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... 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. 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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。

Lua中的“cannot call method on a nontable value”错误详解与实战解决 Lua，作为一种轻量级、可嵌入的脚本语言，在游戏开发和网络应用中被广泛应用。在实际编程的时候，咱们经常会撞上一个让人挠头的运行时错误，它就是那个“cannot call method on a nontable value”，这个错误提示是不是听起来挺拗口？其实呢，就是在说我们试图在一个非表格类型的值上调用方法了。这篇文章咱们要接地气地聊聊这个错误背后的真相，不仅有满满的代码实例撑腰，还会手把手地带大伙儿一步步揭开它的神秘面纱，最后把问题给妥妥地解决了。 1. 错误概述 当我们尝试在一个非table类型的值上调用方法时，Lua解释器会抛出这个错误信息：“cannot call method on a nontable value”。简单来说，它就是在告诉你：嘿，伙计，你试图对一个不是table的东西进行方法调用，这在Lua里是不允许的！ 2. 错误会发生的场景 为了更好地理解这个问题，让我们先看一段典型的引发此错误的Lua代码： lua -- 示例1 local number = 5 number:len() -- 这将导致 "cannot call method 'len' on a nontable value" 的错误 在上述例子中，我们尝试在一个数字类型变量number上调用len()方法，但显然，数字类型并没有len()这个方法，这就违反了Lua规定，于是就出现了错误提示。 3. 解析与解决之道 首先，我们需要明确一点：在Lua中，只有table类型才能拥有方法（或者说metatable中的元方法）。所以，当你打算呼唤某个方法的时候，千万要确认这个方法是用在一个长得像表格的类型的数据上。 3.1 正确使用table的方法调用 例如，Lua字符串实际上是table的一个封装，我们可以正确地在字符串上调用方法： lua -- 示例2 local str = "Hello, World!" print(str:len()) -- 输出: 13 在这个例子中，str虽然是字符串类型，但它内部实际上是一个table，并且定义了len这个方法，所以这段代码能够正常执行。 3.2 遇到错误时的排查策略 当遇到“cannot call method on a nontable value”错误时，你可以按照以下步骤进行排查： - 检查变量类型：确认你要调用方法的变量是否为table类型。 - 查阅API文档：确保该类型的数据结构支持你所调用的方法。 - 审视代码逻辑：有可能是由于逻辑处理不当，使得原本应该是table类型的变量在某些情况下变成了其他类型。 3.3 错误修复实例 假设我们在设计一个玩家类Player，其中包含了一个返回玩家姓名的方法getName，而我们错误地在初始化阶段没有将其设置为table： lua -- 示例3 (错误示范) local Player = "John Doe" function Player.getName() return self end local player = Player print(player.getName()) -- 报错: cannot call method 'getName' on a nontable value -- 示例4 (修正后的代码) local Player = {} Player.name = "John Doe" Player.getName = function(self) return self.name end local player = Player print(player.getName()) -- 输出: John Doe 在示例3中，我们试图在一个字符串上调用方法，而在示例4中，我们将Player初始化为一个table，并为其添加了getName方法，从而避免了错误的发生。 总结一下，理解并有效规避“cannot call method on a nontable value”错误的关键在于熟知Lua的数据类型及其行为特性，以及合理地运用面向对象编程思想来组织你的代码。希望本文能帮助你在Lua的世界里更加游刃有余地解决问题，享受编程的乐趣！

...但是消费者需要不停地调用 lpop 查看 List 中是否有等待处理的消息(比如写一个 while 循环)。 为了减少通信的消耗，可以 sleep()一段时间再消费，但是会有两个问题: 1、如果生产者生产消息的速度远大于消费者消费消息的速度，List 会占用大量的内存。 2、消息的实时性降低。 list 还提供了一个阻塞的命令:blpop，没有任何元素可以弹出的时候，连接会被阻塞。 基于 list 实现的消息队列，不支持一对多的消息分发。 1.2 发布订阅模式 除了通过 list 实现消息队列之外，Redis 还提供了一组命令实现发布/订阅模式。 这种方式，发送者和接收者没有直接关联(实现了解耦)，接收者也不需要持续尝试获取消息。 1.2.1 订阅频道 首先，我们有很多的频道(channel)，我们也可以把这个频道理解成 queue。订阅者可以订阅一个或者多个频道。消息的发布者(生产者)可以给指定的频道发布消息。只要有消息到达了频道，所有订阅了这个频道的订阅者都会收到这条消息。 需要注意的注意是，发出去的消息不会被持久化，因为它已经从队列里面移除了，所以消费者只能收到它开始订阅这个频道之后发布的消息。 下面我们来看一下发布订阅命令的使用方法。 订阅者订阅频道：可以一次订阅多个，比如这个客户端订阅了 3 个频道。 subscribe channel-1 channel-2 channel-3 发布者可以向指定频道发布消息(并不支持一次向多个频道发送消息): publish channel-1 2673 取消订阅(不能在订阅状态下使用): unsubscribe channel-1 1.2.2 按规则(Pattern)订阅频道 支持 ?和 占位符。? 代表一个字符， 代表 0 个或者多个字符。 消费端 1，关注运动信息: psubscribe sport 消费端 2，关注所有新闻: psubscribe news 消费端 3，关注天气新闻: psubscribe news-weather 生产者，发布 3 条信息 publish news-sport yaoming publish news-music jaychou publish news-weather rain 2、Redis 事务 2.1 为什么要用事务 我们知道 Redis 的单个命令是原子性的(比如 get set mget mset)，如果涉及到多个命令的时候，需要把多个命令作为一个不可分割的处理序列，就需要用到事务。 例如我们之前说的用 setnx 实现分布式锁，我们先 set，然后设置对 key 设置 expire， 防止 del 发生异常的时候锁不会被释放，业务处理完了以后再 del，这三个动作我们就希望它们作为一组命令执行。 Redis 的事务有两个特点: 1、按进入队列的顺序执行。 2、不会受到其他客户端的请求的影响。 Redis 的事务涉及到四个命令:multi(开启事务)，exec(执行事务)，discard (取消事务)，watch(监视) 2.2 事务的用法 案例场景:tom 和 mic 各有 1000 元，tom 需要向 mic 转账 100 元。tom 的账户余额减少 100 元，mic 的账户余额增加 100 元。 通过 multi 的命令开启事务。事务不能嵌套，多个 multi 命令效果一样。 multi 执行后，客户端可以继续向服务器发送任意多条命令，这些命令不会立即被执行，而是被放到一个队列中，当 exec 命令被调用时，所有队列中的命令才会被执行。 通过 exec 的命令执行事务。如果没有执行 exec，所有的命令都不会被执行。如果中途不想执行事务了，怎么办? 可以调用 discard 可以清空事务队列，放弃执行。 2.3 watch命令 在 Redis 中还提供了一个 watch 命令。 它可以为 Redis 事务提供 CAS 乐观锁行为(Check and Set / Compare and Swap)，也就是多个线程更新变量的时候，会跟原值做比较，只有它没有被其他线程修改的情况下，才更新成新的值。 我们可以用 watch 监视一个或者多个 key，如果开启事务之后，至少有一个被监视 key 键在 exec 执行之前被修改了，那么整个事务都会被取消(key 提前过期除外)。可以用 unwatch 取消。 2.4 事务可能遇到的问题 我们把事务执行遇到的问题分成两种，一种是在执行 exec 之前发生错误，一种是在执行 exec 之后发生错误。 2.4.1 在执行 exec 之前发生错误 比如：入队的命令存在语法错误，包括参数数量，参数名等等(编译器错误)。 在这种情况下事务会被拒绝执行，也就是队列中所有的命令都不会得到执行。 2.4.2 在执行 exec 之后发生错误 比如，类型错误，比如对 String 使用了 Hash 的命令，这是一种运行时错误。 最后我们发现 set k1 1 的命令是成功的，也就是在这种发生了运行时异常的情况下， 只有错误的命令没有被执行，但是其他命令没有受到影响。 这个显然不符合我们对原子性的定义，也就是我们没办法用 Redis 的这种事务机制来实现原子性，保证数据的一致。 3、Lua脚本 Lua/ˈluə/是一种轻量级脚本语言，它是用 C 语言编写的，跟数据的存储过程有点类似。 使用 Lua 脚本来执行 Redis 命令的好处: 1、一次发送多个命令，减少网络开销。 2、Redis 会将整个脚本作为一个整体执行，不会被其他请求打断，保持原子性。 3、对于复杂的组合命令，我们可以放在文件中，可以实现程序之间的命令集复用。 3.1 在Redis中调用Lua脚本 使用 eval /ɪ’væl/ 方法，语法格式: redis> eval lua-script key-num [key1 key2 key3 ....] [value1 value2 value3 ....] eval代表执行Lua语言的命令。 lua-script代表Lua语言脚本内容。 key-num表示参数中有多少个key，需要注意的是Redis中key是从1开始的，如果没有key的参数，那么写0。 [key1key2key3…]是key作为参数传递给Lua语言，也可以不填，但是需要和key-num的个数对应起来。 [value1 value2 value3 …]这些参数传递给 Lua 语言，它们是可填可不填的。 示例，返回一个字符串，0 个参数: redis> eval "return 'Hello World'" 0 3.2 在Lua脚本中调用Redis命令 使用 redis.call(command, key [param1, param2…])进行操作。语法格式: redis> eval "redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 lua-key lua-value command是命令，包括set、get、del等。 key是被操作的键。 param1,param2…代表给key的参数。 注意跟 Java 不一样，定义只有形参，调用只有实参。 Lua 是在调用时用 key 表示形参，argv 表示参数值(实参)。 3.2.1 设置键值对 在 Redis 中调用 Lua 脚本执行 Redis 命令 redis> eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 gupao 2673 redis> get gupao 以上命令等价于 set gupao 2673。 在 redis-cli 中直接写 Lua 脚本不够方便，也不能实现编辑和复用，通常我们会把脚本放在文件里面，然后执行这个文件。 3.2.2 在 Redis 中调用 Lua 脚本文件中的命令，操作 Redis 创建 Lua 脚本文件: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src vim gupao.lua Lua 脚本内容，先设置，再取值: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src redis-cli --eval gupao.lua 0 得到返回值: root@localhost src] redis-cli --eval gupao.lua 0 "lua666" 3.2.3 案例:对 IP 进行限流 需求：在 X 秒内只能访问 Y 次。 设计思路：用 key 记录 IP，用 value 记录访问次数。 拿到 IP 以后，对 IP+1。如果是第一次访问，对 key 设置过期时间(参数 1)。否则判断次数，超过限定的次数(参数 2)，返回 0。如果没有超过次数则返回 1。超过时间， key 过期之后，可以再次访问。 KEY[1]是 IP， ARGV[1]是过期时间 X，ARGV[2]是限制访问的次数 Y。 -- ip_limit.lua-- IP 限流，对某个 IP 频率进行限制 ，6 秒钟访问 10 次 local num=redis.call('incr',KEYS[1])if tonumber(num)==1 thenredis.call('expire',KEYS[1],ARGV[1])return 1elseif tonumber(num)>tonumber(ARGV[2]) thenreturn 0 elsereturn 1 end 6 秒钟内限制访问 10 次，调用测试(连续调用 10 次): ./redis-cli --eval "ip_limit.lua" app:ip:limit:192.168.8.111 , 6 10 app:ip:limit:192.168.8.111 是 key 值 ，后面是参数值，中间要加上一个空格和一个逗号，再加上一个空格 。 即:./redis-cli –eval [lua 脚本] [key…]空格,空格[args…] 多个参数之间用一个空格分割 。 代码:LuaTest.java 3.2.4 缓存 Lua 脚本 为什么要缓存 在脚本比较长的情况下，如果每次调用脚本都需要把整个脚本传给 Redis 服务端， 会产生比较大的网络开销。为了解决这个问题，Redis 提供了 EVALSHA 命令，允许开发者通过脚本内容的 SHA1 摘要来执行脚本。 如何缓存 Redis 在执行 script load 命令时会计算脚本的 SHA1 摘要并记录在脚本缓存中，执行 EVALSHA 命令时 Redis 会根据提供的摘要从脚本缓存中查找对应的脚本内容，如果找到了则执行脚本，否则会返回错误:“NOSCRIPT No matching script. Please use EVAL.” 127.0.0.1:6379> script load "return 'Hello World'" "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b"127.0.0.1:6379> evalsha "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b" 0 "Hello World" 3.2.5 自乘案例 Redis 有 incrby 这样的自增命令，但是没有自乘，比如乘以 3，乘以 5。我们可以写一个自乘的运算，让它乘以后面的参数： local curVal = redis.call("get", KEYS[1]) if curVal == false thencurVal = 0 elsecurVal = tonumber(curVal)endcurVal = curVal tonumber(ARGV[1]) redis.call("set", KEYS[1], curVal) return curVal 把这个脚本变成单行，语句之间使用分号隔开 local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal script load ‘命令’ 127.0.0.1:6379> script load 'local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal' "be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441" 调用: 127.0.0.1:6379> set num 2OK127.0.0.1:6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6 (integer) 12 3.2.6 脚本超时 Redis 的指令执行本身是单线程的，这个线程还要执行客户端的 Lua 脚本，如果 Lua 脚本执行超时或者陷入了死循环，是不是没有办法为客户端提供服务了呢? eval 'while(true) do end' 0 为了防止某个脚本执行时间过长导致 Redis 无法提供服务，Redis 提供了 lua-time-limit 参数限制脚本的最长运行时间，默认为 5 秒钟。 lua-time-limit 5000(redis.conf 配置文件中) 当脚本运行时间超过这一限制后，Redis 将开始接受其他命令但不会执行(以确保脚本的原子性，因为此时脚本并没有被终止)，而是会返回“BUSY”错误。 Redis 提供了一个 script kill 的命令来中止脚本的执行。新开一个客户端: script kill 如果当前执行的 Lua 脚本对 Redis 的数据进行了修改(SET、DEL 等)，那么通过 script kill 命令是不能终止脚本运行的。 127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','gupao','666') while true do end" 0 因为要保证脚本运行的原子性，如果脚本执行了一部分终止，那就违背了脚本原子性的要求。最终要保证脚本要么都执行，要么都不执行。 127.0.0.1:6379> script kill(error) UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset. You can either wait the scripttermination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command. 遇到这种情况，只能通过 shutdown nosave 命令来强行终止 redis。 shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作，意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失。 4、Redis 为什么这么快? 4.1 Redis到底有多快？ 根据官方的数据，Redis 的 QPS 可以达到 10 万左右(每秒请求数)。 4.2 Redis为什么这么快? 总结:1)纯内存结构、2)单线程、3)多路复用 4.2.1 内存 KV 结构的内存数据库，时间复杂度 O(1)。 第二个，要实现这么高的并发性能，是不是要创建非常多的线程? 恰恰相反，Redis 是单线程的。 4.2.2 单线程 单线程有什么好处呢? 1、没有创建线程、销毁线程带来的消耗 2、避免了上线文切换导致的 CPU 消耗 3、避免了线程之间带来的竞争问题，例如加锁释放锁死锁等等 4.2.3 异步非阻塞 异步非阻塞 I/O，多路复用处理并发连接。 4.3 Redis为什么是单线程的? 不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 因为单线程已经够用了，CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 CPU 不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。 4.4 单线程为什么这么快? 因为 Redis 是基于内存的操作，我们先从内存开始说起。 4.4.1 虚拟存储器(虚拟内存 Vitual Memory) 名词解释:主存:内存;辅存:磁盘(硬盘) 计算机主存(内存)可看作一个由 M 个连续的字节大小的单元组成的数组，每个字节有一个唯一的地址，这个地址叫做物理地址(PA)。早期的计算机中，如果 CPU 需要内存，使用物理寻址，直接访问主存储器。 这种方式有几个弊端: 1、在多用户多任务操作系统中，所有的进程共享主存，如果每个进程都独占一块物理地址空间，主存很快就会被用完。我们希望在不同的时刻，不同的进程可以共用同一块物理地址空间。 2、如果所有进程都是直接访问物理内存，那么一个进程就可以修改其他进程的内存数据，导致物理地址空间被破坏，程序运行就会出现异常。 为了解决这些问题，我们就想了一个办法，在 CPU 和主存之间增加一个中间层。CPU 不再使用物理地址访问，而是访问一个虚拟地址，由这个中间层把地址转换成物理地址，最终获得数据。这个中间层就叫做虚拟存储器(Virtual Memory)。 具体的操作如下所示: 在每一个进程开始创建的时候，都会分配一段虚拟地址，然后通过虚拟地址和物理地址的映射来获取真实数据，这样进程就不会直接接触到物理地址，甚至不知道自己调用的哪块物理地址的数据。 目前，大多数操作系统都使用了虚拟内存，如 Windows 系统的虚拟内存、Linux 系统的交换空间等等。Windows 的虚拟内存(pagefile.sys)是磁盘空间的一部分。 在 32 位的系统上，虚拟地址空间大小是 2^32bit=4G。在 64 位系统上，最大虚拟地址空间大小是多少? 是不是 2^64bit=10241014TB=1024PB=16EB?实际上没有用到 64 位，因为用不到这么大的空间，而且会造成很大的系统开销。Linux 一般用低 48 位来表示虚拟地址空间，也就是 2^48bit=256T。 cat /proc/cpuinfo address sizes : 40 bits physical, 48 bits virtual 实际的物理内存可能远远小于虚拟内存的大小。 总结：引入虚拟内存，可以提供更大的地址空间，并且地址空间是连续的，使得程序编写、链接更加简单。并且可以对物理内存进行隔离，不同的进程操作互不影响。还可以通过把同一块物理内存映射到不同的虚拟地址空间实现内存共享。 4.4.2 用户空间和内核空间 为了避免用户进程直接操作内核，保证内核安全，操作系统将虚拟内存划分为两部分，一部分是内核空间(Kernel-space)/ˈkɜːnl /，一部分是用户空间(User-space)。 内核是操作系统的核心，独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的权限。 内核空间中存放的是内核代码和数据，而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中，都是对物理地址的映射。 在 Linux 系统中, 内核进程和用户进程所占的虚拟内存比例是 1:3。 当进程运行在内核空间时就处于内核态，而进程运行在用户空间时则处于用户态。 进程在内核空间以执行任意命令，调用系统的一切资源;在用户空间只能执行简单的运算，不能直接调用系统资源，必须通过系统接口(又称 system call)，才能向内核发出指令。 top 命令: us 代表 CPU 消耗在 User space 的时间百分比; sy 代表 CPU 消耗在 Kernel space 的时间百分比。 4.4.3 进程切换(上下文切换) 多任务操作系统是怎么实现运行远大于 CPU 数量的任务个数的? 当然，这些任务实际上并不是真的在同时运行，而是因为系统通过时间片分片算法，在很短的时间内，将 CPU 轮流分配给它们，造成多任务同时运行的错觉。 为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在 CPU 上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。 什么叫上下文? 在每个任务运行前，CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行，也就是说，需要系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器(ProgramCounter)，这个叫做 CPU 的上下文。 而这些保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响，让任务看起来还是连续运行。 在切换上下文的时候，需要完成一系列的工作，这是一个很消耗资源的操作。 4.4.4 进程的阻塞 正在运行的进程由于提出系统服务请求(如 I/O 操作)，但因为某种原因未得到操作系统的立即响应，该进程只能把自己变成阻塞状态，等待相应的事件出现后才被唤醒。 进程在阻塞状态不占用 CPU 资源。 4.4.5 文件描述符 FD Linux 系统将所有设备都当作文件来处理，而 Linux 用文件描述符来标识每个文件对象。 文件描述符(File Descriptor)是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，用于指向被打开的文件，所有执行 I/O 操作的系统调用都通过文件描述符;文件描述符是一个简单的非负整数，用以表明每个被进程打开的文件。 Linux 系统里面有三个标准文件描述符。 0:标准输入(键盘); 1:标准输出(显示器); 2:标准错误输出(显示器)。 4.4.6 传统 I/O 数据拷贝 以读操作为例: 当应用程序执行 read 系统调用读取文件描述符(FD)的时候，如果这块数据已经存在于用户进程的页内存中，就直接从内存中读取数据。如果数据不存在，则先将数据从磁盘加载数据到内核缓冲区中，再从内核缓冲区拷贝到用户进程的页内存中。(两次拷贝，两次 user 和 kernel 的上下文切换)。 I/O 的阻塞到底阻塞在哪里? 4.4.7 Blocking I/O 当使用 read 或 write 对某个文件描述符进行过读写时，如果当前 FD 不可读，系统就不会对其他的操作做出响应。从设备复制数据到内核缓冲区是阻塞的，从内核缓冲区拷贝到用户空间，也是阻塞的，直到 copy complete，内核返回结果，用户进程才解除 block 的状态。 为了解决阻塞的问题，我们有几个思路。 1、在服务端创建多个线程或者使用线程池，但是在高并发的情况下需要的线程会很多，系统无法承受，而且创建和释放线程都需要消耗资源。 2、由请求方定期轮询，在数据准备完毕后再从内核缓存缓冲区复制数据到用户空间 (非阻塞式 I/O)，这种方式会存在一定的延迟。 能不能用一个线程处理多个客户端请求? 4.4.8 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) I/O 指的是网络 I/O。 多路指的是多个 TCP 连接(Socket 或 Channel)。 复用指的是复用一个或多个线程。它的基本原理就是不再由应用程序自己监视连接，而是由内核替应用程序监视文件描述符。 客户端在操作的时候，会产生具有不同事件类型的 socket。在服务端，I/O 多路复用程序(I/O Multiplexing Module)会把消息放入队列中，然后通过文件事件分派器(File event Dispatcher)，转发到不同的事件处理器中。 多路复用有很多的实现，以 select 为例，当用户进程调用了多路复用器，进程会被阻塞。内核会监视多路复用器负责的所有 socket，当任何一个 socket 的数据准备好了，多路复用器就会返回。这时候用户进程再调用 read 操作，把数据从内核缓冲区拷贝到用户空间。 所以，I/O 多路复用的特点是通过一种机制一个进程能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符(套接字描述符)其中的任意一个进入读就绪(readable)状态，select() 函数就可以返回。 Redis 的多路复用， 提供了 select, epoll, evport, kqueue 几种选择，在编译的时 候来选择一种。 evport 是 Solaris 系统内核提供支持的; epoll 是 LINUX 系统内核提供支持的; kqueue 是 Mac 系统提供支持的; select 是 POSIX 提供的，一般的操作系统都有支撑(保底方案); 源码 ae_epoll.c、ae_select.c、ae_kqueue.c、ae_evport.c 5、内存回收 Reids 所有的数据都是存储在内存中的，在某些情况下需要对占用的内存空间进行回 收。内存回收主要分为两类，一类是 key 过期，一类是内存使用达到上限(max_memory) 触发内存淘汰。 5.1 过期策略 要实现 key 过期，我们有几种思路。 5.1.1 定时过期(主动淘汰) 每个设置过期时间的 key 都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据，对内存很友好;但是会占用大量的 CPU 资源去处理过期的 数据，从而影响缓存的响应时间和吞吐量。 5.1.2 惰性过期(被动淘汰) 只有当访问一个 key 时，才会判断该 key 是否已过期，过期则清除。该策略可以最大化地节省 CPU 资源，却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期 key 没有再次被访问，从而不会被清除，占用大量内存。 例如 String，在 getCommand 里面会调用 expireIfNeeded server.c expireIfNeeded(redisDb db, robj key) 第二种情况，每次写入 key 时，发现内存不够，调用 activeExpireCycle 释放一部分内存。 expire.c activeExpireCycle(int type) 5.1.3 定期过期 源码:server.h typedef struct redisDb { dict dict; / 所有的键值对 /dict expires; / 设置了过期时间的键值对 /dict blocking_keys; dict ready_keys; dict watched_keys; int id;long long avg_ttl;list defrag_later; } redisDb; 每隔一定的时间，会扫描一定数量的数据库的 expires 字典中一定数量的 key，并清除其中已过期的 key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同情况下使得 CPU 和内存资源达到最优的平衡效果。 Redis 中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。 5.2 淘汰策略 Redis 的内存淘汰策略，是指当内存使用达到最大内存极限时，需要使用淘汰算法来决定清理掉哪些数据，以保证新数据的存入。 5.2.1 最大内存设置 redis.conf 参数配置: maxmemory <bytes> 如果不设置 maxmemory 或者设置为 0，64 位系统不限制内存，32 位系统最多使用 3GB 内存。 动态修改: redis> config set maxmemory 2GB 到达最大内存以后怎么办? 5.2.2 淘汰策略 https://redis.io/topics/lru-cache redis.conf maxmemory-policy noeviction 先从算法来看: LRU，Least Recently Used:最近最少使用。判断最近被使用的时间，目前最远的数据优先被淘汰。 LFU，Least Frequently Used，最不常用，4.0 版本新增。 random，随机删除。 如果没有符合前提条件的 key 被淘汰，那么 volatile-lru、volatile-random、 volatile-ttl 相当于 noeviction(不做内存回收)。 动态修改淘汰策略: redis> config set maxmemory-policy volatile-lru 建议使用 volatile-lru，在保证正常服务的情况下，优先删除最近最少使用的 key。 5.2.3 LRU 淘汰原理 问题：如果基于传统 LRU 算法实现 Redis LRU 会有什么问题? 需要额外的数据结构存储，消耗内存。 Redis LRU 对传统的 LRU 算法进行了改良，通过随机采样来调整算法的精度。如果淘汰策略是 LRU，则根据配置的采样值 maxmemory_samples(默认是 5 个), 随机从数据库中选择 m 个 key, 淘汰其中热度最低的 key 对应的缓存数据。所以采样参数m配置的数值越大, 就越能精确的查找到待淘汰的缓存数据,但是也消耗更多的CPU计算,执行效率降低。 问题：如何找出热度最低的数据? Redis 中所有对象结构都有一个 lru 字段, 且使用了 unsigned 的低 24 位，这个字段用来记录对象的热度。对象被创建时会记录 lru 值。在被访问的时候也会更新 lru 的值。 但是不是获取系统当前的时间戳，而是设置为全局变量 server.lruclock 的值。 源码：server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; server.lruclock 的值怎么来的? Redis 中有个定时处理的函数 serverCron，默认每 100 毫秒调用函数 updateCachedTime 更新一次全局变量的 server.lruclock 的值，它记录的是当前 unix 时间戳。 源码:server.c void updateCachedTime(void) { time_t unixtime = time(NULL); atomicSet(server.unixtime,unixtime); server.mstime = mstime();​struct tm tm; localtime_r(&server.unixtime,&tm);server.daylight_active = tm.tm_isdst; } 问题:为什么不获取精确的时间而是放在全局变量中?不会有延迟的问题吗? 这样函数 lookupKey 中更新数据的 lru 热度值时,就不用每次调用系统函数 time，可以提高执行效率。 OK，当对象里面已经有了 LRU 字段的值，就可以评估对象的热度了。 函数 estimateObjectIdleTime 评估指定对象的 lru 热度，思想就是对象的 lru 值和全局的 server.lruclock 的差值越大(越久没有得到更新)，该对象热度越低。 源码 evict.c / Given an object returns the min number of milliseconds the object was never requested, using an approximated LRU algorithm. /unsigned long long estimateObjectIdleTime(robj o) {unsigned long long lruclock = LRU_CLOCK(); if (lruclock >= o->lru) {return (lruclock - o->lru) LRU_CLOCK_RESOLUTION; } else {return (lruclock + (LRU_CLOCK_MAX - o->lru)) LRU_CLOCK_RESOLUTION;} } server.lruclock 只有 24 位，按秒为单位来表示才能存储 194 天。当超过 24bit 能表 示的最大时间的时候，它会从头开始计算。 server.h define LRU_CLOCK_MAX ((1<<LRU_BITS)-1) / Max value of obj->lru / 在这种情况下，可能会出现对象的 lru 大于 server.lruclock 的情况，如果这种情况 出现那么就两个相加而不是相减来求最久的 key。 为什么不用常规的哈希表+双向链表的方式实现?需要额外的数据结构，消耗资源。而 Redis LRU 算法在 sample 为 10 的情况下，已经能接近传统 LRU 算法了。 问题:除了消耗资源之外，传统 LRU 还有什么问题? 如图，假设 A 在 10 秒内被访问了 5 次，而 B 在 10 秒内被访问了 3 次。因为 B 最后一次被访问的时间比 A 要晚，在同等的情况下，A 反而先被回收。 问题:要实现基于访问频率的淘汰机制，怎么做? 5.2.4 LFU server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; 当这 24 bits 用作 LFU 时，其被分为两部分: 高 16 位用来记录访问时间(单位为分钟，ldt，last decrement time) 低 8 位用来记录访问频率，简称 counter(logc，logistic counter) counter 是用基于概率的对数计数器实现的，8 位可以表示百万次的访问频率。 对象被读写的时候，lfu 的值会被更新。 db.c——lookupKey void updateLFU(robj val) {unsigned long counter = LFUDecrAndReturn(val); counter = LFULogIncr(counter);val->lru = (LFUGetTimeInMinutes()<<8) | counter;} 增长的速率由，lfu-log-factor 越大，counter 增长的越慢 redis.conf 配置文件。 lfu-log-factor 10 如果计数器只会递增不会递减，也不能体现对象的热度。没有被访问的时候，计数器怎么递减呢? 减少的值由衰减因子 lfu-decay-time(分钟)来控制，如果值是 1 的话，N 分钟没有访问就要减少 N。 redis.conf 配置文件 lfu-decay-time 1 6、持久化机制 https://redis.io/topics/persistence Redis 速度快，很大一部分原因是因为它所有的数据都存储在内存中。如果断电或者宕机，都会导致内存中的数据丢失。为了实现重启后数据不丢失，Redis 提供了两种持久化的方案，一种是 RDB 快照(Redis DataBase)，一种是 AOF(Append Only File)。 6.1 RDB RDB 是 Redis 默认的持久化方案。当满足一定条件的时候，会把当前内存中的数据写入磁盘，生成一个快照文件 dump.rdb。Redis 重启会通过加载 dump.rdb 文件恢复数据。 什么时候写入 rdb 文件? 6.1.1 RDB 触发 1、自动触发 a)配置规则触发。 redis.conf， SNAPSHOTTING，其中定义了触发把数据保存到磁盘的触发频率。 如果不需要 RDB 方案，注释 save 或者配置成空字符串""。 save 900 1 900 秒内至少有一个 key 被修改(包括添加) save 300 10 400 秒内至少有 10 个 key 被修改save 60 10000 60 秒内至少有 10000 个 key 被修改 注意上面的配置是不冲突的，只要满足任意一个都会触发。 RDB 文件位置和目录: 文件路径，dir ./ 文件名称dbfilename dump.rdb 是否是LZF压缩rdb文件 rdbcompression yes 开启数据校验 rdbchecksum yes 问题：为什么停止 Redis 服务的时候没有 save，重启数据还在? RDB 还有两种触发方式: b)shutdown 触发，保证服务器正常关闭。 c)flushall，RDB 文件是空的，没什么意义(删掉 dump.rdb 演示一下)。 2、手动触发 如果我们需要重启服务或者迁移数据，这个时候就需要手动触 RDB 快照保存。Redis 提供了两条命令: a)save save 在生成快照的时候会阻塞当前 Redis 服务器， Redis 不能处理其他命令。如果内存中的数据比较多，会造成 Redis 长时间的阻塞。生产环境不建议使用这个命令。 为了解决这个问题，Redis 提供了第二种方式。 执行 bgsave 时，Redis 会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。 具体操作是 Redis 进程执行 fork 操作创建子进程(copy-on-write)，RDB 持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。它不会记录 fork 之后后续的命令。阻塞只发生在 fork 阶段，一般时间很短。 用 lastsave 命令可以查看最近一次成功生成快照的时间。 6.1.2 RDB 数据的恢复(演示) 1、shutdown 持久化添加键值 添加键值 redis> set k1 1 redis> set k2 2 redis> set k3 3 redis> set k4 4 redis> set k5 5 停服务器，触发 save redis> shutdown 备份 dump.rdb 文件 cp dump.rdb dump.rdb.bak 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 啥都没有: redis> keys 3、通过备份文件恢复数据停服务器 redis> shutdown 重命名备份文件 mv dump.rdb.bak dump.rdb 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 查看数据 redis> keys 6.1.3 RDB 文件的优势和劣势 一、优势 1.RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件，它保存了 redis 在某个时间点上的数据集。这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。 2.生成 RDB 文件的时候，redis 主进程会 fork()一个子进程来处理所有保存工作，主进程不需要进行任何磁盘 IO 操作。 3.RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。 二、劣势 1、RDB 方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为 bgsave 每次运行都要执行 fork 操作创建子进程，频繁执行成本过高。 2、在一定间隔时间做一次备份，所以如果 redis 意外 down 掉的话，就会丢失最后一次快照之后的所有修改(数据有丢失)。 如果数据相对来说比较重要，希望将损失降到最小，则可以使用 AOF 方式进行持久化。 6.2 AOF Append Only File AOF:Redis 默认不开启。AOF 采用日志的形式来记录每个写操作，并追加到文件中。开启后，执行更改 Redis 数据的命令时，就会把命令写入到 AOF 文件中。 Redis 重启时会根据日志文件的内容把写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。 6.2.1 AOF 配置 配置文件 redis.conf 开关appendonly no 文件名appendfilename "appendonly.aof" AOF 文件的内容(vim 查看): 问题：数据都是实时持久化到磁盘吗? 由于操作系统的缓存机制，AOF 数据并没有真正地写入硬盘，而是进入了系统的硬盘缓存。什么时候把缓冲区的内容写入到 AOF 文件? 问题:文件越来越大，怎么办? 由于 AOF 持久化是 Redis 不断将写命令记录到 AOF 文件中，随着 Redis 不断的进行，AOF 的文件会越来越大，文件越大，占用服务器内存越大以及 AOF 恢复要求时间越长。 例如 set xxx 666，执行 1000 次，结果都是 xxx=666。 为了解决这个问题，Redis 新增了重写机制，当 AOF 文件的大小超过所设定的阈值时，Redis 就会启动 AOF 文件的内容压缩，只保留可以恢复数据的最小指令集。 可以使用命令 bgrewriteaof 来重写。 AOF 文件重写并不是对原文件进行重新整理，而是直接读取服务器现有的键值对，然后用一条命令去代替之前记录这个键值对的多条命令，生成一个新的文件后去替换原来的 AOF 文件。 重写触发机制 auto-aof-rewrite-percentage 100 auto-aof-rewrite-min-size 64mb 问题:重写过程中，AOF 文件被更改了怎么办? 另外有两个与 AOF 相关的参数: 6.2.2 AOF 数据恢复 重启 Redis 之后就会进行 AOF 文件的恢复。 6.2.3 AOF 优势与劣势 优点: 1、AOF 持久化的方法提供了多种的同步频率，即使使用默认的同步频率每秒同步一次，Redis 最多也就丢失 1 秒的数据而已。 缺点: 1、对于具有相同数据的的 Redis，AOF 文件通常会比 RDB 文件体积更大(RDB 存的是数据快照)。 2、虽然 AOF 提供了多种同步的频率，默认情况下，每秒同步一次的频率也具有较高的性能。在高并发的情况下，RDB 比 AOF 具好更好的性能保证。 6.3 两种方案比较 那么对于 AOF 和 RDB 两种持久化方式，我们应该如何选择呢? 如果可以忍受一小段时间内数据的丢失，毫无疑问使用 RDB 是最好的，定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份， 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。 否则就使用 AOF 重写。但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制，而是应该两种一起用，在这种情况下,当 redis 重启的时候会优先载入 AOF 文件来恢复原始的数据，因为在通常情况下 AOF 文件保存的数据集要比 RDB 文件保存的数据集要完整。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/zhoutaochun/article/details/120075092。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

JSON是一种普遍的数据结构，而在在Java环境下，我们通常运用Map来保存键值对数据数据，因此将JSON转化成Map是一项必需的技巧。下面说明一下如何将JSON转化成在Java环境下的Map。 public static Map<String, Object> jsonToMap(String json){ ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); try { TypeReference<Map<String, Object>> typeRef = new TypeReference<Map<String, Object>>() {}; return mapper.readValue(json, typeRef); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return null; } 上述代码运用Jackson库的ObjectMapper类来将JSON转化成Map，其中TypeReference用于明确转化的目标数据类型，从而获取一个包含键值对数据的Map。 运用方法很简便，调用该方法并传递JSON字符串即可： String json = "{\"name\":\"John\", \"age\":30, \"city\":\"New York\"}"; Map<String, Object> map = jsonToMap(json); System.out.println(map.get("name")); //打印John 在实际开发中，我们需要根据具体情况进行处理，例如处理JSON中的嵌套对象和数组等，这需要我们对JSON的结构有一定的了解。总之，将JSON转化成Map是一项基本的操作，掌握后能够有效地提高我们的开发效率。

...程序设计的进程中，栈结构和栈是两个重要的概念。虽然它们都属于数据结构的领域，但事实上它们有着显著的差异点。 首先，栈结构是一种顺序数据结构，它的特性是先进后出（LIFO），即最后添加的元素最先被移除。栈结构通常被应用于需要后退或回滚的情况下，例如浏览器的“后退”操作。在Java中，我们可以使用Stack类来实现栈结构。 Stack stack = new Stack(); stack.push("元素1"); stack.push("元素2"); stack.push("元素3"); String element3 = stack.pop(); // element3 = "元素3" String element2 = stack.pop(); // element2 = "元素2" 然而，与栈结构不同，栈是一种内存空间的抽象概念。在Java中，每个线程都有一个专属的栈，用来存储方法的调用记录。当一个方法被调用时，它的参数和临时变量被入栈栈中。当方法执行结束时，这些数据会从栈中弹出。由于栈的大小是有限制的，当一个线程的栈空间不够用时，将会抛出StackOverflowError异常。 public void methodA() { methodB(); } public void methodB() { methodC(); } public void methodC() { // 一些操作 } // 线程的栈空间大小为1KB // 当执行methodA时，将依次调用methodB、methodC // 由于三个方法的参数和临时变量总大小超过了1KB // 所以将会抛出StackOverflowError异常 methodA(); 综上所述，栈结构与栈虽然都是存储数据的结构，但它们的应用场景及实现方式却截然不同。在Java中，栈结构可以通过Stack类进行操作，而栈则是Java虚拟机内部的概念，用于存储方法的调用记录。正确地理解它们之间的区别对于Java程序员来说是非常重要的。

...户推荐系统是一种基于数据分析和算法模型的工具，用于预测并推荐给用户可能感兴趣的信息、商品或服务。在本文的语境中，每个用户都有一个推荐用户列表，这意味着系统会根据用户的行为、社交关系等因素，为每个用户生成一份他们可能感兴趣或者有潜在价值的其他用户列表。 面向对象编程（OOP） , 面向对象编程是一种计算机编程范式，其核心概念包括类、对象、封装、继承和多态等。在本文中，通过创建一个User类来描述和操作用户数据，实现了对用户信息及其推荐用户的结构化管理，这是PHP实现统计功能时采用的面向对象编程方法的具体应用。 关联数组（Associative Array） , 关联数组是编程语言中一种特殊的数据结构，其中的元素由键值对组成，而不是通过整数索引访问。在本文解决方案部分，PHP中的$countMap就是一种关联数组，它的键是用户ID，值是对应的推荐用户人数。通过遍历用户列表并更新关联数组，可以方便地存储和检索每个用户的推荐用户数量，从而满足需求分析中提出的功能要求。

...随着技术的发展，链式调用不仅在Ruby中得到了广泛应用，在其他编程语言中也逐渐流行起来。例如，JavaScript中的许多库和框架，如jQuery和Lodash，都广泛采用了链式调用的设计模式，以简化代码并提高开发效率。这种设计模式不仅可以应用于简单的属性设置，还可以用于处理复杂的数据结构和逻辑操作，从而使得代码更加简洁和易于理解。 例如，2023年7月，GitHub上发布了一篇关于如何在Python中实现链式调用的文章，引起了广泛讨论。作者通过创建一个自定义的类，实现了类似于Ruby中的链式调用功能，使得代码更加紧凑和可读。这一实践不仅展示了链式调用的强大功能，还引发了关于如何在不同编程语言中实现类似功能的讨论。 此外，链式调用在实际项目中也有着广泛的应用。例如，在数据处理和分析领域，链式调用可以帮助开发者更高效地处理复杂的数据流。在2023年的一项研究中，研究人员利用链式调用技术，成功地优化了大数据处理流程，提高了数据处理的速度和准确性。这项研究成果不仅证明了链式调用在实际应用中的价值，也为后续的研究提供了新的思路和方向。 总之，链式调用作为一种强大的编程技术，不仅在Ruby中得到了广泛应用，也在其他编程语言和实际项目中展现出了其独特的魅力和价值。随着技术的不断发展，链式调用将继续为软件开发带来更多的便利和创新。

...不存在错误：深入理解Lua表中键的访问与处理 在Lua的世界里，表（table）是最强大的数据结构之一，它既可以作为数组，也可以作为关联数组或字典使用。然而，在我们实实在在敲代码的时候，经常会遇到这么个让人挠头的小状况：“哎呀，竟然试图访问一个在表格里压根不存在的键”，这样一来，程序可就要闹情绪，抛出运行时错误了。这篇东西，咱们就瞄准这个主题使劲深挖一下，而且我还会甩出多个代码实例，保准让大家伙儿不仅能明白这个问题是怎么回事，更能掌握解决它的方法，保证接地气儿，不带一点儿机器味儿！ 1. 键不存在错误的基本概念 首先，我们需要明确的是，当你试图访问一个在Lua表中并不存在的键时，Lua并不会默默地返回nil，而是会抛出一个错误。例如： lua local my_table = {name = "John", age = 30} print(my_table["address"]) -- 这将会抛出错误：attempt to index a nil value (field 'address') 在这个例子中，我们尝试从my_table获取"address"对应的值，但该键并不存在于表中，因此Lua抛出了“键不存在”错误。 2. 如何安全地访问可能不存在的键 为了避免上述错误的发生，我们可以利用Lua中的条件判断和nil检查机制来安全地访问表中的键。下面是一个典型的示例： lua local my_table = {name = "John", age = 30} -- 安全访问方式：先检查键是否存在，再进行访问 if my_table.address then print(my_table.address) else print("Address is not set.") end 或者，你可以使用Lua的rawget函数，它不会触发元方法且对键的类型没有限制，同时也不会抛出错误： lua local address = rawget(my_table, "address") if address then print(address) else print("Address is not set.") end 3. 使用pairs和ipairs遍历检查键的存在性 当不确定表中有哪些键时，可以采用遍历的方式来检查： lua for key, value in pairs(my_table) do if key == "address" then print(value) break end end -- 如果是数字索引的连续数组部分，可以使用 ipairs for i = 1, my_table do if i == my_expected_index then print(my_table[i]) break end end 4. 自定义默认返回值——空合并操作符 // Lua 5.3引入了一个非常有用的特性——空合并操作符（也称为nil合并操作符）//，它可以用于提供默认值： lua local my_table = {name = "John", age = 30} print(my_table.address // "No Address") -- 输出 "No Address" 在这个例子中，如果my_table.address为nil，则会返回后面的字符串"No Address"，这样就避免了键不存在的错误。 结语：思考与探讨 理解并妥善处理Lua表中键可能不存在的情况，是Lua编程过程中的重要一环。掌握这些技巧不仅可以避免程序因意外的键访问错误而崩溃，还能使我们的代码更加健壮、易读。希望本文的讨论和实例代码能帮助你更深入地理解这一问题，并在今后的编程实践中灵活运用，让Lua代码如丝般顺滑地运行。记住，编程不仅仅是解决问题，更是不断探索、学习和成长的过程。

Lua Metatables：揭秘“metatableisnotatable”的真相 1. 引言 在Lua的世界里，metatables无疑是一个颇具神秘色彩的概念。其实啊，metatable并不是我们日常所说的那种table，它更像是Lua世界里的“武林秘籍”，是实现Lua对象各种神奇行为的关键所在。所以，“metatableisnotatable”这句话，就像是揭示了一个深奥的道理，听起来特别有内涵和智慧呢！今天，咱们就一起动手，揭开这层Lua中metatables的神秘面纱，用浅显易懂的大白话和丰富多彩的代码实例，好好唠唠它到底有啥独特的魔力，以及它背后非table的真正本质。 2. 什么是Metatable？ （1）定义 首先，metatables并不是我们日常编程中用来存储数据的table，而是一种特殊的元表结构，它为Lua中的原始数据类型提供了扩展功能的能力。当你打算对一个table动手做点什么操作的时候，Lua这个小机灵鬼会先翻一翻这个table的metatable（可以理解为table的“使用说明书”），瞧瞧里面有没有针对这种操作的一些特殊处理手段。 （2.1）示例一： lua -- 创建一个空metatable local mt = {} mt.__add = function (t1, t2) return "Tables cannot be added, but I'm here!" end -- 为一个table关联上metatable local t = {} setmetatable(t, mt) -- 测试metatable的效果 print(t + t) -- 输出："Tables cannot be added, but I'm here!" 在这个例子中，我们创建了一个metatable并为其定义了__add元方法，然后将其关联到一个普通table上。当我们试图将两个table相加时，由于metatable的存在，实际执行的是自定义的__add方法，而非默认的行为。 3. Metatable与Table的区别 (3.1) 内在差异 虽然metatables和tables都是Lua中的数据结构，但两者的用途截然不同。就像我们这次讨论的主题说的那样，“metatable可不就是个普通table”，这句话的重点在于，metatables并不直接存东西，它更像是个幕后操控者，专门用来定制或者调整其他table的行为规矩。 (3.2) 示例二： lua -- 创建一个带有metatable的table local t = {x = 10} local mt = { __index = function(table, key) if key == "y" then return 20 end end } setmetatable(t, mt) -- 访问不存在的键 print(t.y) -- 输出：20 这段代码展示了metatable如何控制table的索引访问。当你在table t里头翻来找去都找不到那个叫y的键时，Lua这家伙可机灵了，它会跑到metatable这个“幕后大佬”那里，去找一个叫__index的秘密武器来取值。这就相当于给你展示了metatable虽然不是table本身，但却能偷偷摸摸地改变table行为的一个鲜活例子。 4. 结语 所以，下一次当你听到有人说“metatableisnotatable”，你应该明白这其中蕴含的深意。Metatables在Lua的世界里，就像是给开发者们打造的一把神奇万能钥匙。它深藏功与名，低调而强大，灵活得不得了，堪称实现面向对象功能的秘密武器。正是因为有了metatables的存在，Lua才能如此游刃有余地应对各种复杂的定制需求场景，让开发者们的工作如虎添翼，轻松搞定！理解并掌握metatables的使用，就如同解锁Lua世界的一把金钥匙，助你在Lua编程的道路上更加游刃有余。下次再面对复杂的Lua对象操作问题时，不妨思考一下：“我是否可以通过metatable来巧妙地解决这个问题呢？”

...发中，我们常常需要与数据库打交道，而SqlHelper类作为一款广泛应用的数据访问辅助类，其主要功能就是提供了一种统一、便捷的方式来执行SQL命令。不过呢，在实际动手用SqlHelper类封装数据插入功能的时候，咱们偶尔会碰到一些看着不起眼儿，但实际上却至关重要的小问题。本文将带大家一起探讨这些问题，并通过实例代码来揭示解决之道。 2. SqlHelper类简介 SqlHelper是.NET框架下一种常用的数据库操作工具类，它封装了ADO.NET中的SqlConnection、SqlCommand等对象，简化了数据库的操作过程。下面是一个基础的SqlHelper类的插入数据方法示例： csharp public static int ExecuteNonQuery(string connectionString, string commandText, params SqlParameter[] commandParameters) { using (SqlConnection connection = new SqlConnection(connectionString)) { SqlCommand cmd = new SqlCommand(commandText, connection); cmd.CommandType = CommandType.Text; if (commandParameters != null) cmd.Parameters.AddRange(commandParameters); connection.Open(); int result = cmd.ExecuteNonQuery(); return result; } } 3. 插入数据时可能遇到的问题及其解决方案 （1）问题一：参数化SQL语句异常 有时候，我们在调用SqlHelper类执行插入数据操作时，可能会遇到因参数化SQL语句设置不当导致的异常。例如，参数数量与SQL语句中的问号不匹配： csharp string sql = "INSERT INTO Users (Name, Email) VALUES (?, ?)"; SqlParameter[] parameters = { new SqlParameter("@Name", "John Doe"), new SqlParameter("@Email", "john.doe@example.com"), new SqlParameter("@Age", 30) }; int rowsAffected = SqlHelper.ExecuteNonQuery(connectionString, sql, parameters); 这里，SQL语句只有两个问号占位符，但提供了三个参数，运行时会引发错误。为了解决这个问题，我们需要确保参数数量和SQL语句中的占位符数量一致： csharp string sql = "INSERT INTO Users (Name, Email, Age) VALUES (?, ?, ?)"; （2）问题二：空值处理 在插入数据时，如果字段允许为空，但在实际插入时未给该字段赋值，也可能导致异常。比如： csharp string sql = "INSERT INTO Users (Name, Email, PasswordHash) VALUES (?, ?, ?)"; SqlParameter[] parameters = { new SqlParameter("@Name", "John Doe"), new SqlParameter("@Email", "john.doe@example.com") }; 在上述代码中，PasswordHash字段没有赋予任何值。为了正确处理这种情况，我们可以设定DBNull.Value或者根据数据库表结构调整SQL语句： csharp parameters = { new SqlParameter("@Name", "John Doe"), new SqlParameter("@Email", "john.doe@example.com"), new SqlParameter("@PasswordHash", DBNull.Value) }; 或者修改SQL语句为： csharp string sql = "INSERT INTO Users (Name, Email) VALUES (?, ?)"; 4. 总结与思考 封装SqlHelper类进行数据插入时，虽然能极大提高开发效率，但也要注意细节处理。这包括但不限于参数化SQL语句的准确构建以及对空值的合理处理。在实际操作中，咱们得化身成侦探，用鹰眼般的敏锐洞察力揪出问题所在。同时，咱还要巧妙借助.net这个强大工具箱，灵活采取各种招数去摆平这些问题，这样一来，就能确保数据操作既稳如磐石又安全无虞啦！这就是编程让人着迷的地方，每遇到一个挑战，就像是给你塞了个成长的礼包，每一个解决的问题，都是你在技术道路上留下的扎实脚印，步步向前。

Lua 技术探索：深入理解 "badargument2 to 'insert' table expected, got nil" 错误 Lua，作为一种轻量级脚本语言，以其小巧、灵活和高效而备受开发者的喜爱。在我们实际编写代码的时候，有时候会遇到一些让人脑壳疼的错误信息，就比如那个“bad argument 2 to 'insert'，本来应该是个表格来着，结果却收到了nil”。这就像是你准备往抽屉里放衣服，却发现抽屉位置空空如也，这可真是让人丈二和尚摸不着头脑。本文将带你一起深入探讨这个错误背后的原因，并通过丰富的代码实例帮你理解它，以便你在今后的开发过程中能更游刃有余地处理此类问题。 1. 错误解析 在Lua中，当你尝试使用table.insert方法时，该方法期望接收到两个参数：一个是表（table），另一个是要插入到表中的元素。当错误信息提示"bad argument 2 to 'insert'"时，意味着函数接收到的第二个参数存在问题。这里的"2"实际上是指第二个实参，"table expected, got nil"则明确告诉我们，原本应该是一个table类型的参数，但实际获取的是nil。 2. 代码示例与分析 示例一： lua -- 创建一个空表 local myTable = {} -- 尝试向表中插入一个元素，但没有指定要插入哪个表 table.insert(nil, "I am supposed to be in a table!") -- 运行这段代码将会抛出错误：bad argument 1 to 'insert' (table expected, got nil) 在这段代码中，我们试图调用table.insert函数，但作为第一个参数传入了nil而非table，因此出现了上述错误。错误信息中的“1”是因为在Lua中，函数参数是从1开始计数的。 示例二： lua -- 正确创建并初始化一个table local myTable = {"Element 1", "Element 2"} -- 试图插入一个新的元素，但是新元素的引用丢失 local newElement = "New Element" newElement = nil -- 这里将newElement设为nil table.insert(myTable, newElement) -- 运行这段代码将会抛出错误：bad argument 2 to 'insert' (value expected, got nil) 在这个例子中，尽管我们正确提供了table作为table.insert的第一个参数，但第二个参数newElement被设置为了nil，导致插入操作失败。 3. 解决方案与思考过程 理解了错误来源后，解决问题的关键在于确保传递给table.insert的两个参数都是有效的。关于第一个参数，你可得把它搞清楚了，必须是个实实在在的table，不能是nil空空如也；而第二个参数呢，也得瞪大眼睛瞧仔细了，确保它是你真正想塞进那个表里的“良民”，也就是个有效的值。 lua -- 正确的插入操作演示 local myTable = {"Element 1", "Element 2"} -- 确保新元素存在且非nil local newElement = "New Element" table.insert(myTable, newElement) -- 此时不会出现错误 print(table.concat(myTable, ", ")) -- 输出: "Element 1, Element 2, New Element" 在实际编程过程中，我们需要时刻保持警惕，确保对变量的管理和引用是准确无误的，尤其是在进行数据结构操作如插入、删除或更新时。这种精细到每根汗毛的编程习惯，可不只是能帮我们躲开“参数错误”这类小坑，更能给咱们的程序打上一层强心针，让它的稳定性和坚固程度蹭蹭上涨。 总之，面对"bad argument 2 to 'insert' table expected, got nil"这类错误，记住一点：在执行任何修改table的操作前，请先确认所有相关变量都已正确初始化并且指向有效的值。这样一来，你就能把Lua这门超级灵活的语言玩得溜溜的，让它变成你的趁手神器，而不是绊你前进步伐的小石头。

...界里，我们每天都在与数据打交道，而如何将这些数据从一个地方传到另一个地方，就涉及到了传递方式的问题。今天我们就来聊聊Java中的两种传递方式：值传递（Pass by Value）和地址传递（Pass by Reference）。这俩方法经常搞得人一头雾水，有时还真让人怀疑自己是不是哪里没学明白。但别担心，本文将会通过一些具体的例子和深入浅出的解释，帮你解开这个谜团。 2. 值传递 一切从这里开始 首先，我们要聊的是值传递。在Java里，不管是基本类型比如int、double、char，还是对象的引用，都是按值传递的。简单来说，你传递的是它们的“副本”，而不是它们本身。这就意味着，当我们把一个变量的值交给一个方法时，其实是在给它一个新的“复制品”。就像你把你的玩具分享给朋友，但你还是保留着自己的那个一样。 代码示例1： java public class ValuePassingExample { public static void main(String[] args) { int num = 5; System.out.println("Before method call: " + num); changeValue(num); System.out.println("After method call: " + num); } public static void changeValue(int x) { x = 10; System.out.println("Inside method: " + x); } } 在这个例子中，num 的初始值是5。当你把 num 传给 changeValue 方法时，其实是在给方法里的 x 复制了一个 num 的值，就是那个5。所以呢，就算我们在方法里面把 x 的值改来改去，外面的 num 还是会稳如老狗，一点变化都没有。 输出结果： Before method call: 5 Inside method: 10 After method call: 5 3. 地址传递 指向更深层次的探索 接下来，我们要探讨的是地址传递。在Java里，我们其实是把对象的引用当成了值来传递，但这并不等于说它完全按照传统的地址传递方式来工作。Java中的对象引用传递更像是值传递的一种变体。当你传递一个对象引用时，你实际上是在传递该引用的副本。这就意味着，你没法改变引用指向的那个对象的“家”，但是你可以去改动这个对象本身的“样子”。 代码示例2： java public class AddressPassingExample { public static void main(String[] args) { Person person = new Person("Alice"); System.out.println("Before method call: " + person.getName()); changeName(person); System.out.println("After method call: " + person.getName()); } public static void changeName(Person p) { p.setName("Bob"); System.out.println("Inside method: " + p.getName()); } } class Person { private String name; public Person(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } 在这个例子中，我们创建了一个名为 Person 的类，并定义了 name 属性。在 main 方法中，我们创建了一个 Person 对象并将其名字设为 "Alice"。当我们调用 changeName 方法时，我们将 person 对象的引用传递给了这个方法。虽然我们没法换个新的 p，但我们可以用 setName 这个方法来修改 person 这个对象的信息。 输出结果： Before method call: Alice Inside method: Bob After method call: Bob 4. 深入理解 值传递 vs 地址传递 现在我们已经了解了值传递和地址传递的基本概念，但它们之间的区别和联系仍然值得进一步探讨。值传递意味着我们传递的是数据的副本，而不是数据本身。而地址传递则允许我们通过引用访问和修改数据。不过在Java里，这种情况其实更像是把引用的复制品传来传去，所以它既不是传统的值传递，也不是真正的地址传递，挺特别的。 理解这一点可以帮助我们更好地设计和调试程序。比如说，当我们想确保某个方法不会搞乱传入的数据时，就可以考虑用值传递。这样就相当于给数据复制了一份，原数据还是干干净净的。而当我们需要修改传入的数据时，则应该考虑使用地址传递。 5. 总结 通过今天的讨论，我们不仅掌握了Java中值传递和地址传递的基本概念，还通过具体例子加深了对这两种传递方式的理解。希望这篇文章能够帮助你在编程过程中更加得心应手地处理数据传递问题。记住，编程不仅是技术的较量，更是思维的碰撞。希望你在未来的编程旅程中，不断探索，不断进步！ --- 希望这篇技术文章能为你提供一些有价值的见解和灵感。如果你有任何疑问或想了解更多细节，请随时提问！

...编程技术，在处理复杂数据结构如树和图、实现高效算法以及编写简洁优雅代码等方面扮演着愈发关键的角色。 例如，Google的TensorFlow框架在其图形计算模型中广泛利用了递归来表达复杂的依赖关系。另外，微软研究院近期的一项研究表明，通过编译器优化和硬件支持的改进，可以在不牺牲性能的前提下有效提升尾递归的效率，从而为大规模分布式系统的可靠性和可扩展性提供新的解决方案。 同时，关于递归在解决现实世界问题时的局限性及替代方案也引起了学术界的关注。比如动态规划、迭代等方法常被用来替换可能引发栈溢出的深度递归，以适应资源受限环境下的计算需求。 总之，递归作为编程工具箱中不可或缺的一部分，其实践运用与理论研究正在不断深化与发展。开发者不仅需要掌握递归的基本原理和技巧，更应关注其在新技术、新场景下的适应性与挑战，以便更好地应对未来编程领域的变革与创新。

ORM（对象关系映射） , ORM是一种编程技术，它将关系型数据库的数据结构与面向对象编程语言中的对象模型进行关联。在Python Flask框架中通过SQLAlchemy实现ORM，可以将数据库表的字段对应到类的属性上，使得开发者能够以操作对象的方式来操作数据库记录，无需直接编写SQL语句。例如，在文章中实例化Student和Grade类的过程，就是将数据模型映射为数据库表结构的过程。 Flask-SQLAlchemy , Flask-SQLAlchemy是Flask框架的一个扩展库，它提供了对SQLAlchemy的支持，使得Flask应用能够更方便地与各种关系型数据库进行交互。在本文中，通过使用Flask-SQLAlchemy，开发人员可以通过定义Python类来表示数据库中的表，并利用其提供的会话管理、事务处理等功能实现数据的增删改查操作。 事务处理 , 事务处理是数据库系统中的核心概念之一，用于保证数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID原则）。在Python Flask框架结合MySQL数据库的操作中，通过db.session.commit()提交事务和db.session.rollback()回滚事务的方式，确保了在一系列数据库操作过程中，要么所有更改全部成功并永久保存，要么在发生错误时撤销所有更改，以维护数据的一致性和完整性。 批量插入 , 批量插入是指一次性向数据库表中插入多条记录的操作。在文中提及的第二种方式中，通过创建多个对象实例并将它们添加到一个列表中，然后调用db.session.add_all(stus_list)或db.session.add_all(grades_list)方法，实现了批量插入功能，相比单个插入，这种方式能有效提高数据库操作的性能，尤其是在需要插入大量数据的场景下。

...软件设计模式，用于在关系型数据库系统与面向对象编程语言之间建立桥梁。在.NET开发中提及的EF Core就是一个ORM框架实例，它允许开发者以操作对象的方式来操作数据库，将数据库表映射为类，SQL查询转换为 LINQ 表达式或方法调用，从而极大地简化数据访问层的开发工作，并提高代码可读性和复用性。 参数化SQL , 参数化SQL是在执行SQL语句时，将变量或用户输入的数据作为参数传递给SQL命令的方式。这样可以有效防止SQL注入攻击，并确保SQL语句的正确编译和执行。例如，在文章中的SqlHelper类中，通过SqlCommand.Parameters.AddRange(parameters)方法来绑定参数，确保插入、更新或删除数据时SQL语句的安全性和准确性。 主键约束 , 主键约束是关系型数据库中的一种完整性约束，用于唯一标识数据库表中的每一条记录。在创建表结构时，通常会指定一个或多个字段为主键，这些字段的值必须在全表范围内保持唯一。当尝试插入已存在主键值的数据时，数据库会根据主键约束抛出异常，以保证数据的一致性和完整性。在文中提到的问题二中，如果尝试插入已存在的主键值，就会触发主键冲突异常。

...到需要处理数组元素间关系的问题。今天，咱们就来唠唠一个实实在在、日常生活中经常遇到的问题——怎么才能顺顺利利地遍历数组，并对挨着的元素玩一把“相减游戏”。这个看似不起眼的过程，其实背后藏着对数据处理、逻辑控制、循环语句的深厚功底和全面理解，像是个隐藏的武林高手在低调地秀操作。 1. 理解问题与需求 想象一下，你有一个整数数组，例如 [5, 3, 8, 2, 7]，现在你的任务是计算每对相邻元素的差值，并将结果存储到新的数组中。在这个例子中，我们期望得到的结果数组应当为 [2, -5, 6, -5]（即 5-3, 3-8, 8-2, 2-7 的结果）。这就意味着咱们得掌握的可不只是怎么把数组里的每个元素都摸个遍，更关键的是，咱们还要懂得如何在“溜达”过程中灵活处理这些元素之间的“亲密关系”。 2. 初识Java数组遍历与相减操作 首先，让我们用Java代码来直观展示如何实现这个功能。这里我们使用最基础的for循环： java public class Main { public static void main(String[] args) { int[] numbers = {5, 3, 8, 2, 7}; int[] differences = new int[numbers.length - 1]; // 新数组长度比原数组少1 // 遍历原数组，从索引1开始，因为我们需要比较相邻项 for (int i = 1; i < numbers.length; i++) { // 计算相邻项的差值并存入新数组 differences[i - 1] = numbers[i] - numbers[i - 1]; System.out.println("The difference between " + numbers[i - 1] + " and " + numbers[i] + " is: " + differences[i - 1]); } // 输出最终的差值数组 System.out.println("\nFinal differences array: " + Arrays.toString(differences)); } } 上述代码中，我们创建了一个新数组differences来存放相邻元素的差值。在用for循环的时候，我们相当于手牵手地让当前索引i和它的前一位朋友i-1对应的数组元素见个面，然后呢，咱们就能轻轻松松算出这两个小家伙之间的差值。别忘了，把这个差值乖乖放到新数组相应的位置上~ 3. 深入探讨及优化思路 上述方法虽然可以解决基本问题，但当我们考虑更复杂的情况时，比如数组可能为空或只包含一个元素，或者我们希望对任何类型的数据（不仅仅是整数）执行类似的操作，就需要进一步思考和优化。 例如，为了提高代码的健壮性，我们可以增加边界条件检查： java if (numbers.length <= 1) { System.out.println("The array has fewer than two elements, so no differences can be calculated."); return; } 另外，如果数组元素是浮点数或其他对象类型，只要这些类型支持减法操作，我们的算法依然适用，只需相应修改数据类型即可。 4. 总结与延伸 通过以上示例，我们不难看出，在Java中实现遍历数组并计算相邻项之差是一个既考验基础语法又富有实际应用价值的操作。同时，这也是我们在编程过程中不断迭代思维、适应变化、提升代码质量的重要实践。甭管你碰上啥类型的数组或是运算难题，重点就在于把循环结构整明白了，还有对数据的操作手法得玩得溜。只要把这个基础打扎实了，咱就能在编程的世界里挥洒自如地解决各种问题，就跟切豆腐一样轻松。这就是编程的魅力所在，它不只是机械化的执行命令，更是充满智慧与创新的人类思考过程的体现。

...定义Bean及其依赖关系，框架会在运行时自动完成Bean的实例化、依赖注入等工作，这就是IoC的核心体现。 AOP（面向切面编程） , AOP是面向对象编程的一种补充技术，允许开发者将横切关注点（如日志记录、事务管理等）与业务逻辑相分离，以提升代码的可读性和可维护性。在Go-Spring框架中，通过预定义或自定义切面，可以将这些通用功能模块化，并在需要的地方织入到目标对象的方法调用过程中，实现了功能模块的重用和解耦。 XMLbean配置文件 , 在Go-Spring框架中，XMLbean配置文件是一个采用XML语法编写的文件，用于定义应用中的Bean以及它们之间的依赖关系、初始化属性值等信息。开发人员通过在该文件中声明Bean，框架会根据配置动态地创建和管理Bean的生命周期，这是实现IoC的重要方式。例如，在文中提到的XMLbean定义文件结构中，<bean>标签用于定义一个Bean实例，其属性id用于标识Bean的唯一名称，而class属性则指定了Bean的实现类。

...类似问题变种，强调对数据结构和算法有深刻理解和灵活运用。 进一步深入研究，此类问题可扩展到多维空间或更复杂的约束条件下，如二维矩阵中寻找满足递增顺序的子矩阵个数，或者在网络流、图论等领域中寻找满足特定条件的路径集合等。今年早些时候，一篇发表在《ACM Transactions on Algorithms》的研究论文就探讨了一类复杂度更高的动态三元组匹配问题，并提出了一种新颖的时间复杂度为O(n log n)的解决方案，为这类问题的求解提供了新的思路。 此外，在实际应用层面，递增序列问题也常出现在大数据分析、搜索引擎索引构建以及机器学习特征选择等方面。例如，在推荐系统中，用户行为序列的模式挖掘往往需要统计用户对商品评分的递增关系，从而推断用户的兴趣迁移趋势。而在数据库领域，索引优化技术会利用相似的逻辑来提高查询效率。 总之，递增三元组问题作为一个典型的编程题目，其背后所蕴含的数据处理思想和技术手段具有广泛的适用性和深度，值得我们在理论学习和实践操作中持续探索和深化理解。

...tlas主要是一个元数据管理框架，并不直接提供图表数据源或处理图表数据不足的情况，它更关注于管理和理解大数据生态系统的元数据结构。所以呢，你不能指望着靠编写一段Apache Atlas的代码示例，就解决“图表数据源没提供足够数据或者干脆没给数据”的问题。这就跟没法儿用一段程序命令，让一个空米袋子自己变出白米饭来一样。但我可以为您撰写一篇关于如何利用Apache Atlas进行元数据管理以辅助解决数据源问题的技术性探讨文章，以下是我按照您的要求编写的草稿： Apache Atlas：透视数据源与元数据管理的艺术 1. 引言 在当今大数据时代，我们时常会面临一个挑战——图表数据源突然无法提供足够的数据，这就像在黑夜中寻找方向，没有足够的星星作为参照。这个时候，我们急需一个像超级英雄那样的给力工具，能帮我们点亮那些复杂的数据迷宫，扒开层层数据表象，把内在的构造和它们之间的亲密关系给揪出来。说白了，这就像是Apache Atlas在我们数据世界中的超能力展现！尽管它并不直接解决图表数据源的问题，但通过统 一、精准地管理元数据，它可以协助我们更好地理解和优化数据源。 2. Apache Atlas 元数据管理中枢 Apache Atlas是一个企业级的元数据管理系统，它适用于Hadoop生态系统和其他大数据平台。设想一下，当你面对数据不足或数据源失效的问题时，如果有一个全局视角，清晰地展示出数据资产的全貌以及它们之间的关系，无疑将极大提升问题定位和解决方案设计的效率。 3. Apache Atlas的应用场景举例（虽然不是针对数据不足问题的代码示例，但通过实际操作演示其功能） （a）创建实体类型与属性 java // 创建一个名为'DataSource'的实体类型，并定义其属性 EntityTypeDef dataSourceTypeDef = new EntityTypeDef(); dataSourceTypeDef.setName("DataSource"); dataSourceTypeDef.setServiceType("metadata_management"); List attrNames = Arrays.asList("name", "status", "lastUpdateTimestamp"); dataSourceTypeDef.setAttributeDefs(getAttributeDefs(attrNames)); // 调用Atlas API创建实体类型 EntityTypes.create(dataSourceTypeDef); （b）注册数据源实例的元数据 java Referenceable dataSourceRef = new Referenceable("DataSource", "dataSource1"); dataSourceRef.set("name", "MyDataLake"); dataSourceRef.set("status", "Inactive"); dataSourceRef.set("lastUpdateTimestamp", System.currentTimeMillis()); // 将数据源实例的元数据注册到Atlas EntityMutationResponse response = EntityService.createOrUpdate(new AtlasEntity.AtlasEntitiesWithExtInfo(dataSourceRef)); 4. 借助Apache Atlas解决数据源问题的策略探讨 当图表数据源出现问题时，我们可以利用Apache Atlas查询和分析相关数据源的元数据信息，如数据源的状态、更新时间等，以此为线索追踪问题源头。比如，当我们瞅瞅数据源的那个“status”属性时，如果发现它显示的是“Inactive”，那我们就能恍然大悟，原来图表数据不全的问题根源就在这儿呢！同时，通过对历史元数据记录的挖掘，还可以进一步评估影响范围，制定恢复策略。 5. 结论 Apache Atlas虽不能直接生成或补充图表数据，但其对数据源及其元数据的精细管理能力，如同夜空中最亮的北斗星，为我们指明了探寻数据问题真相的方向。当你碰上数据源那些头疼问题时，别忘了活用Apache Atlas这个给力的元数据管理工具。瞅准实际情况，灵活施展它的功能，咱们就能像在大海里畅游一样，轻松应对各种数据挑战啦！ 以上内容在风格上尽量口语化并穿插了人类的理解过程和探讨性话术，但由于Apache Atlas的实际应用场景限制，未能给出针对“图表数据源无法提供数据或数据不足”主题的直接代码示例。希望这篇文章能帮助您从另一个角度理解Apache Atlas在大数据环境中的价值。

Lua中的神秘陷阱：探索lua_pushvalue与lua_gettable引发的错误 在编程的世界里，Lua语言以其轻量级、易嵌入的特点而闻名。不过嘛，就算是看起来挺简单的语言，在实际开发的时候也会碰到不少让人头疼的问题。嘿，今天咱们来聊聊在用Lua C API的时候经常会碰到的一个坑——就是用lua_pushvalue和lua_gettable这两个操作时容易出错的地方。这不仅是一个技术挑战，更是一次深入理解Lua机制的机会。 一、初次遭遇 神秘的错误提示 故事开始于一个普通的下午，我正着手为一个新的游戏项目编写脚本引擎。为了提升性能和方便以后的维护，我们打算把核心功能用C++来写，而游戏的具体玩法就交给Lua脚本来搞定。这样既高效又灵活！事情本来进展得挺顺利的，结果当我试着调用一个自定义函数时，程序突然就崩溃了。屏幕上跳出了一行让人完全摸不着头脑的错误信息：“试图调用全局‘func_name’（一个空值）”。这下我就懵圈了，心想这到底是什么鬼？ 这显然不是我想要的结果。一开始，我还以为是Lua脚本加载出问题了，结果仔细一看，发现文件路径和内容都挺正常的，就不是这个原因。难道是我的C++代码出了问题？带着疑问，我开始深入研究。 二、深入探究 揭开谜底 经过一番查阅资料和调试，我发现问题出在lua_pushvalue和lua_gettable这两个API的使用上。简单地说，lua_pushvalue就像是把栈上的某个东西复制一份放到另一个地方，而lua_gettable则是从一个表格里找到特定的键，然后取出它对应的值。虽然这些功能都挺明确的，但如果在特定情况下用错了，还是会闹出运行时的笑话。 为了更好地理解这个问题，让我们来看几个具体的例子。 示例1：基本概念 c // 假设我们有一个名为myTable的表，其中包含键为"key"，值为"value"的项。 lua_newtable(L); // 创建一个空表 lua_pushstring(L, "key"); // 将字符串"key"压入栈顶 lua_pushstring(L, "value"); // 将字符串"value"压入栈顶 lua_settable(L, -3); // 使用栈顶元素作为键，-2位置的元素作为值，设置到-3位置（即刚刚创建的表） 上述代码创建了一个名为myTable的表，并向其中添加了一个键值对。接下来，我们尝试通过lua_gettable访问这个值： c lua_getglobal(L, "myTable"); // 获取全局变量myTable lua_getfield(L, -1, "key"); // 从myTable中获取键为"key"的值 printf("%s\n", lua_tostring(L, -1)); // 输出结果应为"value" 这段代码应该能正确地输出value。但如果我们在lua_getfield之前没有正确地管理栈，就很有可能会触发错误。 示例2：常见的错误场景 假设我们误用了lua_pushvalue： c lua_newtable(L); lua_pushstring(L, "key"); lua_pushstring(L, "value"); lua_settable(L, -3); // 正确 lua_pushvalue(L, -1); // 这里实际上是在复制栈顶元素，而不是预期的行为 lua_gettable(L, -2); // 错误使用，因为此时栈顶元素已经不再是"key"了 这里的关键在于，lua_pushvalue只是复制了栈顶的元素，并没有改变栈的结构。当我们紧接着调用 lua_gettable 时，其实就像是在找一个根本不存在的地方的宝贝，结果当然是找不到啦，所以就出错了。 三、解决之道 掌握正确的使用方法 明白了问题所在后，解决方案就相对简单了。我们需要确保在调用lua_gettable之前，栈顶元素是我们期望的那个值。这就像是说，我们得先把栈里的东西清理干净，或者至少得确定在动手之前，栈里头的东西是我们想要的样子。 c lua_newtable(L); lua_pushstring(L, "key"); lua_pushstring(L, "value"); lua_settable(L, -3); // 清理栈，确保栈顶元素是table lua_pop(L, 1); lua_pushvalue(L, -1); // 正确使用，复制table本身 lua_gettable(L, -2); // 现在可以安全地从table中获取数据了 通过这种方式，我们可以避免因栈状态混乱而导致的错误。 四、总结与反思 通过这次经历，我深刻体会到了理解和掌握底层API的重要性。尽管Lua C API提供了强大的功能，但也需要开发者具备一定的技巧和经验才能正确使用。错误的信息常常会绕弯弯，不会直接带你找到问题的关键。所以，遇到难题时，咱们得有耐心，一步步地去分析和查找，这样才能找到解决的办法。 同时，这也提醒我们在编写任何复杂系统时，都应该重视基础理论的学习和实践。只有真正理解了背后的工作原理，才能写出更加健壮、高效的代码。 希望这篇文章对你有所帮助，如果你也有类似的经历，欢迎分享你的故事！

...涉及到前后端交互时，数据转换与映射常常成为关键环节。特别是当你在Java程序里选用MyBatis作为处理数据库的神器时，如何把实体类和JSON数据之间的转换整得既溜又高效，这可真是个不容忽视的关键点。在这个章节里，我们将一起深入探讨MyBatis如何帮助我们解决这类问题。 二、MyBatis基础介绍 MyBatis 是一个优秀的 Java持久层框架，它将 SQL 语句与对象绑定起来，使得开发者无需关心底层数据库操作的繁琐细节。在查询结果处理这个环节，MyBatis特地提供了超级实用的和标签大法，就是为了帮我们轻松搞定基本的数据类型转换，还能无缝衔接处理一对一、一对多这种复杂的关系映射问题，让数据映射过程既简单又省心。但对于复杂的数据结构转换，例如 JSON，MyBatis本身并未直接支持，需要借助一些额外的技术手段。 三、实体类与JSON数据之间的映射 1. 使用第三方库——Jackson或Gson 对于实体类与JSON之间的转换，最常用的方法是借助诸如 Jackson 或 Gson 这样的 JSON 库。首先，在项目中引入相应的依赖： xml com.fasterxml.jackson.core jackson-databind 2.13.4 // 或者 Gson com.google.code.gson gson 2.9.1 接下来，为实体类定义一个对应的 toString() 方法，使其自动生成 JSON 字符串： java public class User { private String id; private String name; // getters and setters @Override public String toString() { return new Gson().toJson(this); } } 然后在 MyBatis 的 XML 映射文件中使用 语句，并设置其 resultType 为 String 类型，配合 toString() 方法即可得到 JSON 数据：xml SELECT FROM user WHERE id = {id} 通过这种方式，MyBatis 会调用用户自定义的 toString() 方法生成对应的 JSON 字符串。 2. 自定义类型处理器（TypeHandler） 然而，如果我们想要更灵活地控制数据转换过程，或者映射包含嵌套的对象结构，可以考虑自定义类型处理器。这里以 Jackson 为例，创建一个继承自 org.apache.ibatis.type.TypeHandler 的 UserToJsonTypeHandler 类： java import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper; import org.apache.ibatis.type.BaseTypeHandler; import org.apache.ibatis.type.JdbcType; import org.apache.ibatis.type.MappedTypes; @MappedTypes(User.class) public class UserToJsonTypeHandler extends BaseTypeHandler { private static final ObjectMapper OBJECT_MAPPER = new ObjectMapper(); @Override public void setNonNullParameter(PreparedStatement ps, int i, User parameter, JdbcType jdbcType) throws SQLException { ps.setString(i, OBJECT_MAPPER.writeValueAsString(parameter)); } @Override public User getNullableResult(ResultSet rs, String columnName) throws SQLException { String jsonString = rs.getString(columnName); return OBJECT_MAPPER.readValue(jsonString, User.class); } @Override public User getNullableResult(ResultSet rs, int columnIndex) throws SQLException { // ... (类似地处理其他获取方式) } @Override public User getNullableResult(CallableStatement cs, int columnIndex) throws SQLException { // ... (类似地处理其他获取方式) } } 在配置文件中注册这个自定义类型处理器： xml INSERT INTO user (json_data) VALUES (?) SELECT json_data FROM user WHERE id = {id} 现在，User 对象可以直接插入和查询为 JSON 字符串形式，而不需要手动调用 toString() 方法。 四、总结与讨论 通过本篇文章的学习，我们可以了解到 MyBatis 在默认情况下并不直接支持实体类与 JSON 数据的自动转换。不过，要是我们借助一些好用的第三方JSON工具，比如Jackson或者Gson，再配上自定义的类型处理器，就能超级灵活、高效地搞定这种复杂的数据映射难题啦，就像变魔术一样神奇！在我们实际做开发的时候，就得瞅准业务需求，挑那个最对味的解决方案来用。而且啊，你可别忘了把 MyBatis 的其他功能也玩得溜溜转，这样一来，你的应用性能就能噌噌往上涨，开发效率也能像火箭升空一样蹭蹭提升。同时呢，掌握并实际运用这些小技巧，也能让你在面对其他各种复杂场景下的数据处理难题时，更加游刃有余，轻松应对。

...是，它维持着一个对象关系树，当开始GC操作时，它会从GC Roots开始扫描整个Object Tree，当发现某个无法从Tree中引用到的对象时，便将其回收。 GC Roots分类举例： Class类 Alive Thread 线程stack上的对象，如方法或者局部变量 JNI活动对象 System Class Loader Java中的引用关系 java中有四种对象引用关系，分别是：强引用StrongRefernce、软引用SoftReference、弱引用WeakReference、虚引用PhantomReference，这四种引用关系分别对应的效果： StrongRefernce 通过new创建的对象，如Object obj = new Object();，强引用不会被垃圾回收器回收和销毁，即是OOM，所以这也容易造成我们接下来会分析的《非静态内部类持有对象导致的内存泄漏问题》 SoftReference 软引用可以被垃圾回收器回收，但它的生命周期要强于弱引用，但GC回收发生时，只有在内存空间不足时才会回收它 WeakReference 弱引用的生命周期短，可以被GC回收，但GC回收发生时，扫描到弱引用便会被垃圾回收和销毁掉 PhantomReference 虚引用任何时候都可以被GC回收，它不会影响对象的垃圾回收机制，它只有一个构造函数，因此只能配合ReferenceQueue一起使用，用于记录对象回收的过程 PhantomReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) 关于ReferenceQueue 他的作用主要用于记录引用是否被回收，除了强引用其他的引用方式得构造函数中都包含了ReferenceQueue参数。当调用引用的get（）方法返回null时，我们的对象不一定已经回收掉了，可能正在进入回收流程中，而当对象被确认回收后，它的引用会被添加到ReferenceQueue中。 Felix obj = new Felix();ReferenceQueue<Felix> rQueue = new ReferenceQueue<Felix>();WeakReference<Felix> weakR = new WeakReference<Felix>(obj,rQueue); 总结 看完Android引用和回收机制，我们对于代码中内存问题的原因也有一定认识，当时现实中内存泄漏或者溢出的问题，总是不经意间，在我之后一些列的文章中，会对不同场景的代码问题进行分析和解决，一起来关注吧！ 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/sslinp/article/details/84787843。 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。