[迭代次数设定与梯度下降算法性能优化]的搜索结果

...习和数据分析中。其中梯度下降算法也是机器学习中的一个关键算法，用来搜寻函数值的极小值。 下面我们将学习如何使用Python执行梯度下降算法。我们将使用一个简单的线性回归模型作为例子，来介绍如何使用梯度下降算法来搜寻最小化损失函数值的变量。 import numpy as np def gradient_descent(X, y, theta, alpha, num_iters): m = y.size J_history = np.zeros(num_iters) for i in range(num_iters): h = X.dot(theta) theta = theta - alpha (1/m) (X.T.dot(h-y)) J_history[i] = compute_cost(X, y, theta) return(theta, J_history) def compute_cost(X, y, theta): m = y.size h = X.dot(theta) J = 1/(2m) np.sum(np.square(h-y)) return(J) 上述代码执行了一个梯度下降函数值，其中X为特征矩阵，y为目标变量，theta为当前变量的初始值，alpha为学习率，num_iters为迭代次数。函数值中使用了一个计算损失函数值的函数值compute_cost，这个函数值执行了简单的线性回归的成本函数值的计算。 在实际应用中，我们需要先对数据进行标准化处理，以便使数据在相同的比例下进行。我们还需要使用交叉验证来选取适当的超变量，以防止模型过拟合或欠拟合。此外，我们还可以将其与其他优化算法（如牛顿法）进行比较，以获得更高的效能。 总之，梯度下降算法是机器学习中的一个关键算法，Python也提供了丰富的工具和库来执行梯度下降算法。通过学习和使用Python，我们可以更好地了解和应用这些算法，从而获得更好的结果。

...在单位时间内被执行的次数上限。这种技术常用于优化网页性能，特别是在处理频繁触发的事件（如窗口滚动、鼠标移动等）时，通过限制函数的执行频率，避免因过多计算导致的性能下降。 定时器ID , 在JavaScript中，当你调用setTimeout或setInterval函数时，它们会返回一个数字标识符，称为定时器ID。这个ID可以用来引用特定的定时器实例，以便稍后通过clearTimeout或clearInterval函数取消定时器。 执行频率 , 指某个函数在单位时间内被调用的次数。在节流函数的上下文中，执行频率受到限制，以防止频繁的函数调用可能带来的性能问题。通过设置延迟时间，可以控制函数在指定时间内最多被调用一次。

...大大提高了系统的并发性能。 那么，当我们需要将多个Region移动到同一个RegionServer上进行合并操作时，为什么会导致性能下降呢？主要原因有两个： 1. Region的合并操作需要大量的I/O操作，这会占用大量磁盘IO和网络带宽，从而降低了系统整体的吞吐量。 2. 当多个Region移动到同一个RegionServer上时，由于 RegionServer 上的负载突然增加，可能导致 RegionServer 的CPU利用率升高，进一步影响整个系统的性能。 三、解决方案 针对上述问题，我们可以从以下几个方面来尝试解决： 1. 分区设计优化 合理的设计分区策略，使得各个RegionServer的负载更加均衡。例如，可以通过 Hash 算法对数据进行分区，避免在某些 RegionServer 上集中大量的 Region。 java // 使用Hash算法对数据进行分区 public static byte[] hash(byte[] key, int numRegions) { long h = 0; for (byte b : key) { h = h 31 + b; } return new byte[]{(byte)(h % numRegions)}; } 2. 调整HBase配置 通过调整HBase的一些配置参数，如hbase.regionserver.handler.count、hbase.regionserver.info.port等，来提高RegionServer的处理能力和网络传输效率。 xml hbase.regionserver.handler.count 50 hbase.regionserver.info.port 60030 3. 数据预处理 通过对数据进行预处理，减少Region的合并次数。比如，我们能够按照业务的规定，对数据进行整合处理，这样一来就能有效减少需要合并的区域数量，让事情变得更简单易懂，更贴近咱们日常的工作场景。 java // 根据业务规则对数据进行聚合 List aggregatedData = Lists.newArrayList(); for (KeyValue kv : data) { if (!aggregatedData.contains(new KeyValue(kv.getRow(), ..., ...))) { aggregatedData.add(kv); } } 四、总结 在大数据处理过程中，我们常常需要面对各种各样的挑战。在HBase这玩意儿里，Region的迁移是个挺常见的小状况，不过只要咱们能把它背后的原理摸清楚、搞明白，那解决起来就完全不在话下了。 总的来说，通过优化分区设计、调整HBase配置以及进行数据预处理，我们可以有效地降低Region迁移操作对系统性能的影响。这不仅能让整个系统的性能嗖嗖提升，更能让我们在处理海量数据时，更加游刃有余，轻松应对。 在此过程中，我们需要不断学习和探索，积累经验，才能在这个领域走得更远。

...行扫描，并应用相应的算法判断是否满足匹配条件。如果待处理的字符串非常庞大且匹配模式复杂，正则表达式引擎可能需要进行大量的计算和状态转移，从而导致性能下降甚至程序卡死。 计算量控制 , 在计算机科学领域，计算量通常指的是完成一个特定任务所需的基本运算次数或资源消耗程度。在本文所讨论的场景下，计算量控制是指通过限制正则表达式匹配的范围或者改变匹配策略来减少正则表达式引擎所需的计算工作量，以提升程序运行效率，避免因大量不必要的计算而导致的程序卡死或响应缓慢问题。例如，在文中提到的案例中，通过只匹配文本的前100000个字符，而不是整个庞大的文本，就实现了计算量的有效控制。

...。这不仅影响了系统的性能，也大大增加了运维成本。为了解决这个问题，本文将详细介绍如何通过Solr的JVM调优来降低内存占用。 二、什么是JVM调优？ JVM调优是指通过对JVM运行环境的设置和调整，优化Java应用程序的运行效率和性能的过程。主要包括以下几个方面： 1. 设置合理的堆内存大小 ； 2. 调整垃圾收集器的参数 ； 3. 调整线程池的参数 ； 4. 配置JVM的其他参数 。 三、为什么要进行JVM调优？ 由于Java程序运行时需要大量的内存资源，如果内存管理不当，就会导致内存溢出或者性能下降等问题。所以呢，对JVM进行调优这个操作，就能让Java程序跑得更溜更快，这样一来，甭管业务需求有多高，都能妥妥地满足。 四、如何通过Solr的JVM调优降低内存占用？ 1. 设置合理的堆内存大小 堆内存是Java程序运行时所需的主要内存资源，也是最容易导致内存占用过高的部分。在Solr中，可以通过修改solr.in.sh文件中的-Xms和-Xmx参数来设置初始和最大堆内存的大小。 例如，我们可以将这两个参数的值分别设置为4g和8g，这样就可以为Solr提供足够的内存资源。 bash solr.in.sh export JAVA_HOME=/path/to/java export SOLR_HOME=/path/to/solr export CLASSPATH=$SOLR_HOME/bin/bootstrap.jar:$SOLR_HOME/bin/solr.jar export CATALINA_OPTS="-server -Xms4g -Xmx8g" 2. 调整垃圾收集器的参数 垃圾收集器是负责回收Java程序中不再使用的内存的部分。在Solr中，可以通过修改solr.in.sh文件中的-XX:+UseConcMarkSweepGC参数来启用并发标记清除算法，这种算法可以在不影响程序运行的情况下，高效地回收无用内存。 bash solr.in.sh export JAVA_HOME=/path/to/java export SOLR_HOME=/path/to/solr export CLASSPATH=$SOLR_HOME/bin/bootstrap.jar:$SOLR_HOME/bin/solr.jar export CATALINA_OPTS="-server -XX:+UseConcMarkSweepGC" 3. 调整线程池的参数 线程池是Java程序中用于管理和调度线程的工具。在使用Solr的时候，如果你想要提升垃圾回收的效率，有个小窍门可以试试。你只需打开solr.in.sh这个配置文件，找到其中关于-XX:ParallelGCThreads的参数，然后对它进行修改，就可以调整并行垃圾收集线程的数量了。这样一来，Solr就能调动更多的“小工”同时进行垃圾清理工作，从而让你的系统运行更加流畅、高效。 bash solr.in.sh export JAVA_HOME=/path/to/java export SOLR_HOME=/path/to/solr export CLASSPATH=$SOLR_HOME/bin/bootstrap.jar:$SOLR_HOME/bin/solr.jar export CATALINA_OPTS="-server -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:ParallelGCThreads=4" 4. 配置JVM的其他参数 除了上述参数外，还可以通过其他一些JVM参数来进一步优化Solr的性能。比如说，我们可以调整一个叫-XX:MaxTenuringThreshold的参数，这个参数就像个开关一样，能控制对象从年轻代晋升到老年代的“毕业标准”。这样一来，就能有效降低垃圾回收的频率，让程序运行更加流畅。 bash solr.in.sh export JAVA_HOME=/path/to/java export SOLR_HOME=/path/to/solr export CLASSPATH=$SOLR_HOME/bin/bootstrap.jar:$SOLR_HOME/bin/solr.jar export CATALINA_OPTS="-server -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:ParallelGCThreads=4 -XX:MaxTenuringThreshold=8" 五、结论 通过以上的JVM调优技巧，我们可以有效地降低Solr的内存占用，从而提高其运行效率和性能。不过要注意，不同的使用场景可能需要咱们采取不同的优化招数。所以，在实际操作时，我们得像变戏法一样，根据实际情况灵活调整策略，才能把事情做得更漂亮。

...Memcached的性能优化和管理不仅限于对topkeys统计信息的分析。近期，随着云原生架构的普及，以及容器化、微服务等技术的发展，Memcached的部署与使用也呈现出新的趋势和挑战。 例如，一些大型互联网公司如Google和Facebook已经研发出基于分布式缓存系统的升级版解决方案，如Google的Memcached Cloud和Facebook的McRouter，这些方案通过集群化管理和智能路由策略进一步提升了缓存效率和可用性，为大规模Web应用程序提供了更强大的数据缓存支持。 此外，针对 Memcached 内存资源的有效利用，业界也提出了一系列深度优化策略，包括精细粒度的内存分配算法、LRU（最近最少使用）替换策略的改进版本，以及结合业务特点进行的数据分区和过期时间设定等方法。 值得注意的是，在确保高性能的同时，Memcached的安全问题也不容忽视。近年来已出现多起因Memcached未进行安全配置而导致的大规模DDoS攻击事件。因此，如何正确设置防火墙规则、禁用UDP端口以及实施严格的访问控制策略，也是现代开发者和运维团队在使用Memcached时必须关注的重要课题。 综上所述，Memcached的应用实践正不断演进，深入理解和掌握其最新发展动态及最佳实践，对于提升现代Web应用性能和安全性具有至关重要的意义。

...型文本集合的能力，是优化索引性能的核心框架。 分布式索引 , 分布式索引是一种将索引数据分散存储在多台服务器或节点上的技术，在Apache Lucene中可实现。它通过分割大型索引并将其分布在网络中的不同位置，从而提高搜索效率、系统稳定性和响应速度，减轻单个节点处理压力，并实现负载均衡。 mergeFactor , 在Apache Lucene中，mergeFactor是一个影响索引合并策略的关键参数。它决定了索引段（segment）在何时合并成更大的段。当索引文档数量达到mergeFactor设定的倍数时，Lucene会启动合并操作。如果mergeFactor设置过大，可能会导致索引优化过程卡顿，适当减小该值可以加快索引优化的速度。 缓存 , 在计算机系统中，缓存是一种用来暂时存储常用数据以提高读取速度的硬件或软件组件。在本文上下文中，使用缓存是指在索引优化过程中，将频繁访问的磁盘数据存储到内存中，以此减少对硬盘的I/O操作次数，从而提升索引优化的执行效率。 SSD硬盘 , 固态硬盘（Solid State Drive，简称SSD）是一种非易失性存储设备，相比传统的机械硬盘（HDD），其读写速度更快，延迟更低。在针对Apache Lucene索引优化的问题上，采用SSD硬盘作为存储介质可以显著提升索引文件的读写速度，进而加速索引优化的过程。

...L系统配置错误：导致性能下降与故障发生的深层解析 1. 引言 PostgreSQL，作为一款功能强大、开源的关系型数据库管理系统，在全球范围内广受赞誉。不过呢，就像老话说的，“好马得配好鞍”，哪怕PostgreSQL这匹“骏马”有着超凡的性能和稳如磐石的稳定性，可一旦咱们给它配上不合适的“鞍子”，也就是配置出岔子或者系统闹点儿小情绪，那很可能就拖了它的后腿，影响性能，严重点儿还可能引发各种意想不到的问题。这篇文章咱们要接地气地聊聊，配置出岔子可能会带来的那些糟心影响，并且我还会手把手地带你瞧瞧实例代码，教你如何把配置调校得恰到好处，让这些问题通通远离咱们。 2. 配置失误对性能的影响 2.1 shared_buffers设置不合理 shared_buffers是PostgreSQL用于缓存数据的重要参数，其大小直接影响到数据库的查询性能。要是你把这数值设得过小，就等于是在让磁盘I/O忙个不停，频繁操作起来，就像个永不停歇的陀螺，会拖累整体性能，让系统跑得像只乌龟。反过来，如果你一不留神把数值调得过大，那就像是在内存里开辟了一大片空地却闲置不用，这就白白浪费了宝贵的内存资源，还会把其他系统进程挤得没地方住，人家也会闹情绪的。 postgresql -- 在postgresql.conf中调整shared_buffers值 shared_buffers = 4GB -- 假设服务器有足够内存支持此设置 2.2 work_mem不足 work_mem定义了每个SQL查询可以使用的内存量，对于复杂的排序、哈希操作等至关重要。过低的work_mem设定可能导致大量临时文件生成，进一步降低性能。 postgresql -- 调整work_mem大小 work_mem = 64MB -- 根据实际业务负载进行合理调整 3. 配置失误导致的故障案例 3.1 max_connections设置过高 max_connections参数限制了PostgreSQL同时接受的最大连接数。如果设置得过高，却没考虑服务器的实际承受能力，就像让一个普通人硬扛大铁锤，早晚得累垮。这样一来，系统资源就会被消耗殆尽，好比车票都被抢光了，新的连接请求就无法挤上这趟“网络列车”。最终，整个系统可能就要“罢工”瘫痪啦。 postgresql -- 不合理的高连接数设置示例 max_connections = 500 -- 若服务器硬件条件不足以支撑如此多的并发连接，则可能引发故障 3.2 日志设置不当造成磁盘空间耗尽 log_line_prefix、log_directory等日志相关参数设置不当，可能导致日志文件迅速增长，占用过多磁盘空间，进而引发数据库服务停止。 postgresql -- 错误的日志设置示例 log_line_prefix = '%t [%p]: ' -- 时间戳和进程ID前缀可能会使日志行变得冗长 log_directory = '/var/log/postgresql' -- 如果不加以定期清理，日志文件可能会撑满整个分区 4. 探讨与建议 面对PostgreSQL的系统配置问题，我们需要深入了解每个参数的含义以及它们在不同场景下的最佳实践。优化配置是一个持续的过程，需要结合业务特性和硬件资源来进行细致调优。 - 理解需求：首先，应了解业务特点，包括数据量大小、查询复杂度、并发访问量等因素。 - 监控分析：借助pg_stat_activity、pg_stat_bgwriter等视图监控数据库运行状态，结合如pgBadger、pg_top等工具分析性能瓶颈。 - 逐步调整：每次只更改一个参数，观察并评估效果，切忌盲目跟从网络上的推荐配置。 总结来说，PostgreSQL的强大性能背后，合理的配置是关键。要让咱们的数据库系统跑得溜又稳，像老黄牛一样可靠，给业务发展扎扎实实当好坚强后盾，那就必须把这些参数整得门儿清，调校得恰到好处才行。

贝叶斯优化 , 贝叶斯优化是一种全局优化方法，通过利用概率模型（如高斯过程）来描述目标函数，并以这种概率模型为基础进行采样和决策，从而在最少的函数评估次数下找到最优解。在Auto-Sklearn中，贝叶斯优化用于机器学习模型的超参数搜索，通过迭代更新后验分布来指导下一步的超参数组合选取，力求在有限计算资源下找到最佳模型配置。 自动特征选择与工程 , 自动特征选择是指机器学习算法自动识别并筛选出对模型性能最有贡献的特征子集的过程。自动特征工程则更进一步，涵盖了特征清洗、转换、构造等预处理操作，例如数据归一化、缺失值填充、特征编码等。在Auto-Sklearn中，这一功能可以自动化地完成从原始数据到最终用于训练模型的高质量特征集的构建，减轻了数据预处理阶段的工作负担。 超参数优化 , 超参数是定义机器学习模型结构或训练过程的参数，它们通常不是由训练算法直接学习得到，而需要人工设定。超参数优化就是寻找一组最佳的超参数设置，以使得模型在特定评价指标上达到最优性能。Auto-Sklearn通过贝叶斯优化技术进行超参数搜索，能够有效地遍历超参数空间，找到最优超参数组合，从而提升模型在未知数据上的泛化能力。

...模数据集上的机器学习算法和工具。它主要用于构建智能应用程序，涵盖多种机器学习任务，如推荐系统、分类、聚类等。在本文中，Mahout 被用来处理推荐系统的训练任务，涉及如何通过调整迭代次数和其他参数来优化模型性能。 TooManyIterationsException , 这是一个在使用 Apache Mahout 进行机器学习训练时可能出现的异常。当模型在训练过程中需要的迭代次数超过预先设定的最大值时，Mahout 就会抛出这个异常。它提示用户模型可能存在问题，如数据过于复杂、模型参数设置不当或特征选择不恰当，需要进行相应的调整。 推荐系统 , 推荐系统是一种信息过滤系统，旨在预测用户对物品的兴趣，并向用户推荐他们可能感兴趣的物品。本文中提到的推荐系统主要通过协同过滤算法实现，即基于用户的历史行为数据来预测用户对未见过的物品的偏好。文中通过设置迭代次数限制和优化模型参数等手段来改善推荐系统的性能。

...议，以其高效、快速的性能而受到开发者们的青睐。然而，随着系统规模的扩大，连接池管理成为了一个不容忽视的问题。本文将探讨HessianRPC的连接池优化策略，带你走进这个看似简单实则复杂的领域。 二、HessianRPC简介 1.1 什么是HessianRPC HessianRPC由Yahoo!开发，它将Java对象序列化为XML或JSON格式，通过HTTP进行传输。其特点是序列化和反序列化速度快，适合对性能要求较高的场景。 1.2 HessianRPC的工作原理 HessianRPC的核心是HessianSerializer，它负责对象的序列化和反序列化。你在手机APP上点击那个神奇的“调用”按钮，它就像个小能手一样，瞬间通过网络把你的请求打包成一个小包裹，然后嗖的一下发送给服务器。服务器收到后，就像拆快递一样迅速处理那些方法，搞定一切后又会给客户端回复反馈，整个过程悄无声息又高效极了。 三、连接池的重要性 2.1 连接池的定义 连接池是一种复用资源的技术，用于管理和维护一个预先创建好的连接集合，当有新的请求时，从连接池中获取，使用完毕后归还，避免频繁创建和销毁连接带来的性能损耗。 2.2 连接池在HessianRPC中的作用 对于HessianRPC，连接池可以显著减少网络开销，特别是在高并发场景下，避免了频繁的TCP三次握手，提高了响应速度。不过嘛，我们要琢磨的是怎么恰当地摆弄那个连接池，别整得太过了反而浪费资源，这是接下来的头等大事。 四、连接池优化策略 3.1 连接池大小设置 - 理论上，连接池大小应根据系统的最大并发请求量来设定。要是设置得不够给力，咱们的新链接就可能像赶集似的不断涌现，让服务器压力山大；可要是设置得太过豪放，又会像个大胃王一样猛吞内存，资源紧张啊。 - 示例代码： java HessianProxyFactory factory = new HessianProxyFactory(); factory.setConnectionPoolSize(100); // 设置连接池大小为100 MyService service = (MyService) factory.create("http://example.com/api"); 3.2 连接超时和重试策略 - 针对网络不稳定的情况，我们需要设置合理的连接超时时间，并在超时后尝试重试。 - 示例代码： java factory.setConnectTimeout(5000); // 设置连接超时时间为5秒 factory.setRetryCount(3); // 设置最多重试次数为3次 3.3 连接池维护 - 定期检查连接池的状态，清理无用连接，防止连接老化导致性能下降。 - 示例代码（使用Apache HttpClient的PoolingHttpClientConnectionManager）： java CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.custom() .setConnectionManager(new PoolingHttpClientConnectionManager()) .build(); 五、连接池优化实践与反思 4.1 实践案例 在实际项目中，我们可以通过监控系统的连接数、请求成功率等指标，结合业务场景调整连接池参数。例如，根据负载均衡器的流量数据动态调整连接池大小。 4.2 思考与挑战 尽管连接池优化有助于提高性能，但过度优化也可能带来复杂性。你知道吗，我们总是在找寻那个奇妙的平衡点，就是在提升功能强大度的同时，还能让代码像诗一样简洁，易读又易修，这事儿挺有意思的，对吧？ 六、结论 HessianRPC的连接池优化是一个持续的过程，需要根据具体环境和需求进行动态调整。要想真正摸透它的运作机制，还得把你实践经验的那套和实时监控的数据结合起来，这样咱才能找出那个最对路的项目优化妙招，懂吧？记住，优化不是目的，提升用户体验才是关键。希望这篇文章能帮助你更好地理解和应用HessianRPC连接池优化技术。

...ZooKeeper的性能指标与监控工具详解 一、引言 在分布式系统中，ZooKeeper作为一款高度可靠的协同服务框架，其性能表现对于整个系统的稳定性和效率至关重要。在这篇文章里，咱们要钻得深一点，好好唠唠ZooKeeper那些核心性能指标的门道，并且我还会给大家分享几款超级实用的监控工具。这样一来，大家就能更直观、更透彻地理解ZooKeeper集群的工作状态，从而更好地对它进行优化调整，让这家伙干起活儿来更给力！ 二、ZooKeeper的关键性能指标 1. 延迟 ZooKeeper服务响应客户端请求的速度直接影响着上层应用的性能。比如说，就像咱们平时在操作一样，新建一个节点、读取存储的信息，或者是同步执行一些操作这类工作，它们完成的平均耗时，可是衡量ZooKeeper表现优不优秀的关键指标之一。理解并优化这些延迟有助于提升整体系统的响应速度。 java // 示例代码：使用ZooKeeper客户端创建节点并测量耗时 long startTime = System.nanoTime(); zooKeeper.create("/testNode", "data".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); long endTime = System.nanoTime(); double elapsedTimeMs = (endTime - startTime) / 1e6; System.out.println("Time taken to create node: " + elapsedTimeMs + " ms"); 2. 吞吐量 ZooKeeper每秒处理的事务数量（TPS）也是衡量其性能的关键指标。这包括但不限于，比如新建一个节点、给已有数据来个更新这类写入操作，也涵盖了读取信息内容，还有维持和管理会话这些日常必备操作。 3. 并发连接数 ZooKeeper能够同时处理的客户端连接数对其性能有直接影响。过高的并发连接可能会导致资源瓶颈，从而影响服务质量和稳定性。 4. 节点数量与数据大小 随着ZooKeeper中存储的数据节点数量增多或者单个节点的数据量增大，其性能可能会下降，因此对这些数据规模的增长需要持续关注。 三、ZooKeeper监控工具及其应用 1. ZooInspector 这是一个图形化的ZooKeeper浏览器，可以帮助我们直观地查看ZooKeeper节点结构、数据内容以及节点属性，便于我们实时监控ZooKeeper的状态和变化。 2. ZooKeeper Metrics ZooKeeper内置了一套丰富的度量指标，通过JMX（Java Management Extensions）可以导出这些指标，然后利用Prometheus、Grafana等工具进行可视化展示和报警设置。 xml ... tickTime 2000 admin.enableServer true jmxPort 9999 ... 3. Zookeeper Visualizer 这款工具能将ZooKeeper的节点关系以图形化的方式展现出来，有助于我们理解ZooKeeper内部数据结构的变化情况，对于性能分析和问题排查非常有用。 四、结语 理解并有效监控ZooKeeper的各项性能指标，就像是给分布式系统的心脏装上了心电图监测仪，让运维人员能实时洞察到系统运行的健康状况。在实际操作的时候，咱们得瞅准业务的具体情况，灵活地调整ZooKeeper的配置设定。这就像是在调校赛车一样，得根据赛道的不同特点来微调车辆的各项参数。同时呢，咱们还要手握这些监控工具，持续给咱们的ZooKeeper集群“动手术”，让它性能越来越强劲。这样一来，才能确保咱们的分布式系统能够跑得飞快又稳当，始终保持高效、稳定的运作状态。这个过程就像一场刺激的探险之旅，充满了各种意想不到的挑战和尝试。不过，也正是因为这份对每一个细节都精雕细琢、追求卓越的精神，才让我们的技术世界变得如此五彩斑斓，充满无限可能与惊喜。

HBase的性能测试与调优方法 1. 引言 在大数据时代，HBase作为一款开源、分布式、面向列族的NoSQL数据库，因其卓越的水平扩展性及海量数据处理能力而备受瞩目。不过，在实际操作里头，对HBase做性能测试和调优这个步骤可是超级重要的！这不仅仅关系到系统的坚挺度和运转快慢，更直接影响到我们处理业务的速度有多快，还有用户使用起来舒不舒服，爽不爽的问题。这篇文咱要接地气地聊聊怎么给HBase做性能测试的大事儿，还会手把手教大家一些超实用的调优诀窍和小技巧。 2. HBase性能测试基础 在着手进行HBase性能测试前，我们需要先了解其基本工作原理。HBase基于Hadoop HDFS存储数据，利用RegionServer处理读写请求，通过Zookeeper进行集群协调。所以，平常我们聊性能测试时，经常会提到几个关键指标。就好比，读写速度怎么样，响应时间快不快，能同时处理多少请求，还有资源利用效率高不高，这些都是咱们评估性能表现的重点要素~ 示例代码（创建表并插入数据）： java Configuration config = HBaseConfiguration.create(); config.set("hbase.zookeeper.quorum", "zk_host:2181"); HTable table = new HTable(config, "test_table"); Put put = new Put(Bytes.toBytes("row_key")); put.add(Bytes.toBytes("cf"), Bytes.toBytes("cq"), Bytes.toBytes("value")); table.put(put); 3. HBase性能测试方法 （1）基准测试 使用Apache BenchMark工具（如YCSB，Yahoo! Cloud Serving Benchmark），可以模拟不同场景下的读写压力，以此评估HBase的基础性能。比如说，我们可以尝试调整各种不同的参数来考验HBase，就好比设置不同数量的同时在线用户，改变他们的操作行为（比如读取或者写入数据），甚至调整数据量的大小。然后，咱们就可以通过观察HBase在这些极限条件下的表现，看看它是否能够坚挺如初，表现出色。 （2）监控分析 利用HBase自带的监控接口或第三方工具（如Grafana+Prometheus）实时收集并分析集群的各项指标，如RegionServer负载均衡状况、内存使用率、磁盘I/O、RPC延迟等，以发现可能存在的性能瓶颈。 4. HBase性能调优策略 （1）配置优化 - 网络参数：调整hbase.client.write.buffer大小以适应网络带宽和延迟。 - 内存分配：合理分配BlockCache和MemStore的空间，以平衡读写性能。 - Region大小：根据数据访问模式动态调整Region大小，防止热点问题。 （2）架构优化 - 增加RegionServer节点，提高并发处理能力。 - 采用预分裂策略避免Region快速膨胀导致的性能下降。 （3）数据模型优化 - 合理设计RowKey，实现热点分散，提升查询效率。 - 根据查询需求选择合适的列族压缩算法，降低存储空间占用。 5. 实践案例与思考过程 在一次实践中，我们发现某业务场景下HBase读取速度明显下滑。经过YCSB压测后，定位到RegionServer的BlockCache已满，导致频繁的磁盘IO。于是我们决定给BlockCache扩容，让它变得更大些，同时呢，为了让热点现象不再那么频繁出现，我们对RowKey的结构进行了大刀阔斧的改造。这一系列操作下来，最终咱们成功让系统的性能蹭蹭地往上提升啦！在这个过程中，我们可是实实在在地感受到了，摸清业务特性、一针见血找准问题所在，还有灵活运用各种调优手段的重要性，这简直就像是打游戏升级一样，缺一不可啊！ 6. 结语 性能测试与调优是HBase运维中的必修课，它需要我们既具备扎实的技术理论知识，又要有敏锐的洞察力和丰富的实践经验。经过对HBase从头到脚、一丝不苟的性能大考验，再瞅瞅咱的真实业务场景，咱们能针对性地使出一些绝招进行调优。这样一来，HBase就能更溜地服务于我们的业务需求，在大数据的世界里火力全开，展现它那无比强大的能量。

...深度神经网络的设计和优化提供新的视角。该论文详细阐述了利用线性代数中的低秩分解、谱分析等方法改进卷积神经网络结构的有效性，从而提高模型性能并降低计算复杂度。此外，《Data Science Weekly》最近一篇关于“线性代数在强化学习中的应用”文章，从实战角度出发，深入浅出地解析了如何运用线性代数解决马尔科夫决策过程中的状态转移矩阵问题，帮助读者更好地理解RL背后的数学原理。 与此同时，Coursera平台新上线了一门由斯坦福大学教授主讲的专项课程——“机器学习中的线性代数”，它以实例驱动教学，让学生通过实际项目操作深化对线性代数的理解，并将其应用于诸如PCA降维、SVD分解以及梯度下降算法等领域。这门课程不仅实时更新，还提供了丰富的实践资源和互动论坛讨论，深受广大机器学习初学者和从业者欢迎。 另外，在开源社区GitHub上，一些热门项目如“MachineLearning-LinearAlgebra”提供了大量与机器学习相关的线性代数实践代码和教程，用户可以跟随代码示例一步步掌握线性代数在机器学习中的具体应用，紧跟技术发展的前沿趋势。 总的来说，随着机器学习领域的不断发展和创新，线性代数的重要性日益凸显，而上述延伸阅读内容恰好反映了这一领域最新的研究成果、教育资源以及社区动态，为致力于提升自身技能的机器学习爱好者和专业人士提供了有力的学习支持。

...，API 的安全性与性能管理是至关重要的环节。哎呀，兄弟，你懂的，设置API访问频率的限制这事儿啊，就像是给自家的宝藏门口放了个看门狗，既能防止那些乱糟糟的家伙随便闯进来搞破坏，又能保护咱们的宝贝资源不被那些坏心眼的人给掏空了。这招儿，可真是既实用又有效呢！哎呀，你知道吗？Go 语言这玩意儿，那可是超级厉害的！它就像个武林高手，出手快如闪电，又稳如泰山。用 Go 来做网站啥的，不仅效率高得飞起，代码还简洁明了，看着都舒服。而且，你放心，用 Go 做的网站安全性能杠杠的，能防得住不少小偷小摸呢！所以啊，现在好多大厂做高性能、安全的网络服务，都喜欢用 Go 语言来搞，因为它真的太牛了！gin-contrib/ratelimit 是一个用于 Go 语言中 Gin 框架的库，专门用于实现 API 访问速率限制。本文将深入探讨如何利用 gin-contrib/ratelimit 来增强 API 安全性和性能。 二、基础概念与原理 速率限制（也称为限流）是一种常见的流量控制手段，它允许系统在单位时间内处理的请求数量不超过某个阈值。哎呀，你瞧这招儿挺机灵的！它能帮咱们解决一个大难题——就是那些疯了似的并发请求，就像一群蚂蚁围攻面包，瞬间就把服务器给淹没了。这样不仅能让我们的服务器喘口气，不至于被这些请求给累趴下，还能给那些没权没份的家伙们上上锁，别让他们乱用咱们的API，搞得咱们这边乱七八糟的。这招儿，既保护了服务器，又守住了规矩，真是一举两得啊！ gin-contrib/ratelimit 提供了一种简单且灵活的方式来配置和应用速率限制规则。它支持多种存储后端，包括内存、Redis 和数据库等，以适应不同的应用场景需求。 三、安装与初始化 首先，确保你的 Go 环境已经配置好，并且安装了 gin-contrib/ratelimit 库。可以通过以下命令进行安装： bash go get github.com/gin-contrib/ratelimit 接下来，在你的 Gin 应用中引入并初始化 ratelimit 包： go import ( "github.com/gin-contrib/ratelimit" "github.com/gin-gonic/gin" ) func main() { r := gin.Default() // 配置限流器 limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, // 允许每分钟最多5次请求 Duration: time.Minute, }) // 将限流器应用于路由 r.Use(limiter) // 定义路由 r.GET("/api", func(c gin.Context) { c.JSON(200, gin.H{"message": "Hello, World!"}) }) r.Run(":8080") } 四、高级功能与自定义 除了基本的速率限制配置外，gin-contrib/ratelimit 还提供了丰富的高级功能，允许开发者根据具体需求进行定制化设置。 - 基于 IP 地址的限制： go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, Duration: time.Minute, PermitsBy: ratelimit.PermitByIP, }) - 基于 HTTP 请求头的限制： go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, Duration: time.Minute, PermitsBy: ratelimit.PermitByHeader("X-User-ID"), }) - 基于用户会话的限制： go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, Duration: time.Minute, PermitsBy: ratelimit.PermitBySessionID, }) 这些高级功能允许你更精细地控制哪些请求会被限制，从而提供更精确的访问控制策略。 五、实践案例 基于 IP 地址的限流 假设我们需要限制某个特定 IP 地址的访问频率： go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 10, // 每小时最多10次请求 Duration: time.Hour, PermitsBy: ratelimit.PermitByIP, }) // 在路由上应用限流器 r.Use(limiter) 六、性能考量与优化 在实际部署时，考虑到速率限制的性能影响，合理配置限流参数至关重要。哎呀，你得注意了，设定安全防护的时候，这事儿得拿捏好度才行。要是设得太严，就像在门口挂了个大锁，那些坏人进不来，可合法的访客也被挡在外头了，这就有点儿不地道了。反过来，如果设置的门槛太松，那可就相当于给小偷开了个后门，让各种风险有机可乘。所以啊，找那个平衡点，既不让真正的朋友感到不便，又能守住自家的安全，才是王道！因此，建议结合业务场景和流量预测进行参数调整。 同时，选择合适的存储后端也是性能优化的关键。哎呀，你知道的，在处理那些超级多人同时在线的情况时，咱们用 Redis 来当存储小能手，那效果简直不要太好！它就像个神奇的魔法箱，能飞快地帮我们处理各种数据，让系统运行得又顺溜又高效，简直是高并发环境里的大救星呢！ 七、结论 通过集成 gin-contrib/ratelimit，我们不仅能够有效地管理 API 访问频率，还能够在保障系统稳定运行的同时，为用户提供更好的服务体验。嘿，兄弟！业务这玩意儿，那可是风云变幻，快如闪电。就像你开车，路况不一，得随时调整方向，对吧？API安全性和可用性这事儿，就跟你的车一样重要。所以，咱们得像老司机一样，灵活应对各种情况，时不时地调整和优化限流策略。这样，不管是高峰还是低谷，都能稳稳地掌控全局，让你的业务顺畅无阻，安全又高效。别忘了，这可是保护咱们业务不受攻击，保证用户体验的关键！希望本文能够帮助你更好地理解和应用 gin-contrib/ratelimit，在构建强大、安全的 API 时提供有力的支持。

...分布式环境中执行快速迭代的数据处理任务。它支持多种编程模型，包括SQL查询、机器学习算法、图计算和流处理等。Spark以其低延迟、高性能和易用性著称，在大数据分析、实时数据处理和机器学习应用中具有广泛的应用。 名词 , 日志记录。 解释 , 日志记录是指系统或应用程序在运行过程中生成并记录事件、操作或状态变化的记录行为。在大数据处理和分布式计算环境下，日志记录尤为重要，因为它能帮助开发者追踪程序的运行状态，诊断错误，优化性能，以及在故障发生时进行快速定位和修复。日志通常包含时间戳、事件描述、相关变量值等信息，以便于事后分析和调试。 名词 , 性能调优。 解释 , 性能调优是指通过修改系统或应用的配置、优化代码结构、调整资源分配等方式，以提高系统运行效率、响应速度和资源利用率的过程。在大数据处理领域，性能调优尤其重要，因为它直接影响到数据处理的速度、成本和可扩展性。通过性能调优，可以降低延迟、减少资源消耗，同时确保系统的稳定性和可靠性。

...据处理界的明星选手，性能强大，功能丰富。但即使是这么优秀的框架，有时候也会让我们头疼不已。 分布式缓存是Spark的一个重要特性，它的核心目标是减少重复计算，提升任务执行效率。简单来说，就是把一些频繁使用的数据放到内存里，供多个任务共享。听起来是不是很美好？但实际上，我在实际开发过程中遇到了不少麻烦。 比如有一次，我正在做一个数据分析项目，需要多次对同一份数据进行操作。我寻思着，这不就是常规操作嘛，直接用Spark的分布式缓存功能得了，这样岂不是能省掉好多重复加载的麻烦？嘿，事情是这样的——我辛辛苦苦搞完了任务，满怀期待地提交上去，结果发现这运行速度简直让人无语，不仅没达到预期的飞快效果，反而比啥缓存都不用的时候还慢！当时我就蒙圈了，心里直嘀咕：“卧槽，这是什么神仙操作？”没办法，只能硬着头皮一点点去查问题，最后才慢慢搞清楚了分布式缓存里到底藏着啥猫腻。 二、深入分析 为什么缓存反而变慢？ 经过一番折腾，我发现问题出在以下几个方面： 2.1 数据量太大导致内存不足 首先，大家要明白一点，Spark的分布式缓存本质上是将数据存储在集群节点的内存中。要是数据量太大，超出了单个节点能装下的内存容量，那就会把多余的数据写到磁盘上，这个过程叫“磁盘溢写”。但这样一来，任务的速度就会被拖慢，变得特别磨叽。 举个例子吧，假设你有一份1GB大小的数据集，而你的集群节点只有512MB的可用内存。你要是想把这份数据缓存起来，Spark会自己挑个序列化的方式给数据“打包”，顺便还能压一压体积。不过呢，就算是这样，还是有可能会出现溢写这种烦人的情况，挡都挡不住。唉，真是没想到啊，本来想靠着缓存省事儿提速呢，结果这操作反倒因为磁盘老是读写（频繁I/O）变得更卡了，简直跟开反向加速器似的！ 解决办法也很简单——要么增加节点的内存配置，要么减少需要缓存的数据规模。当然，这需要根据实际情况权衡利弊。 2.2 序列化方式的选择不当 另一个容易被忽视的问题是序列化方式的选择。Spark提供了多种序列化机制，包括JavaSerializer、KryoSerializer等。不同的序列化方式会影响数据的大小以及读取效率。 我曾经试过直接使用默认的JavaSerializer，结果发现性能非常差。后来改用了KryoSerializer之后，才明显感觉到速度有所提升。话说回来啊，用 KryoSerializer 的时候可别忘了先给所有要序列化的类都注册好，不然程序很可能就“翻车”报错啦！ java import org.apache.spark.serializer.KryoRegistrator; import com.esotericsoftware.kryo.Kryo; public class MyRegistrator implements KryoRegistrator { @Override public void registerClasses(Kryo kryo) { kryo.register(MyClass.class); // 注册其他需要序列化的类... } } 然后在SparkConf中设置： java SparkConf conf = new SparkConf(); conf.set("spark.serializer", "org.apache.spark.serializer.KryoSerializer"); conf.set("spark.kryo.registrator", "MyRegistrator"); 2.3 缓存时机的选择失误 还有一个关键点在于缓存的时机。有些人一启动任务就赶紧给数据加上.cache()，觉得这样数据就能一直乖乖待在内存里，不用再费劲去读了。但实际上，这种做法并不总是最优解。 比如，在某些情况下，数据可能只会在特定阶段被频繁访问，而在其他阶段则很少用到。要是你提前把这部分数据缓存了，不光白白占用了宝贵的内存空间，搞不好后面真要用缓存的地方还找不到足够的空位呢！ 因此，合理规划缓存策略非常重要。比如说，在某个任务快开始了，你再随手调用一下.cache()这个方法，这样就能保证数据乖乖地待在内存里，别到时候卡壳啦！ 三、实践案例 如何正确使用分布式缓存？ 接下来，我想分享几个具体的案例，帮助大家更好地理解和运用分布式缓存。 案例1：简单的词频统计 假设我们有一个文本文件，里面包含了大量的英文单词。我们的目标是统计每个单词出现的次数。为了提高效率，我们可以先将文件内容缓存起来，然后再进行处理。 scala val textFile = sc.textFile("hdfs://path/to/input.txt") textFile.cache() val wordCounts = textFile.flatMap(_.split(" ")) .map(word => (word, 1)) .reduceByKey(_ + _) wordCounts.collect().foreach(println) 在这个例子中，.cache()方法确保了textFile RDD的内容只被加载一次，并且可以被后续的操作共享。其实嘛，要是没用缓存的话，每次你调用flatMap或者map的时候，都得重新去原始数据里翻一遍，这就跟每次出门都得把家里所有东西再检查一遍似的，纯属给自己找麻烦啊！ 案例2：多步骤处理流程 有时候，一个任务可能会涉及到多个阶段的处理，比如过滤、映射、聚合等等。在这种情况下，合理安排缓存的位置尤为重要。 python from pyspark.sql import SparkSession spark = SparkSession.builder.appName("WordCount").getOrCreate() df = spark.read.text("hdfs://path/to/input.txt") 第一步：将文本拆分为单词 words = df.selectExpr("split(value, ' ') as words").select("words.") 第二步：缓存中间结果 words.cache() 第三步：统计每个单词的出现次数 word_counts = words.groupBy("value").count() word_counts.show() 这里，我们在第一步处理完之后立即调用了.cache()方法，目的是为了保留中间结果，方便后续步骤复用。要是不这么干啊，那每走一步都得把上一步的算一遍，想想就费劲，效率肯定低得让人抓狂。 四、总结与展望 通过今天的讨论，相信大家对Spark的分布式缓存有了更深刻的认识。虽然它能带来显著的性能提升，但也并非万能药。其实啊，要想把它用得溜、用得爽，就得先搞懂它是怎么工作的，再根据具体的情况去灵活调整。不然的话，它的那些本事可就都浪费啦！ 未来，随着硬件条件的不断改善以及算法优化的持续推进，相信Spark会在更多领域展现出更加卓越的表现。嘿，咱们做开发的嘛，就得有颗永远好奇的心！就跟追剧似的，新技术一出就得赶紧瞅两眼，说不定哪天就用上了呢。别怕麻烦，多学点东西总没错，说不定哪天就能整出个大招儿来！ 最后，感谢大家耐心阅读这篇文章。如果你有任何疑问或者想法，欢迎随时交流！让我们一起努力，共同进步吧！

...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。

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

...注意的是，单位向量在优化问题中也扮演着重要角色，尤其是在梯度下降法中，通过计算梯度的单位向量来确定搜索方向，从而有效地最小化损失函数。近期的研究工作甚至将单位向量扩展到了量子计算领域，研究人员发现特定类型的量子比特状态可以表达为单位向量，这为构建高效的量子算法提供了新的思路。 综上所述，了解并掌握向量单位化的计算方法不仅能帮助我们解决数学和编程问题，还能为我们理解和参与前沿科技领域的研究与应用提供有力支持。对于有志于进一步钻研的读者来说，推荐阅读《线性代数及其应用》（作者：Gilbert Strang）以深入理解单位向量背后的数学原理，同时关注相关科研论文和技术博客，以便及时跟进单位向量在各领域尤其是AI、图形学和量子计算等前沿技术中的最新应用动态。

...它们各自采用了不同的算法策略以适应不同的应用场景。 年轻代 , 在Java堆内存中，年轻代是内存区域的一种划分方式，主要用来存储生命周期较短的对象。年轻代进一步分为Eden区、Survivor区等部分，垃圾回收器通常优先对年轻代进行回收，回收速度快且频繁。在文中，G1和CMS两种垃圾回收器都涉及到对年轻代的管理，尤其是G1能够设定最大暂停时间目标来优化年轻代的回收效率。 老年代 , 老年代同样是Java堆内存的一种划分，主要用于存放经过一定次数GC后仍然存活下来的对象，这些对象往往具有较长的生命周期。在CMS垃圾回收器中，老年代的回收采用标记压缩算法，而G1则能直接对整个堆包括老年代进行回收操作。老年代的管理和回收效率直接影响到JVM的整体性能。

...网站模块化程度和前端性能优化具有重要意义。 同时，随着 Progressive Web Apps（渐进式网络应用）的普及，越来越多的电商平台开始采用PWA技术来增强用户体验，使其能够提供类似原生应用的功能与交互效果，即使在网络不稳定的情况下也能保证流畅的使用体验。例如，借助Service Workers和离线缓存策略，传智书城这样的在线商城可以实现快速加载和离线访问书籍信息，显著提高用户留存率和购买转化率。 此外，在SEO优化方面，Google等搜索引擎不断更新算法，更加重视网页结构的语义化以及移动设备友好性。因此，对HTML5语义标签如 、 、 等的有效运用，以及响应式设计的实践，都是现今及未来网页开发中不可忽视的关键要素。 综上所述，尽管HTML作为网站开发基石的重要性不言而喻，但紧跟行业前沿动态，适时引入新的开发技术和优化手段，才是确保像传智书城这样的在线平台始终保持竞争力的核心所在。