SQLS在混合扩展中为其分配至少一个数据页面,随着数据量的增长,SQLS可即时在混合扩展中分配出7个页面,当数据超过8个页面时,则从一致扩展中分配数据页面。 空间页面专门负责数据空间的分配和管理,包括:PFS页面(Page free space):记录一个页面是否已分配、位于混合扩展还是一致扩展以及页面上还有多少可用空间等信息;GAM页面(Global allocation map)和SGAM页面(Secodary global allocation map):用来记录空闲的扩展或含有空闲页面的混合扩展的位置。SQLS综合利用这三种类型的页面文件在必要时为数据表创建新空间; 数据页或索引页则专门保存数据及索引信息,SQLS使用4种类型的数据页面来管理表或索引:它们是IAM页、数据页、文本/图像页和索引页。 在WINDOWS中,我们对文件执行的每一步操作,在磁盘上的物理位置只有系统(system)才知道;SQL SERVER沿袭了这种工作方式,在插入数据的过程中,不但每个字段值在数据页面中的保存位置是随机的,而且每个数据页面在“堆”中的排列位置也只有系统(system)才知道。 这是为什么呢?众所周知,OS之所以能管理DISK,是因为在系统启动时首先加载了文件分配表:FAT(File Allocation Table),正是由它管理文件系统并记录对文件的一切操作,系统才得以正常运行;同理,作为管理系统级的SQL SERVER,也有这样一张类似FAT的表存在,它就是索引分布映像页:IAM(Index Allocation Map)。 IAM的存在,使SQLS对数据表的物理管理有了可能。 IAM页从混合扩展中分配,记录了8个初始页面的位置和该扩展区的位置,每个IAM页面能管理512,000个数据页面,如果数据量太大,SQLS也可以增加更多的IAM页,可以位于文件的任何位置。第一个IAM页被称为FirstIAM,其中记录了以后的IAM页的位置。 数据页和文本/图像页互反,前者保存非文本/图像类型的数据,因为它们都不超过8K的容量,后者则只保存超过8K容量的文本或图像类型数据。而索引页顾名思义,保存的是与索引结构相关的数据信息。了解页面的问题有助我们下一步准确理解SQLS维护索引的方式,如页拆分、填充因子等。 二、索引的基本概念 索引是一种特殊类型的数据库对象,它与表有着密切的联系。 索引是为检索而存在的。如一些书籍的末尾就专门附有索引,指明了某个关键字在正文中的出现的页码位置,方便我们查找,但大多数的书籍只有目录,目录不是索引,只是书中内容的排序,并不提供真正的检索功能。可见建立索引要单独占用空间;索引也并不是必须要建立的,它们只是为更好、更快的检索和定位关键字而存在。 再进一步说,我们要在图书馆中查阅图书,该怎么办呢?图书馆的前台有很多叫做索引卡片柜的小柜子,里面分了若干的类别供我们检索图书,比如你可以用书名的笔画顺序或者拼音顺序作为查找的依据,你还可以从作者名的笔画顺序或拼音顺序去查询想要的图书,反正有许多检索方式,但有一点很明白,书库中的书并没有按照这些卡片柜中的顺序排列——虽然理论上可以这样做,事实上,所有图书的脊背上都人工的粘贴了一个特定的编号①,它们是以这个顺序在排列。索引卡片中并没有指明这本书摆放在书库中的第几个书架的第几本,仅仅指明了这个特定的编号。管理员则根据这一编号将请求的图书返回到读者手中。这是很形象的例子,以下的讲解将会反复用到它。 SQLS在安装完成之后,安装程序会自动创建master、model、tempdb等几个特殊的系统数据库,其中master是SQLS的主数据库,用于保存和管理其它系统数据库、用户数据库以及SQLS的系统信息,它在SQLS中的地位与WINDOWS下的注册表相当。 master中有一个名为sysindexes的系统表,专门管理索引。SQLS查询数据表的操作都必须用到它,毫无疑义,它是本文主角之一。 查看一张表的索引属性,可以在查询分析器中使用以下命令:select from sysindexes where id=object_id(‘tablename’) ;而要查看表的索引所占空间的大小,可以使用系统存储过程命令:sp_spaceused tablename,其中参数tablename为被索引的表名。 三、平衡树 如果你通过书后的索引知道了一个关键字所在的页码,你有可能通过随机的翻寻,最终到达正确的页码。但更科学更快捷的方法是:首先把书翻到大概二分之一的位置,如果要找的页码比该页的页码小,就把书向前翻到四分之一处,否则,就把书向后翻到四分之三的地方,依此类推,把书页续分成更小的部分,直至正确的页码。这叫“两分法”,微软在官方教程MOC里另有一种说法:叫B树(B-Tree,Balance Tree),即平衡树。 一个表索引由若干页面组成,这些页面构成了一个树形结构。B树由“根”(root)开始,称为根级节点,它通过指向另外两个页,把一个表的记录从逻辑上分成两个部分:“枝”—--非叶级节点(Non-Leaf Level);而非叶级节点又分别指向更小的部分:“叶”——叶级节点(Leaf Level)。根节点、非叶级节点和叶级节点都位于索引页中,统称为索引节点,属于索引页的范筹。这些“枝”、“叶”最终指向了具体的数据页(Page)。在根级节点和叶级节点之间的叶又叫数据中间页。 “根”(root)对应了sysindexes表的Root字段,其中记载了非叶级节点的物理位置(即指针);非叶级节点位于根节点和叶节点之间,记载了指向叶级节点的指针;而叶级节点则最终指向数据页。这就是“平衡树”。 四、聚集索引和非聚集索引 从形式上而言,索引分为聚集索引(Clustered Indexes)和非聚集索引(NonClustered Indexes)。 聚集索引相当于书籍脊背上那个特定的编号。如果对一张表建立了聚集索引,其索引页中就包含着建立索引的列的值(下称索引键值),那么表中的记录将按照该索引键值进行排序。比如,我们如果在“姓名”这一字段上建立了聚集索引,则表中的记录将按照姓名进行排列;如果建立了聚集索引的列是数值类型的,那么记录将按照该键值的数值大小来进行排列。 非聚集索引用于指定数据的逻辑顺序,也就是说,表中的数据并没有按照索引键值指定的顺序排列,而仍然按照插入记录时的顺序存放。其索引页中包含着索引键值和它所指向该行记录在数据页中的物理位置,叫做行定位符(RID:Row ID)。好似书后面的的索引表,索引表中的顺序与实际的页码顺序也是不一致的。而且一本书也许有多个索引。比如主题索引和作者索引。 SQL Server在默认的情况下建立的索引是非聚集索引,由于非聚集索引不对表中的数据进行重组,而只是存储索引键值并用一个指针指向数据所在的页面。一个表如果没有聚集索引时,理论上可以建立249个非聚集索引。每个非聚集索引提供访问数据的不同排序顺序。 五、数据是怎样被访问的 若能真正理解了以上索引的基础知识,那么再回头来看索引的工作原理就简单和轻松多了。 (一)SQLS怎样访问没有建立任何索引数据表: Heap译成汉语叫做“堆”,其本义暗含杂乱无章、无序的意思,前面提到数据值被写进数据页时,由于每一行记录之间并没地有特定的排列顺序,所以行与行的顺序就是随机无序的,当然表中的数据页也就是无序的了,而表中所有数据页就形成了“堆”,可以说,一张没有索引的数据表,就像一个只有书柜而没有索引卡片柜的图书馆,书库里面塞满了一堆乱七八糟的图书。当读者对管理员提交查询请求后,管理员就一头钻进书库,对照查找内容从头开始一架一柜的逐本查找,运气好的话,在第一个书架的第一本书就找到了,运气不好的话,要到最后一个书架的最后一本书才找到。 SQLS在接到查询请求的时候,首先会分析sysindexes表中一个叫做索引标志符(INDID: Index ID)的字段的值,如果该值为0,表示这是一张数据表而不是索引表,SQLS就会使用sysindexes表的另一个字段——也就是在前面提到过的FirstIAM值中找到该表的IAM页链——也就是所有数据页集合。 这就是对一个没有建立索引的数据表进行数据查找的方式,是不是很没效率?对于没有索引的表,对于一“堆”这样的记录,SQLS也只能这样做,而且更没劲的是,即使在第一行就找到了被查询的记录,SQLS仍然要从头到尾的将表扫描一次。这种查询称为“遍历”,又叫“表扫描”。 可见没有建立索引的数据表照样可以运行,不过这种方法对于小规模的表来说没有什么太大的问题,但要查询海量的数据效率就太低了。 (二)SQLS怎样访问建立了非聚集索引的数据表: 如前所述,非聚集索引可以建多个,具有B树结构,其叶级节点不包含数据页,只包含索引行。假定一个表中只有非聚集索引,则每个索引行包含了非聚集索引键值以及行定位符(ROW ID,RID),他们指向具有该键值的数据行。每一个RID由文件ID、页编号和在页中行的编号组成。 当INDID的值在2-250之间时,意味着表中存在非聚集索引页。此时,SQLS调用ROOT字段的值指向非聚集索引B树的ROOT,在其中查找与被查询最相近的值,根据这个值找到在非叶级节点中的页号,然后顺藤摸瓜,在叶级节点相应的页面中找到该值的RID,最后根据这个RID在Heap中定位所在的页和行并返回到查询端。 例如:假定在Lastname上建立了非聚集索引,则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时,查询过程是:①SQLS查询INDID值为2;②立即从根出发,在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”,并查到其位于叶级页面的第61页;③仅在叶级页面的第61页的Martin下搜寻Ota的RID,其RID显示为N∶706∶4,表示Lastname字段中名为Ota的记录位于堆的第707页的第4行,N表示文件的ID值,与数据无关;④根据上述信息,SQLS立马在堆的第 707页第4行将该记录“揪”出来并显示于前台(客户端)。视表的数据量大小,整个查询过程费时从百分之几毫秒到数毫秒不等。 在谈到索引基本概念的时候,我们就提到了这种方式: 图书馆的前台有很多索引卡片柜,里面分了若干的类别,诸如按照书名笔画或拼音顺序、作者笔画或拼音顺序等等,但不同之处有二:① 索引卡片上记录了每本书摆放的具体位置——位于某柜某架的第几本——而不是“特殊编号”;② 书脊上并没有那个“特殊编号”。管理员在索引柜中查到所需图书的具体位置(RID)后,根据RID直接在书库中的具体位置将书提出来。 显然,这种查询方式效率很高,但资源占用极大,因为书库中书的位置随时在发生变化,必然要求管理员花费额外的精力和时间随时做好索引更新。 (三)SQLS怎样访问建立了聚集索引的数据表: 在聚集索引中,数据所在的数据页是叶级,索引数据所在的索引页是非叶级。 查询原理和上述对非聚集索引的查询相似,但由于记录是按照聚集索引中索引键值进行排序,换句话说,聚集索引的索引键值也就是具体的数据页。 这就好比书库中的书就是按照书名的拼音在排序,而且也只按照这一种排序方式建立相应的索引卡片,于是查询起来要比上述只建立非聚集索引的方式要简单得多。仍以上面的查询为例: 假定在Lastname字段上建立了聚集索引,则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时,查询过程是:①SQLS查询INDID值为1,这是在系统中只建立了聚集索引的标志;②立即从根出发,在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”,并查到其位于叶级页面的第120页;③在位于叶级页面第120页的Martin下搜寻到Ota条目,而这一条目已是数据记录本身;④将该记录返回客户端。 这一次的效率比第二种方法更高,以致于看起来更美,然而它最大的优点也恰好是它最大的缺点——由于同一张表中同时只能按照一种顺序排列,所以在任何一种数据表中的聚集索引只能建立一个;并且建立聚集索引需要至少相当于源表120%的附加空间,以存放源表的副本和索引中间页! 难道鱼和熊掌就不能兼顾了吗?办法是有的。 (四)SQLS怎样访问既有聚集索引、又有非聚集索引的数据表: 如果我们在建立非聚集索引之前先建立了聚集索引的话,那么非聚集索引就可以使用聚集索引的关键字进行检索,就像在图书馆中,前台卡片柜中的可以有不同类别的图书索引卡,然而每张卡片上都载明了那个特殊编号——并不是书籍存放的具体位置。这样在最大程度上既照顾了数据检索的快捷性,又使索引的日常维护变得更加可行,这是最为科学的检索方法。 也就是说,在只建立了非聚集索引的情况下,每个叶级节点指明了记录的行定位符(RID);而在既有聚集索引又有非聚集索引的情况下,每个叶级节点所指向的是该聚集索引的索引键值,即数据记录本身。 假设聚集索引建立在Lastname上,而非聚集索引建立在Firstname上,当执行Select From Member Where Firstname=’Mike’时,查询过程是:①SQLS查询INDID值为2;②立即从根出发,在Firstname的非聚集索引的非叶级节点中定位最接近Mike的值“Jose”条目;③从Jose条目下的叶级页面中查到Mike逻辑位置——不是RID而是聚集索引的指针;④根据这一指针所指示位置,直接进入位于Lastname的聚集索引中的叶级页面中到达Mike数据记录本身;⑤将该记录返回客户端。 这就完全和我们在“索引的基本概念”中讲到的现实场景完全一样了,当数据发生更新的时候,SQLS只负责对聚集索引的健值驾以维护,而不必考虑非聚集索引,只要我们在ID类的字段上建立聚集索引,而在其它经常需要查询的字段上建立非聚集索引,通过这种科学的、有针对性的在一张表上分别建立聚集索引和非聚集索引的方法,我们既享受了索引带来的灵活与快捷,又相对规避了维护索引所导致的大量的额外资源消耗。 六、索引的优点和不足 索引有一些先天不足:1:建立索引,系统要占用大约为表的1.2倍的硬盘和内存空间来保存索引。2:更新数据的时候,系统必须要有额外的时间来同时对索引进行更新,以维持数据和索引的一致性——这就如同图书馆要有专门的位置来摆放索引柜,并且每当库存图书发生变化时都需要有人将索引卡片重整以保持索引与库存的一致。 当然建立索引的优点也是显而易见的:在海量数据的情况下,如果合理的建立了索引,则会大大加强SQLS执行查询、对结果进行排序、分组的操作效率。 实践表明,不恰当的索引不但于事无补,反而会降低系统性能。因为大量的索引在进行插入、修改和删除操作时比没有索引花费更多的系统时间。比如在如下字段建立索引应该是不恰当的:1、很少或从不引用的字段;2、逻辑型的字段,如男或女(是或否)等。 综上所述,提高查询效率是以消耗一定的系统资源为代价的,索引不能盲目的建立,必须要有统筹的规划,一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡,有得必有失,此消则彼长。这是考验一个DBA是否优秀的很重要的指标。 至此,我们一直在说SQLS在维护索引时要消耗系统资源,那么SQLS维护索引时究竟消耗了什么资源?会产生哪些问题?究竟应该才能优化字段的索引? 在上篇中,我们就索引的基本概念和数据查询原理作了详细阐述,知道了建立索引时一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡,有得必有失,此消则彼长。那么,SQLS维护索引时究竟怎样消耗资源?应该从哪些方面对索引进行管理与优化?以下就从七个方面来回答这些问题。 一、页分裂 微软MOC教导我们:当一个数据页达到了8K容量,如果此时发生插入或更新数据的操作,将导致页的分裂(又名页拆分): 1、有聚集索引的情况下:聚集索引将被插入和更新的行指向特定的页,该页由聚集索引关键字决定; 2、只有堆的情况下:只要有空间就可以插入新的行,但是如果我们对行数据的更新需要更多的空间,以致大于了当前页的可用空间,行就被移到新的页中,并且在原位置留下一个转发指针,指向被移动的新行,如果具有转发指针的行又被移动了,那么原来的指针将重新指向新的位置; 3、如果堆中有非聚集索引,那么尽管插入和更新操作在堆中不会发生页分裂,但是在非聚集索引上仍然产生页分裂。 无论有无索引,大约一半的数据将保留在老页面,而另一半将放入新页面,并且新页面可能被分配到任何可用的页。所以,频繁页分裂,后果很严重,将使物理表产生大量数据碎片,导致直接造成I/O效率的急剧下降,最后,停止SQLS的运行并重建索引将是我们的唯一选择! 二、填充因子 然而在“混沌之初”,就可以在一定程度上避免不愉快出现:在创建索引时,可以为这个索引指定一个填充因子,以便在索引的每个叶级页面上保留一定百分比的空间,将来数据可以进行扩充和减少页分裂。填充因子是从0到100的百分比数值,设为100时表示将数据页填满。只有当不会对数据进行更改时(例如只读表中)才用此设置。值越小则数据页上的空闲空间越大,这样可以减少在索引增长过程中进行页分裂的需要,但这一操作需要占用更多的硬盘空间。 填充因子只在创建索引时执行,索引创建以后,当表中进行数据的添加、删除或更新时,是不会保持填充因子的,如果想在数据页上保持额外的空间,则有悖于使用填充因子的本意,因为随着数据的输入,SQLS必须在每个页上进行页拆分,以保持填充因子指定的空闲空间。因此,只有在表中的数据进行了较大的变动,才可以填充数据页的空闲空间。这时,可以从容的重建索引,重新指定填充因子,重新分布数据。 反之,填充因子指定不当,就会降低数据库的读取性能,其降低量与填充因子设置值成反比。例如,当填充因子的值为50时,数据库的读取性能会降低两倍!所以,只有在表中根据现有数据创建新索引,并且可以预见将来会对这些数据进行哪些更改时,设置填充因子才有意义。 三、两道数学题 假定数据库设计没有问题,那么是否象上篇中分析的那样,当你建立了众多的索引,在查询工作中SQLS就只能按照“最高指示”用索引处理每一个提交的查询呢?答案是否定的! 上篇“数据是怎样被访问的”章节中提到的四种索引方案只是一种静态的、标准的和理论上的分析比较,实际上,将在外,军令有所不从,SQLS几乎完全是“自主”的决定是否使用索引或使用哪一个索引! 这是怎么回事呢? 让我们先来算一道题:如果某表的一条记录在磁盘上占用1000字节(1K)的话,我们对其中10字节的一个字段建立索引,那么该记录对应的索引大小只有10字节(0.01K)。上篇说过,SQLS的最小空间分配单元是“页(Page)”,一个页面在磁盘上占用8K空间,所以一页只能存储8条“记录”,但可以存储800条“索引”。现在我们要从一个有8000条记录的表中检索符合某个条件的记录(有Where子句),如果没有索引的话,我们需要遍历8000条×1000字节/8K字节=1000个页面才能够找到结果。如果在检索字段上有上述索引的话,那么我们可以在8000条×10字节/8K字节=10个页面中就检索到满足条件的索引块,然后根据索引块上的指针逐一找到结果数据块,这样I/O访问量肯定要少得多。 然而有时用索引还不如不用索引快! 同上,如果要无条件检索全部记录(不用Where子句),不用索引的话,需要访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面;而使用索引的话,首先检索索引,访问8000条×10字节/8K字节=10个页面得到索引检索结果,再根据索引检索结果去对应数据页面,由于是检索全部数据,所以需要再访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面将全部数据读取出来,一共访问了1010个页面,这显然不如不用索引快。 SQLS内部有一套完整的数据索引优化技术,在上述情况下,SQLS会自动使用表扫描的方式检索数据而不会使用任何索引。那么SQLS是怎么知道什么时候用索引,什么时候不用索引的呢?因为SQLS除了维护数据信息外,还维护着数据统计信息! 四、统计信息 打开企业管理器,单击“Database”节点,右击Northwind数据库→单击“属性”→选择“Options”选项卡,观察“Settings”下的各项复选项,你发现了什么? 从Settings中我们可以看到,在数据库中,SQLS将默认的自动创建和更新统计信息,这些统计信息包括数据密度和分布信息,正是它们帮助SQLS确定最佳的查询策略:建立查询计划和是否使用索引以及使用什么样的索引。 在创建索引时,SQLS会创建分布数据页来存放有关索引的两种统计信息:分布表和密度表。查询优化器使用这些统计信息估算使用该索引进行查询的成本(Cost),并在此基础上判断该索引对某个特定查询是否有用。 随着表中的数据发生变化,SQLS自动定期更新这些统计信息。采样是在各个数据页上随机进行。从磁盘读取一个数据页后,该数据页上的所有行都被用来更新统计信息。统计信息更新的频率取决于字段或索引中的数据量以及数据更改量。比如,对于有一万条记录的表,当1000个索引键值发生改变时,该表的统计信息便可能需要更新,因为1000 个值在该表中占了10%,这是一个很大的比例。而对于有1千万条记录的表来说,1000个索引值发生更改的意义则可以忽略不计,因此统计信息就不会自动更新。 至于它们帮助SQLS建立查询计划的具体过程,限于篇幅,这里就省略了,请有兴趣的朋友们自己研究。 顺便多说一句,SQLS除了能自动记录统计信息之外,还可以记录服务器中所发生的其它活动的详细信息,包括I/O 统计信息、CPU 统计信息、锁定请求、T-SQL 和 RPC 统计信息、索引和表扫描、警告和引发的错误、数据库对象的创建/除去、连接/断开、存储过程操作、游标操作等等。这些信息的读取、设置请朋友们在SQLS联机帮助文档(SQL Server Books Online)中搜索字符串“Profiler”查找。 五、索引的人工维护 上面讲到,某些不合适的索引将影响到SQLS的性能,随着应用系统的运行,数据不断地发生变化,当数据变化达到某一个程度时将会影响到索引的使用。这时需要用户自己来维护索引。 随着数据行的插入、删除和数据页的分裂,有些索引页可能只包含几页数据,另外应用在执行大量I/O的时候,重建非聚聚集索引可以维护I/O的效率。重建索引实质上是重新组织B树。需要重建索引的情况有: 1) 数据和使用模式大幅度变化; 2)排序的顺序发生改变; 3)要进行大量插入操作或已经完成; 4)使用I/O查询的磁盘读次数比预料的要多; 5)由于大量数据修改,使得数据页和索引页没有充分使用而导致空间的使用超出估算; 6)dbcc检查出索引有问题。 六、索引的使用原则 接近尾声的时候,让我们再从另一个角度认识索引的两个重要属性----唯一性索引和复合性索引。 在设计表的时候,可以对字段值进行某些限制,比如可以对字段进行主键约束或唯一性约束。 主键约束是指定某个或多个字段不允许重复,用于防止表中出现两条完全相同的记录,这样的字段称为主键,每张表都可以建立并且只能建立一个主键,构成主键的字段不允许空值。例如职员表中“身份证号”字段或成绩表中“学号、课程编号”字段组合。 而唯一性约束与主键约束类似,区别只在于构成唯一性约束的字段允许出现空值。 建立在主键约束和唯一性约束上的索引,由于其字段值具有唯一性,于是我们将这种索引叫做“唯一性索引”,如果这个唯一性索引是由两个以上字段的组合建立的,那么它又叫“复合性索引”。 注意,唯一索引不是聚集索引,如果对一个字段建立了唯一索引,你仅仅不能向这个字段输入重复的值。并不妨碍你可以对其它类型的字段也建立一个唯一性索引,它们可以是聚集的,也可以是非聚集的。 唯一性索引保证在索引列中的全部数据是唯一的,不会包含冗余数据。如果表中已经有一个主键约束或者唯一性约束,那么当创建表或者修改表时,SQLS自动创建一个唯一性索引。但出于必须保证唯一性,那么应该创建主键约束或者唯一性键约束,而不是创建一个唯一性索引。当创建唯一性索引时,应该认真考虑这些规则:当在表中创建主键约束或者唯一性键约束时, SQLS钭自动创建一个唯一性索引;如果表中已经包含有数据,那么当创建索引时,SQLS检查表中已有数据的冗余性,如果发现冗余值,那么SQLS就取消该语句的执行,并且返回一个错误消息,确保表中的每一行数据都有一个唯一值。 复合索引就是一个索引创建在两个列或者多个列上。在搜索时,当两个或者多个列作为一个关键值时,最好在这些列上创建复合索引。当创建复合索引时,应该考虑这些规则:最多可以把16个列合并成一个单独的复合索引,构成复合索引的列的总长度不能超过900字节,也就是说复合列的长度不能太长;在复合索引中,所有的列必须来自同一个表中,不能跨表建立复合列;在复合索引中,列的排列顺序是非常重要的,原则上,应该首先定义最唯一的列,例如在(COL1,COL2)上的索引与在(COL2,COL1)上的索引是不相同的,因为两个索引的列的顺序不同;为了使查询优化器使用复合索引,查询语句中的WHERE子句必须参考复合索引中第一个列;当表中有多个关键列时,复合索引是非常有用的;使用复合索引可以提高查询性能,减少在一个表中所创建的索引数量。 综上所述,我们总结了如下索引使用原则: 1)逻辑主键使用唯一的成组索引,对系统键(作为存储过程)采用唯一的非成组索引,对任何外键列采用非成组索引。考虑数据库的空间有多大,表如何进行访问,还有这些访问是否主要用作读写。 2)不要索引memo/note 字段,不要索引大型字段(有很多字符),这样作会让索引占用太多的存储空间。 3)不要索引常用的小型表 4)一般不要为小型数据表设置过多的索引,假如它们经常有插入和删除操作就更别这样作了,SQLS对这些插入和删除操作提供的索引维护可能比扫描表空间消耗更多的时间。 七、大结局 查询是一个物理过程,表面上是SQLS在东跑西跑,其实真正大部分压马路的工作是由磁盘输入输出系统(I/O)完成,全表扫描需要从磁盘上读表的每一个数据页,如果有索引指向数据值,则I/O读几次磁盘就可以了。但是,在随时发生的增、删、改操作中,索引的存在会大大增加工作量,因此,合理的索引设计是建立在对各种查询的分析和预测上的,只有正确地使索引与程序结合起来,才能产生最佳的优化方案。 一般来说建立索引的思路是: (1)主键时常作为where子句的条件,应在表的主键列上建立聚聚集索引,尤其当经常用它作为连接的时候。 (2)有大量重复值且经常有范围查询和排序、分组发生的列,或者非常频繁地被访问的列,可考虑建立聚聚集索引。 (3)经常同时存取多列,且每列都含有重复值可考虑建立复合索引来覆盖一个或一组查询,并把查询引用最频繁的列作为前导列,如果可能尽量使关键查询形成覆盖查询。 (4)如果知道索引键的所有值都是唯一的,那么确保把索引定义成唯一索引。 (5)在一个经常做插入操作的表上建索引时,使用fillfactor(填充因子)来减少页分裂,同时提高并发度降低死锁的发生。如果在只读表上建索引,则可以把fillfactor置为100。 (6)在选择索引字段时,尽量选择那些小数据类型的字段作为索引键,以使每个索引页能够容纳尽可能多的索引键和指针,通过这种方式,可使一个查询必须遍历的索引页面降到最小。此外,尽可能地使用整数为键值,因为它能够提供比任何数据类型都快的访问速度。 SQLS是一个很复杂的系统,让索引以及查询背后的东西真相大白,可以帮助我们更为深刻的了解我们的系统。一句话,索引就象盐,少则无味多则咸。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_28052907/article/details/75194926。 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。
2023-04-30 23:10:07
97
转载
转载文章
...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
转载
转载文章
...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。
2023-02-12 23:04:05
327
转载
MySQL
...库性能优化,了解索引原理与实践策略至关重要。例如,选择合适的索引类型(B树、哈希、全文等),合理设计表结构以减少JOIN操作的复杂度,以及定期分析并优化执行计划,都是提升MySQL数据库性能的关键手段。 此外,随着数据安全问题日益凸显,MySQL的安全配置和权限管理同样值得深入研究。学习如何设置复杂的密码策略、实现用户访问审计、利用SSL加密传输数据,以及对备份与恢复策略进行定制化设计,是确保数据库系统稳定运行和数据安全的重要步骤。 综上所述,在掌握了MySQL数据库的基础创建操作后,持续关注MySQL最新动态,深入了解数据库性能调优和安全管理领域,将极大地助力您在实际项目中构建更加健壮、高效的数据库架构。
2023-08-12 18:53:34
138
码农
JQuery
...其在现有项目中的稳定运行。同时,社区中仍有大量的教程和插件资源可供学习和使用,为想要采用jQuery构建折叠菜单或其他交互效果的开发者提供了丰富的参考资料。 值得注意的是,无论选择哪种技术方案,理解DOM操作、CSS动画原理以及良好的编程习惯都是至关重要的。在实际项目中,应根据项目需求、团队技能及维护成本综合考虑技术选型,以期达到最佳的用户体验和开发效率。
2023-06-21 10:03:27
331
逻辑鬼才
Docker
... 用于创建和管理独立运行的容器实例,每个容器拥有自己独立的文件系统、网络配置以及进程空间,从而实现资源隔离和环境一致性。 端口映射 , 端口映射是计算机网络技术中的一个概念,在 Docker 中具体表现为将主机(物理机或虚拟机)上的某个端口与容器内部服务监听的端口进行关联绑定。通过端口映射,外部客户端可以通过访问主机的 IP 地址及指定端口号,间接访问到容器内运行的服务,实现了容器内外网络通信的桥梁作用。 docker run , docker run 是 Docker 容器生命周期管理中的一个重要命令,用于启动一个新的容器实例。该命令可以一次性完成拉取镜像、创建容器并启动容器等一系列操作。在本文中,docker run -p 参数组合被用来执行端口映射,即将主机端口与容器端口对应起来,使得外部可以直接访问主机IP和指定端口来连接到容器内部的服务。 NetworkSettings.Networks , 在 Docker 容器的 inspect 输出信息中,NetworkSettings.Networks 表示容器在网络配置方面的详细信息,包括容器加入的所有网络及其对应的网络接口设置。在本文中,通过 docker inspect 命令结合 --format 参数和特定模板语法查询容器的 IPAddress,获取的是当前容器在某一网络下的内部 IP 地址,这对于需要直接基于容器内部 IP 访问其服务的场景尤为关键。
2023-09-21 17:15:59
837
电脑达人
转载文章
...应Zabbix服务的运行需求。实际上,针对特定应用如Zabbix进行SELinux上下文和模块的定制化配置,可以在保持系统安全的同时确保服务正常运行。 近期(根据实际日期填写),Zabbix官方社区发布了一篇关于如何在启用SELinux环境下正确配置Zabbix的文章,详细阐述了如何编写自定义SELinux模块,为Zabbix服务创建适当的端口、文件和目录类型的标签,以及如何设置布尔值以允许Zabbix与必要的套接字进行交互。通过遵循这些指导步骤,用户可以在享受SELinux提供的强大安全保障的同时,避免因权限问题导致的服务启动失败。 此外,Linux内核开发者和安全专家也不断强调,不应轻易禁用SELinux,而是应深入了解并利用其规则来优化系统安全性。例如,在一篇由Red Hat发布的技术博客中,作者深入剖析了SELinux的工作原理,并给出了针对类似“Permission denied”错误的实战解决方案,其中包括如何查看和修改SELinux上下文,以及使用audit2allow工具生成自定义模块。 总之,面对Zabbix等应用程序与SELinux之间的兼容性问题,应当优先选择细化SELinux策略,而不是简单地禁用它。通过查阅最新的官方文档、社区讨论和技术博客,可以获取到实时有效的解决方案,帮助系统管理员更好地驾驭SELinux,确保系统的安全稳定运行。
2023-04-15 23:41:26
298
转载
MySQL
...ecure 表示初次设置数据库时不利用密码,--user=mysql 表示以 mysql 用户运行服务。 3. 接着,键入以下命令以开启 MySQL 服务: mysqld --console --console 表示以控制台模式开启服务,可以实时查看服务的运行情况。 4. 最后,在终端窗口中键入以下命令以进入 MySQL 命令行模式: mysql -u root -p -u root 表示利用 root 用户登录,-p 表示需要键入密码。默认不设置密码,可直接按回车键进入。 到此,已经成功开启了已有的 MySQL 目录,并通过命令行管理数据库。
2023-11-16 22:43:19
84
键盘勇士
站内搜索
用于搜索本网站内部文章,支持栏目切换。
知识学习
实践的时候请根据实际情况谨慎操作。
随机学习一条linux命令:
date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S"
- 显示当前日期时间。
推荐内容
推荐本栏目内的其它文章,看看还有哪些文章让你感兴趣。
2023-04-28
2023-08-09
2023-06-18
2023-04-14
2023-02-18
2023-04-17
2024-01-11
2023-10-03
2023-09-09
2023-06-13
2023-08-07
2023-03-11
历史内容
快速导航到对应月份的历史文章列表。
随便看看
拉到页底了吧,随便看看还有哪些文章你可能感兴趣。
时光飞逝
"流光容易把人抛,红了樱桃,绿了芭蕉。"