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Kafka消息可靠性保证：从理论到实践 1. 什么是Kafka？为什么它这么火？ 说到Kafka，你可能已经听说过它的名字无数次了。它是分布式流处理平台的代名词，一个开源的消息队列系统。Kafka这东西啊，最早是LinkedIn那边捣鼓出来的，后来觉得挺好，就把它送给了Apache基金会。没想到吧，就这么一送，它现在在大数据圈子里混得那叫一个风生水起，已经成了整个生态里头离不开的重要角色啦！ 作为一个开发者，我对Kafka的第一印象是它超级可靠。无论是高吞吐量、低延迟还是容错能力，Kafka都表现得非常出色。大家有没有想过啊，“可靠”这个词到底是怎么来的？为啥说某个东西“靠谱”，我们就觉得它值得信赖呢？今天咱们就来聊聊这个事儿——比如说，你发出去的消息，咋就能保证它不会石沉大海、人间蒸发了呢？这可不是开玩笑的事儿，尤其是在大数据的世界里，丢一个消息可能就意味着丢了一笔订单或者错过了一次重要沟通。所以啊，今天我们就要揭开谜底，跟大家唠唠Kafka是怎么做到让消息“稳如老狗”的！ 2. Kafka可靠性背后的秘密武器 Kafka的可靠性主要依赖于以下几个核心概念： 2.1 持久化与日志结构 Kafka将所有数据存储在日志文件中，并通过持久化机制确保数据不会因为服务器宕机而丢失。简单来说，就是把消息写入磁盘而不是内存。 java Properties props = new Properties(); props.put("bootstrap.servers", "localhost:9092"); props.put("acks", "all"); props.put("retries", 0); props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); Producer producer = new KafkaProducer<>(props); producer.send(new ProducerRecord<>("my-topic", "my-key", "my-value")); producer.close(); 这段代码展示了如何发送一条消息到Kafka主题。其中acks="all"参数表示生产者会等待所有副本确认收到消息后才认为发送成功。 2.2 分区与副本机制 Kafka通过分区（Partition）来分摊负载，同时通过副本（Replica）机制来提高可用性和容错性。每个分区可以有多个副本，其中一个为主副本，其余为从副本。 java AdminClient adminClient = AdminClient.create(props); ListTopicsOptions options = new ListTopicsOptions(); options.listInternal(true); Set topics = adminClient.listTopics(options).names().get(); System.out.println("Topics: " + topics); 这段代码用于列出Kafka集群中的所有主题及其副本信息。通过这种方式，你可以检查每个主题的副本分布情况。 3. 生产者端的可靠性保障 作为生产者，我们需要确保发送出去的消息能够安全到达Kafka集群。这涉及到一些关键配置： - acks：控制生产者的确认级别。设置为"all"时，意味着必须等待所有副本确认。 - retries：指定重试次数。如果网络抖动导致消息未送达，Kafka会自动重试。 - linger.ms：控制批量发送的时间间隔。默认值为0毫秒，即立即发送。 java Properties props = new Properties(); props.put("bootstrap.servers", "localhost:9092"); props.put("acks", "all"); props.put("retries", 3); props.put("linger.ms", 5); props.put("batch.size", 16384); Producer producer = new KafkaProducer<>(props); for (int i = 0; i < 100; i++) { producer.send(new ProducerRecord<>("my-topic", Integer.toString(i), Integer.toString(i))); } producer.close(); 在这个例子中，我们设置了retries=3和linger.ms=5，这意味着即使遇到短暂的网络问题，Kafka也会尝试最多三次重试，并且会在5毫秒内累积多条消息一起发送。 4. 消费者端的可靠性保障 消费者端同样需要关注可靠性问题。Kafka 有两种消费模式，一个叫 earliest，一个叫 latest。简单来说，earliest 就是从头开始补作业，把之前没看过的消息全都读一遍；而 latest 则是直接从最新的消息开始看，相当于跳过之前的存档，直接进入直播频道。 java Properties props = new Properties(); props.put("bootstrap.servers", "localhost:9092"); props.put("group.id", "test-group"); props.put("enable.auto.commit", "true"); props.put("auto.commit.interval.ms", "1000"); props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer"); props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer"); KafkaConsumer consumer = new KafkaConsumer<>(props); consumer.subscribe(Arrays.asList("my-topic")); while (true) { ConsumerRecords records = consumer.poll(Duration.ofMillis(100)); for (ConsumerRecord record : records) { System.out.printf("offset = %d, key = %s, value = %s%n", record.offset(), record.key(), record.value()); } } 这段代码展示了如何订阅一个主题并持续拉取消息。注意这里启用了自动提交功能，这样就不需要手动管理偏移量了。 5. 总结与反思 通过今天的讨论，我相信大家对Kafka的消息可靠性有了更深的理解。Kafka能从一堆消息队列系统里脱颖而出，靠的就是它在设计的时候就脑补了各种“灾难片”场景，比如数据爆炸、服务器宕机啥的，然后还给配齐了神器，专门对付这些麻烦事儿。 然而，正如任何技术一样，Kafka也不是万能的。在实际应用中，我们还需要结合具体的业务需求来调整配置参数。比如说啊，在那种超级忙、好多请求同时涌过来的场景下，就得调整一下每次处理的任务量，别一下子搞太多，慢慢来可能更稳。但要是你干的事特别讲究速度，晚一秒钟都不行的那种，那就得想办法把发东西的时间间隔调短点，越快越好！ 总之，Kafka的强大之处在于它允许我们灵活地调整策略以适应不同的工作负载。希望这篇文章能帮助你在实践中更好地利用Kafka的优势！如果你有任何疑问或想法，欢迎随时交流哦~

...概念，RCU能够有效避免因并发读取过程中数据元素被删除而导致的问题。 发布-订阅机制（Publish-Subscribe Mechanism） , 在软件设计模式中，发布-订阅机制是一种消息传递范式，其中一个组件（发布者）发布事件或数据，而其他组件（订阅者）根据它们的兴趣来接收这些信息。在RCU的上下文中，这个机制用来保证当一个新节点插入链表时，读取线程可以在节点完全初始化后再进行访问，从而确保读取到的是完整且一致的数据状态。这意味着即使在插入操作尚未完全完成时，读取线程也能正确识别和处理新增的节点。

...面四行（包括空行）是消息体，后面是消息。一般要指明消息体的长度，方便客户端的接收处理。 三、示例程序 ====================================================================== / 主要实现功能，处理浏览器的get请求信息，发送网页文件。处理404、403等错误。 1.实现绑定本机机器的1024端口作为ReageWeb服务提供网页服务的端口。（避免与机器上装有web服务器产生端口冲突） 2.实现get获取网页方式。 3.实现index.html作为网站的首页面 作者：Reage blog:http://blog.csdn.net/rentiansheng / include<stdio.h> include<stdlib.h> include<string.h> include<sys/types.h> include<sys/socket.h> include<sys/un.h> include<netinet/in.h> include<arpa/inet.h> include<fcntl.h> include<string.h> include<sys/stat.h> include<signal.h> defineMAX1024 intres_socket; voidapp_exit(); / @description:开始服务端监听 @parameter ip:web服务器的地址 port：web服务器的端口 @result：成功返回创建socket套接字标识，错误返回-1 / intsocket_listen(charip,unsignedshortintport){ intres_socket;//返回值 intres,on; structsockaddr_inaddress; structin_addrin_ip; res=res_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); setsockopt(res_socket,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on)); memset(&address,0,sizeof(address)); address.sin_family=AF_INET; address.sin_port=htons(port); address.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//inet_addr("127.0.0.1"); res=bind(res_socket,(structsockaddr)&address,sizeof(address)); if(res){printf("portisused,nottorepeatbind\n");exit(101);}; res=listen(res_socket,5); if(res){printf("listenportiserror;\n");exit(102);}; returnres_socket; } / @description:向客户端发送网页头文件的信息 @parameter conn_socket:套接字描述符。 status:http协议的返回状态码。 @s_status:http协议的状态码的含义 @filetype:向客户端发送的文件类型 / voidsend_http_head(intconn_socket,intstatus,chars_status,charfiletype){ charbuf[MAX]; memset(buf,0,MAX); sprintf(buf,"HTTP/1.0%d%s\r\n",status,s_status); sprintf(buf,"%sServer:ReageWebServer\r\n",buf); sprintf(buf,"%sContent-Type:%s\r\n\r\n",buf,filetype); write(conn_socket,buf,strlen(buf)); } / @description:向客户端发送错误页面信息 @parameter conn_socket:套接字描述符。 status:http协议的返回状态码。 @s_status:http协议的状态码的含义 @filetype:向客户端发送的文件类型 @msg:错误页面信息内容 / voidsend_page_error(intconn_socket,intstatus,chars_status,charmsg){ charbuf[MAX]; sprintf(buf,"<html><head></head><body><h1>%s</h1><hr>ReageWebServer0.01</body></head>",msg); send_http_head(conn_socket,status,s_status,"text/html"); write(conn_socket,buf,strlen(buf)); } / @description:向客户端发送文件 @parameter conn_socket:套接字描述符。 @file:要发送文件路径 / intsend_html(intconn_socket,charfile){ intf; charbuf[MAX]; inttmp; structstatfile_s; //如果file为空，表示发送默认主页。主页暂时固定 if(0==strlen(file)){ strcpy(file,"index.html"); } //如果获取文件状态失败，表示文件不存的，发送404页面，暂时404页面内容固定。 if(stat(file,&file_s)){ send_page_error(conn_socket,404,"Notfound","Notfound<br/>Reagedoesnotimplementthismothod\n"); return0; } //如果不是文件或者无读权限，发送无法读取文件 if(!(S_ISREG(file_s.st_mode))||!(S_IRUSR&file_s.st_mode)){ send_page_error(conn_socket,403,"Forbidden","Forbidden<br/>Reagecouldn'treadthefile\n"); return0; } //发送头文件，现在只提供html页面 send_http_head(conn_socket,200,"OK","text/html"); f=open(file,O_RDONLY); if(0>f){ //打开文件失败，发送404页面，其实感觉发送5xx也可以的，服务器内部错误 send_page_error(conn_socket,404,"Notfound","Notfound<br/>Reagecouldn'treadthefile\n"); return0; } buf[MAX-1]=0;//将文件内容缓冲区最后的位设置位结束标志。 //发送文件的内容 while((tmp=read(f,buf,MAX-1))&&EOF!=tmp){ write(conn_socket,buf,strlen(buf)); } } / @description:提取url中可用的信息。访问的网页和数据访问方式 @parameter： conn_socket:与客户端链接的套接字 uri:要处理的url，注意不是浏览器中的url，而是浏览器发送的http请求 @resutl： / intdo_uri(intconn_socket,charuri){ charp; p=strchr(uri,'?'); if(p){p=0;p++;} send_html(conn_socket,uri); } voidulog(charmsg){} voidprint(charmsg){ ulog(msg); printf(msg); } intmain(intargc,charargv[]){ intconn_socket; inttmp; intline; structsockaddr_inclient_addr; charbuf[MAX]; intlen=sizeof(client_addr); charmethod[100],uri[MAX],version[100]; charpwd[1024]; res_socket=socket_listen("127.0.0.1",1024); //当按ctrl+c结束程序时调用，使用app_exit函数处理退出过程 signal(SIGINT,app_exit); while(1){ conn_socket=accept(res_socket,(structsockaddr)&client_addr,&len); printf("reage\n"); line=0; //从客户端获取请求信息 while(0==(tmp=read(conn_socket,buf,MAX-1))||tmp!=EOF){ buf[MAX-1]=0; break;//我只使用了第一行的请求信息，所以丢弃其他的信息 } //send_http_head(conn_socket,200,"text/html"); sscanf(buf,"%s%s%s",method,uri,version); //目前只处理get请求 if(!strcasecmp(method,"get")) //send_html(conn_socket,"h.html"); do_uri(conn_socket,uri+1); close(conn_socket); } } voidapp_exit(){ //回复ctrl+c组合键的默认行为 signal(SIGINT,SIG_DFL); //关闭服务端链接、释放服务端ip和端口 close(res_socket); printf("\n"); exit(0); } ====================================================================== 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/iteye_9368/article/details/82520401。 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。

...带你深入揭秘这个棘手问题的真相。咱们不只停留在表面，而是要挖出问题的根儿，然后一起找寻解决的钥匙。想象一下，我们是在大海捞针，但有了指南针和渔网，这场寻找就变得既刺激又充满乐趣。跟着我，咱们在数据的汪洋里畅游，找到属于你的那片宁静海港，让你不再被信息的洪流淹没，而是能稳稳驾驭，轻松自在地航行。准备好了吗？出发吧！ 第一章：写入失败的初探 现象描述：当你尝试向DorisDB表中插入数据时，突然间，一切变得静止。查询返回一个错误信息，告诉你“写入失败”。这不仅让你感到沮丧，还可能影响了业务流程的连续性。 原因分析：写入失败可能是由多种因素引起的，包括但不限于网络延迟、资源限制（如磁盘空间不足）、事务冲突、以及数据库配置问题等。理解这些原因有助于我们对症下药。 第二章：案例研究：网络延迟引发的写入失败 场景还原：假设你正使用Python的dorisdb库进行数据插入操作。代码如下： python from dorisdb import DorisDBClient client = DorisDBClient(host='your_host', port=your_port, database='your_db') cursor = client.cursor() 插入数据 cursor.execute("INSERT INTO your_table (column1, column2) VALUES ('value1', 'value2')") 问题浮现：执行上述代码后，你收到了“写入失败”的消息，同时发现网络连接偶尔会中断。 解决方案：首先，检查网络连接稳定性。确保你的服务器与DorisDB实例之间的网络畅通无阻。其次，优化SQL语句的执行效率，减少网络传输的数据量。例如，可以考虑批量插入数据，而不是逐条插入。 第三章：资源限制：磁盘空间不足的挑战 场景还原：你的DorisDB实例运行在一个资源有限的环境中，某天，当你试图插入大量数据时，系统提示磁盘空间不足。 问题浮现：尽管你已经确保了网络连接稳定，但写入仍然失败。 解决方案：增加磁盘空间是显而易见的解决方法，但这需要时间和成本。哎呀，兄弟，你得知道，咱们手头的空间那可是个大问题啊！要是想在短时间内搞定它，我这儿有个小妙招给你。首先，咱们得做个大扫除，把那些用不上的数据扔掉。就像家里大扫除一样，那些过时的文件、照片啥的，该删就删，别让它占着地方。其次呢，咱们可以用更牛逼的压缩工具，比如ZIP或者RAR，它们能把文件压缩得更小，让硬盘喘口气。这样一来，不仅空间大了，还能节省点资源，挺划算的嘛！试试看，说不定你会发现自己的设备运行起来比以前流畅多了！嘿，兄弟！你听说过 DorisDB 的分片和分布式功能吗？这玩意儿超级厉害！它就像个大仓库，能把咱们的数据均匀地摆放在多个小仓库里（那些就是节点），这样不仅能让数据更高效地存储起来，还能让我们的系统跑得更快，用起来更顺畅。试试看，保管让你爱不释手！ 第四章：事务冲突与并发控制 场景还原：在高并发环境下，多个用户同时尝试插入数据到同一表中，导致了写入失败。 问题浮现：即使网络连接稳定，磁盘空间充足，事务冲突仍可能导致写入失败。 解决方案：引入适当的并发控制机制是关键。在DorisDB中，可以通过设置合理的锁策略来避免或减少事务冲突。例如，使用行级锁或表级锁，根据具体需求选择最合适的锁模式。哎呀，兄弟，咱们在优化程序的时候，得注意一点，别搞那些没必要的同时进行的操作，这样能大大提升系统的稳定性。就像是做饭，你要是同时炒好几个菜，肯定得忙得团团转，而且容易出错。所以啊，咱们得一个个来，稳扎稳打，这样才能让系统跑得又快又稳！ 结语：从困惑到解决的旅程 面对“写入失败”，我们需要冷静分析，从不同的角度寻找问题所在。哎呀，你知道嘛，不管是网速慢了点、硬件不够给力、操作过程中卡壳了，还是设置哪里没对劲，这些事儿啊，都有各自的小妙招来解决。就像是遇到堵车了，你得找找是哪段路的问题，然后对症下药，说不定就是换个路线或者等等红绿灯，就能顺畅起来呢！哎呀，你知道不？咱们要是能持续地学习和动手做，那咱处理问题的能力就能慢慢上个新台阶。就像给水管通了塞子，数据的流动就更顺畅了。这样一来，咱们的业务跑起来也快多了，就像是有了个贴身保镖，保护着业务高效运转呢！嘿！听好了，每回遇到难题都不是白来的，那可是让你升级打怪的好机会！咱们就一起手牵手，勇闯数据的汪洋大海，去发现那些藏在暗处的新世界吧！别怕，有我在你身边，咱俩一起探险，一起成长！

...其他服务器获取，从而避免数据丢失。这种分布式存储方式不仅提高了系统的容错能力，还便于实现负载均衡。 伪分布式模式 , 这是一种特殊的Hadoop运行模式，允许用户在一个物理机器上模拟完整的Hadoop集群环境。在这种模式下，所有的Hadoop服务都在同一台机器上运行，但它们彼此独立，就像在真实的分布式环境中一样。这种方式非常适合初学者和小型项目，因为它不需要额外的硬件成本就能体验Hadoop的各项功能。通过伪分布式模式，用户可以练习文件上传、下载、查看副本分布等基本操作，为后续在真实集群环境中部署和管理Hadoop打下坚实的基础。此外，由于只需要一台机器即可完成配置，因此调试和解决问题也变得更加方便快捷。 副本策略 , HDFS中的一个重要概念，指的是如何决定文件数据块副本的存放位置。默认的副本策略考虑到了网络拓扑结构，旨在优化数据访问性能和系统稳定性。通常情况下，第一个副本会存放在与客户端最接近的节点上，这样可以减少网络延迟；第二个副本则会放到另一个机架上，以增加数据的容灾能力；第三个副本通常会放在同一个机架内的其他节点上，以便在本机架内实现快速恢复。这种策略有助于平衡数据冗余带来的存储开销与读取效率之间的关系。当然，用户也可以根据实际需求自定义副本策略，比如指定所有副本都位于同一机架内，或者按照特定规则分配副本位置，从而满足不同的业务场景需求。

...，我们可能会遇到一些问题，比如CommitQueueFullException。哎呀，乍一听这事儿还挺唬人是吧？但其实呢，它就是在说ZooKeeper的那个内部消息队列已经爆满了，忙不过来了，所以没法再接着处理新的请求啦！ 作为一个开发者，我第一次看到这个错误的时候，心里是有点慌的：“完蛋啦，是不是我的代码有问题？”但后来我慢慢发现，其实它并不是那么可怕，只要我们理解了它的原理，并且知道怎么应对，就能轻松解决这个问题。 那么，CommitQueueFullException到底是怎么回事呢？简单来说，ZooKeeper内部有一个请求队列，用来存储客户端发来的各种操作请求（比如创建节点、删除节点等）。嘿嘿，想象一下，这就好比一个超挤的电梯，已经装满了人，再有人想挤进去肯定会被拒之门外啦！ZooKeeper也一样，当它的小“队伍”排满了的时候，新来的请求就别想加塞儿了，直接就被它无情地“拒绝”了，然后还甩给你一个“异常”的小牌子，意思是说：“兄弟，这儿真的装不下了！”这种情况通常发生在高并发场景下，或者是网络延迟导致请求堆积。 为了更好地理解这个问题，我们可以看看下面这段代码： java import org.apache.zookeeper.ZooKeeper; import org.apache.zookeeper.CreateMode; public class ZookeeperExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建ZooKeeper实例 ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, event -> { System.out.println("ZooKeeper event: " + event); }); // 创建一个节点 String nodePath = zk.create("/testNode", "data".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println("Node created at path: " + nodePath); // 关闭连接 zk.close(); } } 在这个简单的例子中，我们尝试创建一个ZooKeeper实例并创建一个节点。如果这个时候ZooKeeper的队列满了，就会抛出CommitQueueFullException。所以，接下来我们要做的就是想办法避免这种情况的发生。 --- 二、为什么会出现CommitQueueFullException？ 在深入讨论解决方案之前，我觉得有必要先搞清楚为什么会发生这种异常。其实，这背后涉及到了ZooKeeper的一些设计细节。 首先，ZooKeeper的队列大小是由配置文件中的zookeeper.commitlog.capacity参数决定的。默认情况下，这个值是比较小的，可能只有几兆字节。想象一下，你的应用像一个忙碌的快递站，接到了无数订单（也就是那些请求）。但要是快递小哥忙得顾不上送货，订单就会越堆越多，很快整个站点就塞满了，连下一份订单都没地方放了！ 其次，网络环境也是一个重要因素。有时候，客户端和服务端之间的网络延迟会导致请求堆积。就算客户端那边请求没那么频繁，但要是服务端反应慢了，照样会出问题啊。 最后，还有一个容易被忽视的原因就是客户端的连接数过多。每个连接都会占用一定的资源，包括内存和CPU。要是连上的用户太多了，但服务器的“体力”又不够强（比如内存、CPU之类的资源有限），那它就很容易“忙不过来”，导致请求都排着队等着，根本处理不完。 说到这里，我忍不住想吐槽一下自己曾经犯过的错误。嘿，有次我在测试环境里弄了个能扛大流量的程序，结果发现ZooKeeper老是蹦出个叫“CommitQueueFullException”的错误，烦得不行！我当时就纳闷了：“我明明设了个挺合理的线程池大小啊，怎么还出问题了呢？”后来一查才发现，坏事了，是客户端的连接数配少了，结果请求都堵在那儿了，就像高速公路堵车一样。真是教训深刻啊！ --- 三、如何优雅地处理CommitQueueFullException？ 既然知道了问题的根源，那接下来就要谈谈具体的解决办法了。我觉得可以从以下几个方面入手： 1. 调整队列大小 最直接的办法当然是增大队列的容量。通过修改zookeeper.commitlog.capacity参数，可以让ZooKeeper拥有更大的缓冲空间。其实嘛，这个方法也不是啥灵丹妙药，毕竟咱们手头的硬件资源就那么多，要是傻乎乎地把队列弄得太长，说不定反而会惹出别的麻烦，比如让系统跑得更卡之类的。 代码示例： properties zookeeper.commitlog.capacity=10485760 上面这段配置文件的内容表示将队列大小调整为10MB。你可以根据实际情况进行调整。 2. 优化客户端逻辑 很多时候，CommitQueueFullException并不是因为服务器的问题，而是客户端的请求模式不合理造成的。比如说，你是否可以合并多个小请求为一个大请求？或者是否可以采用批量操作的方式减少请求次数？ 举个例子，假设你在做一个日志采集系统，每天需要向ZooKeeper写入成千上万个临时节点。与其每次都往一个节点里写东西，不如一口气往多个节点里写，这样能大大减少你发出的请求次数，省事儿又高效！ 代码示例： java List nodesToCreate = Arrays.asList("/node1", "/node2", "/node3"); List createdNodes = zk.create("/batch/", new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL, nodesToCreate.size()); System.out.println("Created nodes: " + createdNodes); 在这段代码中，我们一次性创建了三个临时节点，而不是分别调用三次create()方法。这样的做法不仅减少了请求次数，还提高了效率。 3. 增加服务器资源 如果以上两种方法都不能解决问题，那么可能就需要考虑升级服务器硬件了。比如增加内存、提升CPU性能，甚至更换更快的磁盘。当然，这通常是最后的选择，因为它涉及到成本和技术难度。 4. 使用异步API ZooKeeper提供了同步和异步两种API，其中异步API可以在一定程度上缓解CommitQueueFullException的问题。异步API可酷了！你提交个请求，它立马给你返回结果，根本不用傻等那个响应回来。这样一来啊，就相当于给任务队列放了个假，压力小了很多呢！ 代码示例： java import org.apache.zookeeper.AsyncCallback.StringCallback; public class AsyncExample implements StringCallback { @Override public void processResult(int rc, String path, Object ctx, String name) { if (rc == 0) { System.out.println("Node created successfully at path: " + name); } else { System.err.println("Failed to create node with error code: " + rc); } } public static void main(String[] args) throws Exception { ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, null); zk.createAsync("/asyncTest", "data".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT, new AsyncExample(), null); } } 在这段代码中，我们使用了createAsync()方法来异步创建节点。相比于同步版本，这种方式不会阻塞主线程，从而降低了队列满的风险。 --- 四、总结与展望 通过今天的探讨，我相信大家都对CommitQueueFullException有了更深刻的理解。嘿，别被这个错误吓到！其实啊，它也没那么可怕。只要你找到对的方法，保证分分钟搞定，就跟玩儿似的！ 回顾整个过程，我觉得最重要的是要保持冷静和耐心。遇到技术难题的时候啊，别慌！先搞清楚它到底是个啥问题，就像剥洋葱一样，一层层搞明白本质。接着呢，就一步一步地去找解决的办法，慢慢来，总能找到出路的！就像攀登一座高山一样，每一步都需要脚踏实地。 最后，我想鼓励大家多动手实践。理论固然重要，但真正的成长来自于不断的尝试和失败。希望大家能够在实际项目中运用今天学到的知识，创造出更加优秀的应用！ 好了，今天的分享就到这里啦！如果你还有什么疑问或者想法，欢迎随时交流哦～

...得搞清楚一个最基本的问题——什么是分布式锁？简单来说，分布式锁就是一种用来协调多个进程或者服务之间共享资源的技术手段。嘿，你有没有想过啊？就相当于你有个超大的储物间（数据库或者其他服务），里面塞满了各种好玩意儿（数据），想拿啥就能拿啥！嘿，想象一下，现在有一群小毛贼（服务实例）都盯上了你的那些值钱的小宝贝，可不能让他们随便进来顺手牵羊啊！所以呢，你就得准备一把“神奇的钥匙”（锁），谁要是想进去拿东西，就必须先拿到这把钥匙才行。没有钥匙？不好意思，请自觉退散吧！ 为什么要用分布式锁呢？因为在线上系统里，多台机器可能会同时操作同一个资源，比如抢购商品这种场景。如果没有锁机制的话，就可能出现重复下单、库存超卖等问题。分布式锁嘛，简单说就是抢车位的游戏规则——在同一时间里，只能有一个家伙抢到那个“资源位”，别的家伙就只能乖乖排队等着轮到自己啦！ 不过说起来容易做起来难啊，尤其是在分布式环境下，网络延迟、机器宕机等问题会带来各种意想不到的情况。嘿，今天咱们就来唠唠，在Redis这个超级工具箱里，怎么才能整出个靠谱的分布式锁！ --- 2. Redis为什么适合用来做分布式锁？ 嘿，说到Redis，相信很多小伙伴都对它不陌生吧？Redis是一个基于内存的高性能键值存储系统，速度贼快，而且支持多种数据结构，比如字符串、哈希表、列表等等。最重要的是，它提供了原子性的操作指令，比如SETNX（Set if Not Exists），这让我们能够轻松地实现分布式锁！ 让我给你们讲个小故事：有一次我尝试用数据库来做分布式锁，结果发现性能特别差劲，查询锁状态的SQL语句每次都要扫描整个表，效率低得让人抓狂。换了Redis之后，简直像开了挂一样，整个系统都丝滑得不行！Redis这玩意儿不光跑得快，还自带一堆黑科技，像什么过期时间、消息订阅啥的，这些功能简直就是搞分布式锁的神器啊！ 所以，如果你也在纠结选什么工具来做分布式锁，强烈推荐试试Redis！接下来我会结合实际案例给你们展示具体的操作步骤。 --- 3. 实现分布式锁的基本思路 首先，我们要明确分布式锁需要满足哪些条件： 1. 互斥性 同一时刻只能有一个客户端持有锁。 2. 可靠性 即使某个客户端崩溃了，锁也必须自动释放，避免死锁。 3. 公平性 排队等待的客户端应该按照请求顺序获取锁。 4. 可重入性（可选） 允许同一个客户端多次获取同一个锁。 现在我们就来一步步实现这些功能。 示例代码 1：最基本的分布式锁实现 python import redis import time def acquire_lock(redis_client, lock_key, timeout=10): 尝试加锁，设置过期时间为timeout秒 result = redis_client.set(lock_key, "locked", nx=True, ex=timeout) return bool(result) def release_lock(redis_client, lock_key): 使用Lua脚本来保证解锁的安全性 script = """ if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call("del", KEYS[1]) else return 0 end """ redis_client.eval(script, keys=[lock_key], args=["locked"]) 这段代码展示了最基础的分布式锁实现方式。我们用set命令设置了两个参数：一个是NX，意思是“只在key不存在的时候才创建”，这样就能避免重复创建；另一个是EX，给这个锁加了个过期时间，相当于设了个倒计时，万一客户端挂了或者出问题了，锁也能自动释放，就不会一直卡在那里变成死锁啦。最后，解锁的时候我们用了Lua脚本，这样可以保证操作的原子性。 --- 4. 如何解决锁的隔离性问题？ 诶，说到这里，问题来了——如果两个不同的业务逻辑都需要用到同一个锁怎么办？比如订单系统和积分系统都想操作同一个用户的数据，这时候就需要考虑锁的隔离性了。换句话说，我们需要确保不同业务逻辑之间的锁不会互相干扰。 示例代码 2：基于命名空间的隔离策略 python def acquire_namespace_lock(redis_client, namespace, lock_name, timeout=10): 构造带命名空间的锁名称 lock_key = f"{namespace}:{lock_name}" result = redis_client.set(lock_key, "locked", nx=True, ex=timeout) return bool(result) def release_namespace_lock(redis_client, namespace, lock_name): lock_key = f"{namespace}:{lock_name}" script = """ if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call("del", KEYS[1]) else return 0 end """ redis_client.eval(script, keys=[lock_key], args=["locked"]) 在这个版本中，我们在锁的名字前面加上了命名空间前缀，比如orders:place_order和points:update_score。这样一来，不同业务逻辑就可以使用独立的锁，避免相互影响。 --- 5. 进阶 如何处理锁竞争与性能优化？ 当然啦，现实中的分布式锁并不会总是那么顺利，有时候会出现大量请求同时争抢同一个锁的情况。这时我们可能需要引入队列机制或者批量处理的方式来降低系统的压力。 示例代码 3：使用Redis的List模拟队列 python def enqueue_request(redis_client, queue_key, request_data): redis_client.rpush(queue_key, request_data) def dequeue_request(redis_client, queue_key): return redis_client.lpop(queue_key) def process_queue(redis_client, lock_key, queue_key): while True: 先尝试获取锁 if not acquire_lock(redis_client, lock_key): time.sleep(0.1) 等待一段时间再重试 continue 获取队列中的第一个请求并处理 request = dequeue_request(redis_client, queue_key) if request: handle_request(request) 释放锁 release_lock(redis_client, lock_key) 这段代码展示了如何利用Redis的List结构来管理请求队列。想象一下，好多用户一起抢同一个东西，场面肯定乱哄哄的对吧？这时候，咱们就让他们老老实实排成一队，然后派一个专门的小哥挨个儿去处理他们的请求。这样一来，大家就不会互相“打架”了，事情也能更顺利地办妥。 --- 6. 总结与反思 兄弟们，通过今天的讨论，我相信大家都对如何在Redis中实现分布式锁有了更深刻的理解了吧？虽然Redis本身已经足够强大，但我们仍然需要根据实际需求对其进行适当的扩展和优化。比如刚才提到的命名空间隔离、队列机制等，这些都是非常实用的小技巧。 不过呢，我也希望大家能记住一点——技术永远不是一成不变的。业务越做越大，技术也日新月异的，咱们得不停地充电，学点新鲜玩意儿，试试新招数才行啊！就像今天的分布式锁一样，也许明天就会有更高效、更优雅的解决方案出现。所以，保持好奇心，勇于探索未知领域，这才是程序员最大的乐趣所在！ 好了，今天就聊到这里啦，祝大家在编程的路上越走越远！如果有任何疑问或者想法，欢迎随时找我交流哦~

...怎么一步步帮咱们搞定问题的，超有趣的！ --- 2. 高性能服务器的核心要素 说到高性能服务器，其实核心无非就几个点：并发处理、内存管理、网络优化和代码结构。Go在这几个方面都有独到的优势，接下来咱们一个个拆解来看。 2.1 并发处理：协程的力量 先说并发处理吧。Go最大的特点之一就是协程（goroutine）。嘿，你知道为啥大家都说协程比线程“瘦”吗？就是因为它真的省空间啊！打个比方，一个协程的“小背包”（也就是栈内存）才不到2KB，可传统线程那背包大得吓人，动不动就几十KB起步，甚至能到上百KB。这差距，简直是一个小巧玲珑的手拿包和一个超大登山包的区别！ 举个例子，假设我们要做一个聊天服务器，每秒钟需要处理上千个用户的请求。要是用那种老式的多线程方式，创建和销毁线程的代价大得会让你的服务器累得直不起腰，简直要崩溃了！但用Go的话，完全可以轻松应对： go package main import ( "fmt" "net/http" ) func handleRequest(w http.ResponseWriter, r http.Request) { fmt.Fprintf(w, "Hello, %s!", r.URL.Path[1:]) } func main() { http.HandleFunc("/", handleRequest) fmt.Println("Server started at :8080") err := http.ListenAndServe(":8080", nil) if err != nil { panic(err) } } 这段代码虽然简单，但它背后却隐藏着Go的魔力。嘿，你有没有试过访问这个地址：http://localhost:8080/username？当你这么做的时候，Go 这家伙就会偷偷摸摸地给你派来一个小帮手——一个协程，专门负责处理你的请求。而且更贴心的是，它完全不用你去管什么线程池那些听起来就头大的复杂玩意儿，简直是太省心了吧！ 当然了，光靠协程还不够。为了确保程序的健壮性，我们需要合理地利用通道（channel）来进行通信。比如下面这个简单的生产者-消费者模型： go package main import ( "fmt" "time" ) func producer(ch chan<- int) { for i := 0; i < 5; i++ { ch <- i fmt.Println("Produced:", i) time.Sleep(500 time.Millisecond) } close(ch) } func consumer(ch <-chan int) { for num := range ch { fmt.Println("Consumed:", num) } } func main() { ch := make(chan int) go producer(ch) consumer(ch) } 在这个例子中，producer函数向通道发送数据，而consumer函数从通道接收数据。用这种方法，咱们就能又优雅又稳妥地搞定多线程里的同步难题，还不用担心被死锁给缠上。 --- 3. 内存管理 GC的奥秘 接下来谈谈内存管理。Go的垃圾回收器（GC）是它的一大亮点。就像用老式工具编程一样，C/C++这种传统语言就得让程序员自己动手去清理内存，稍不留神，就可能搞出内存泄漏，或者戳到那些讨厌的野指针，简直让人头大！而Go则完全解放了我们的双手，它会自动帮你清理不再使用的内存。 不过，GC也不是万能的。有时候，如果你对性能要求特别高，可能会遇到GC停顿的问题。为了解决这个问题，Go团队一直在优化GC算法。最新版本中引入了分代GC（Generational GC），大幅降低了停顿时间。 那么，我们在实际开发中应该如何减少GC的压力呢？最直接的方法就是尽量避免频繁的小对象分配。比如，我们可以复用一些常见的结构体，而不是每次都新建它们： go type Buffer struct { data []byte } func NewBuffer(size int) Buffer { return &Buffer{data: make([]byte, size)} } func (b Buffer) Reset() { b.data = b.data[:0] } func main() { buf := NewBuffer(1024) for i := 0; i < 100; i++ { buf.Reset() // 使用buf... } } 在这个例子中，我们通过Reset()方法复用了同一个Buffer实例，而不是每次都调用make([]byte, size)重新创建一个新的切片。这样可以显著降低GC的压力。 --- 4. 网络优化 TCP/IP的实战 再来说说网络优化。Go的net包提供了强大的网络编程支持，无论是HTTP、WebSocket还是普通的TCP/UDP，都能轻松搞定。特别是对那些高性能服务器而言，怎么才能又快又稳地搞定海量连接，这简直就是一个绕不开的大难题啊！ 举个例子，假设我们要实现一个简单的HTTP长连接服务器。传统的做法可能是监听端口，然后逐个处理请求。但这种方式效率不高，特别是在高并发场景下。Go提供了一个更好的解决方案——使用net/http包的Serve方法： go package main import ( "log" "net/http" ) func handler(w http.ResponseWriter, r http.Request) { w.Write([]byte("Hello, World!")) } func main() { http.HandleFunc("/", handler) log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil)) } 这段代码看起来很简单，但它实际上已经具备了处理大量并发连接的能力。为啥呢？就是因为Go语言里的http.Server自带了一个超级能打的“工具箱”，里面有个高效的连接池和请求队列，遇到高并发的情况时，它就能像一个经验丰富的老司机一样，把各种请求安排得明明白白，妥妥地hold住场面！ 当然，如果你想要更底层的控制，也可以直接使用net包来编写TCP服务器。比如下面这个简单的TCP回显服务器： go package main import ( "bufio" "fmt" "net" ) func handleConnection(conn net.Conn) { defer conn.Close() reader := bufio.NewReader(conn) for { message, err := reader.ReadString('\n') if err != nil { fmt.Println("Error reading:", err) break } fmt.Print("Received:", message) conn.Write([]byte(message)) } } func main() { listener, err := net.Listen("tcp", ":8080") if err != nil { fmt.Println("Error listening:", err) return } defer listener.Close() fmt.Println("Listening on :8080...") for { conn, err := listener.Accept() if err != nil { fmt.Println("Error accepting:", err) continue } go handleConnection(conn) } } 在这个例子中，我们通过listener.Accept()不断接受客户端连接，并为每个连接启动一个协程来处理请求。这种模式非常适合处理大量短连接的场景。 --- 5. 代码结构 模块化与可扩展性 最后，我们来聊聊代码结构。一个高性能的服务器不仅仅依赖于语言特性，还需要良好的设计思路。Go语言特别推崇把程序分成小块儿来写，就像搭积木一样，每个功能都封装成独立的小模块或包。这样不仅修 bug 的时候方便找问题，写代码的时候也更容易看懂，以后想加新功能啥的也简单多了。 比如，假设我们要开发一个分布式任务调度系统，可以按照以下方式组织代码： go // tasks.go package task type Task struct { ID string Name string Param interface{} } func NewTask(id, name string, param interface{}) Task { return &Task{ ID: id, Name: name, Param: param, } } // scheduler.go package scheduler import "task" type Scheduler struct { tasks []task.Task } func NewScheduler() Scheduler { return &Scheduler{ tasks: make([]task.Task, 0), } } func (s Scheduler) AddTask(t task.Task) { s.tasks = append(s.tasks, t) } func (s Scheduler) Run() { for _, t := range s.tasks { fmt.Printf("Executing task %s\n", t.Name) // 执行任务逻辑... } } 通过这种方式，我们将任务管理和调度逻辑分离出来，使得代码更加清晰易懂。同时，这样的设计也方便未来扩展新的功能，比如添加日志记录、监控指标等功能。 --- 6. 总结与展望 好了，到这里咱们就差不多聊完了如何用Go语言进行高性能服务器开发。说实话，写着这篇文章的时候，我脑海里突然蹦出大学时那股子钻研劲儿，感觉就像重新回到那些熬夜敲代码的日子了，整个人都热血上头！Go这门语言真的太带感了，简单到没话说，效率还超高，稳定性又好得没话说，简直就是程序员的救星啊！ 不过，我也想提醒大家一句：技术再好，最终还是要服务于业务需求。不管你用啥法子、说啥话，老老实实问问自己：“这招到底管不管用？是不是真的解决问题了？”这才是真本事！ 希望这篇文章对你有所帮助，如果你有任何疑问或者想法，欢迎随时留言讨论！让我们一起继续探索Go的无限可能吧！

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

...ption 的类型、Message 属性、StackTrace 以及内部异常来定位问题，但其实 Exception 类型还有更多的信息可以用于辅助定位问题。 Message 用来描述异常原因的详细信息 如果你捕捉到了异常，一般使用这段描述能知道发生的大致原因。 如果你准备抛出异常，在这个信息里面记录能帮助调试问题的详细文字信息。 StackTrace 包含用来确定错误位置的堆栈跟踪（当有调试信息如 PDB 时，这里就会包含源代码文件名和源代码行号） InnerException 包含内部异常信息 Source 这个属性包含导致错误的应用程序或对象的名称 Data 这是一个字典，可以存放基于键值的任意数据，帮助在异常信息中获得更多可以用于调试的数据 HelpLink 这是一个 url，这个 url 里可以提供大量用于说明此异常原因的信息 如果你自己写一个自定义异常类，那么你可以在自定义的异常类中记录更多的信息。然而大多数情况下我们都考虑使用 .NET 中自带的异常类，因此可以充分利用 Exception 类中的已有属性在特殊情况下报告更详细的利于调试的异常信息。 捕捉异常 捕捉异常的基本语法是： try{// 可能引发异常的代码。}catch (FileNotFoundException ex){// 处理一种类型的异常。}catch (IOException ex){// 处理另一种类的异常。} 除此之外，还有 when 关键字用于筛选异常： try{// 可能引发异常的代码。}catch (FileNotFoundException ex) when (Path.GetExtension(ex.FileName) is ".png"){// 处理一种类型的异常，并且此文件扩展名为 .png。}catch (FileNotFoundException ex){// 处理一种类型的异常。} 无论是否有带 when 关键字，都是前面的 catch 块匹配的时候执行匹配的 catch 块而无视后面可能也匹配的 catch 块。 如果 when 块中抛出异常，那么此异常将被忽略，when 中的表达式值视为 false。有个但是，请看：.NET Framework 的 bug？try-catch-when 中如果 when 语句抛出异常，程序将彻底崩溃 - walterlv。 引发异常 引发异常使用 throw 关键字。只是注意如果要重新抛出异常，请使用 throw; 语句或者将原有异常作为内部异常。 创建自定义异常 如果你只是随便在业务上创建一个异常，那么写一个类继承自 Exception 即可： public class MyCustomException : Exception{public string MyCustomProperty { get; }public MyCustomException(string customProperty) => MyCustomProperty = customProperty;} 不过，如果你需要写一些比较通用抽象的异常（用于被继承），或者在底层组件代码中写自定义异常，那么就建议考虑写全异常的所有构造函数，并且加上可序列化： [Serializable]public class InvalidDepartmentException : Exception{public InvalidDepartmentException() : base() { }public InvalidDepartmentException(string message) : base(message) { }public InvalidDepartmentException(string message, Exception innerException) : base(message, innerException) { }// 如果异常需要跨应用程序域、跨进程或者跨计算机抛出，就需要能被序列化。protected InvalidDepartmentException(SerializationInfo info, StreamingContext context) : base(info, context) { } } 在创建自定义异常的时候，建议： 名称以 Exception 结尾 Message 属性的值是一个句子，用于描述异常发生的原因。 提供帮助诊断错误的属性。 尽量写全四个构造函数，前三个方便使用，最后一个用于序列化异常（新的异常类应可序列化）。 finally 异常堆栈跟踪 堆栈跟踪从引发异常的语句开始，到捕获异常的 catch 语句结束。 利用这一点，你可以迅速找到引发异常的那个方法，也能找到是哪个方法中的 catch 捕捉到的这个异常。 异常处理原则 try-catch-finally 我们第一个要了解的异常处理原则是——明确 try catch finally 的用途！ try 块中，编写可能会发生异常的代码。 最好的情况是，你只将可能会发生异常的代码放到 try 块中，当然实际应用的时候可能会需要额外放入一些相关代码。但是如果你将多个可能发生异常的代码放到一个 try 块中，那么将来定位问题的时候你就会很抓狂（尤其是多个异常还是一个类别的时候）。 catch 块的作用是用来 “恢复错误” 的，是用来 “恢复错误” 的，是用来 “恢复错误” 的。 如果你在 try 块中先更改了类的状态，随后出了异常，那么最好能将状态改回来——这可以避免这个类型或者应用程序的其他状态出现不一致——这很容易造成应用程序“雪崩”。举一个例子：我们写一个程序有简洁模式和专业模式，在从简洁模式切换到专业模式的时候，我们设置 IsProfessionalMode 为 true，但随后出现了异常导致没有成功切换为专业模式；然而接下来所有的代码在执行时都判断 IsProfessionalMode 为 true 状态不正确，于是执行了一些非预期的操作，甚至可能用到了很多专业模式中才会初始化的类型实例（然而没有完成初始化），产生大量的额外异常；我们说程序雪崩了，多数功能再也无法正常使用了。 当然如果任务已全部完成，仅仅在对外通知的时候出现了异常，那么这个时候不需要恢复状态，因为实际上已经完成了任务。 你可能会有些担心如果我没有任何手段可以恢复错误怎么办？那这个时候就不要处理异常！——如果不知道如何恢复错误，请不要处理异常！让异常交给更上一层的模块处理，或者交给整个应用程序全局异常处理模块进行统一处理（这个后面会讲到）。 另外，异常不能用于在正常执行过程中更改程序的流程。异常只能用于报告和处理错误条件。 finally 块的作用是清理资源。 虽然 .NET 的垃圾回收机制可以在回收类型实例的时候帮助我们回收托管资源（例如 FileStream 类打开的文件），但那个时机不可控。因此我们需要在 finally 块中确保资源可被回收，这样当重新使用这个文件的时候能够立刻使用而不会被占用。 一段异常处理代码中可能没有 catch 块而有 finally 块，这个时候的重点是清理资源，通常也不知道如何正确处理这个错误。 一段异常处理代码中也可能 try 块留空，而只在 finally 里面写代码，这是为了“线程终止”安全考虑。在 .NET Core 中由于不支持线程终止因此可以不用这么写。详情可以参考：.NET/C 异常处理：写一个空的 try 块代码，而把重要代码写到 finally 中（Constrained Execution Regions） - walterlv。 该不该引发异常？ 什么情况下该引发异常？答案是——这真的是一个异常情况！ 于是，我们可能需要知道什么是“异常情况”。 一个可以参考的判断方法是——判断这件事发生的频率： 如果这件事并不常见，当它发生时确实代表发生了一个错误，那么这件事情就可以认为是异常。 如果这件事经常发生，代码中正常情况就应该处理这件事情，那么这件事情就不应该被认为是异常（而是正常流程的一部分）。 例如这些情况都应该认为是异常： 方法中某个参数不应该传入 null 时但传入了 null 这是开发者使用这个方法时没有遵循此方法的契约导致的，让开发者改变调用此方法的代码就可以完全避免这件事情发生 而下面这些情况则不应该认为是异常： 用户输入了一串字符，你需要将这串字符转换为数字 用户输入的内容本身就千奇百怪，出现非数字的输入再正常不过了，对非数字的处理本就应该成为正常流程的一部分 对于这些不应该认为是异常的情况，编写的代码就应该尽可能避免异常。 有两种方法来避免异常： 先判断再使用。 例如读取文件之前，先判断文件是否存在；例如读取文件流时先判断是否已到达文件末尾。 如果提前判断的成本过高，可采用 TryDo 模式来完成，例如字符串转数字中的 TryParse 方法，字典中的 TryGetValue 方法。 对极为常见的错误案例返回 null（或默认值），而不是引发异常。极其常见的错误案例可被视为常规控制流。通过在这些情况下返回 NULL（或默认值），可最大程度地减小对应用的性能产生的影响。（后面会专门说 null） 而当存在下列一种或多种情况时，应引发异常： 方法无法完成其定义的功能。 根据对象的状态，对某个对象进行不适当的调用。 请勿有意从自己的源代码中引发 System.Exception、System.SystemException、System.NullReferenceException 或 System.IndexOutOfRangeException。 该不该捕获异常？ 在前面 try-catch-finally 小节中，我们提到了 catch 块中应该写哪些代码，那里其实已经说明了哪些情况下应该处理异常，哪些情况下不应该处理异常。一句总结性的话是——如果知道如何从错误中恢复，那么就捕获并处理异常，否则交给更上层的业务去捕获异常；如果所有层都不知道如何处理异常，就交给全局异常处理模块进行处理。 应用程序全局处理异常 对于 .NET 程序，无论是 .NET Framework 还是 .NET Core，都有下面这三个可以全局处理的异常。这三个都是事件，可以自行监听。 AppDomain.UnhandledException 应用程序域未处理的异常，任何线程中未处理掉的异常都会进入此事件中 当这里能够收到事件，意味着应用程序现在频临崩溃的边缘（从设计上讲，都到这里了，也再没有任何代码能够使得程序从错误中恢复了） 不过也可以配置 legacyUnhandledExceptionPolicy 防止后台线程抛出的异常让程序崩溃退出 建议在这个事件中记录崩溃日志，然后对应用程序进行最后的拯救恢复操作（例如保存用户的文档数据） AppDomain.FirstChanceException 应用程序域中的第一次机会异常 我们前面说过，一个异常被捕获时，其堆栈信息将包含从 throw 块到 catch 块之间的所有帧，而在第一次机会异常事件中，只是刚刚 throw 出来，还没有被任何 catch 块捕捉，因此在这个事件中堆栈信息永远只会包含一帧（不过可以稍微变通一下在第一次机会异常 FirstChanceException 中获取比较完整的异常堆栈） 注意第一次机会异常事件即便异常会被 catch 也会引发，因为它引发在 catch 之前 不要认为异常已经被 catch 就万事大吉可以无视这个事件了。前面我们说过异常仅在真的是异常的情况才应该引发，因此如果这个事件中引发了异常，通常也真的意味着发生了错误（差别只是我们能否从错误中恢复而已）。如果你经常在正常的操作中发现可以通过此事件监听到第一次机会异常，那么一定是应用程序或框架中的异常设计出了问题（可能把正常应该处理的流程当作了异常，可能内部实现代码错误，可能出现了使用错误），这种情况一定是要改代码修 Bug 的。而一些被认为是异常的情况下收到此事件则是正常的。 TaskScheduler.UnobservedTaskException 在使用 async / await 关键字编写异步代码的时候，如果一直有 await 传递，那么异常始终可以被处理到；但中间有异步任务没有 await 导致异常没有被传递的时候，就会引发此事件。 如果在此事件中监听到异常，通常意味着代码中出现了不正确的 async / await 的使用（要么应该修改实现避免异常，要么应该正确处理异常并从中恢复错误） 对于 GUI 应用程序，还可以监听 UI 线程上专属的全局异常： WPF：Application.DispatcherUnhandledException 或者 Dispatcher.UnhandledException Windows Forms：Application.ThreadException 关于这些全局异常的处理方式和示例代码，可以参阅博客： WPF UnhandledException - Iron 的博客 - CSDN博客 抛出哪些异常？ 任何情况下都不应该抛出这些异常： 过于抽象，以至于无法表明其含义 Exception 这可是顶级基类，这都抛出来了，使用者再也无法正确地处理此异常了 SystemException 这是各种异常的基类，本身并没有明确的意义 ApplicationException 这是各种异常的基类，本身并没有明确的意义 由 CLR 引发的异常 NullReferenceException 试图在空引用上执行某些方法，除了告诉实现者出现了意料之外的 null 之外，没有什么其它价值了 IndexOutOfRangeException 使用索引的时候超出了边界 InvalidCastException 表示试图对某个类型进行强转但类型不匹配 StackOverflow 表示栈溢出，这通常说明实现代码的时候写了不正确的显式或隐式的递归 OutOfMemoryException 表示托管堆中已无法分出期望的内存空间，或程序已经没有更多内存可用了 AccessViolationException 这说明使用非托管内存时发生了错误 BadImageFormatException 这说明了加载的 dll 并不是期望中的托管 dll TypeLoadException 表示类型初始化的时候发生了错误 .NET 设计失误 FormatException 因为当它抛出来时无法准确描述到底什么错了 首先是你自己不应该抛出这样的异常。其次，你如果在运行中捕获到了上面这些异常，那么代码一定是写得有问题。 如果是捕获到了上面 CLR 的异常，那么有两种可能： 你的代码编写错误（例如本该判空的代码没有判空，又如索引数组超出界限） 你使用到的别人写的代码编写错误（那你就需要找到它改正，或者如果开源就去开源社区中修复吧） 而一旦捕获到了上面其他种类的异常，那就找到抛这个异常的人，然后对它一帧狂扁即可。 其他的异常则是可以抛出的，只要你可以准确地表明错误原因。 另外，尽量不要考虑抛出聚合异常 AggregateException，而是优先使用 ExceptionDispatchInfo 抛出其内部异常。详见：使用 ExceptionDispatchInfo 捕捉并重新抛出异常 - walterlv。 异常的分类 在 该不该引发异常 小节中我们说到一个异常会被引发，是因为某个方法声称的任务没有成功完成（失败），而失败的原因有四种： 方法的使用者用错了（没有按照方法的契约使用） 方法的执行代码写错了 方法执行时所在的环境不符合预期 简单说来，就是：使用错误，实现错误、环境错误。 使用错误： ArgumentException 表示参数使用错了 ArgumentNullException 表示参数不应该传入 null ArgumentOutOfRangeException 表示参数中的序号超出了范围 InvalidEnumArgumentException 表示参数中的枚举值不正确 InvalidOperationException 表示当前状态下不允许进行此操作（也就是说存在着允许进行此操作的另一种状态） ObjectDisposedException 表示对象已经 Dispose 过了，不能再使用了 NotSupportedException 表示不支持进行此操作（这是在说不要再试图对这种类型的对象调用此方法了，不支持） PlatformNotSupportedException 表示在此平台下不支持（如果程序跨平台的话） NotImplementedException 表示此功能尚在开发中，暂时请勿使用 实现错误： 前面由 CLR 抛出的异常代码主要都是实现错误 NullReferenceException 试图在空引用上执行某些方法，除了告诉实现者出现了意料之外的 null 之外，没有什么其它价值了 IndexOutOfRangeException 使用索引的时候超出了边界 InvalidCastException 表示试图对某个类型进行强转但类型不匹配 StackOverflow 表示栈溢出，这通常说明实现代码的时候写了不正确的显式或隐式的递归 OutOfMemoryException 表示托管堆中已无法分出期望的内存空间，或程序已经没有更多内存可用了 AccessViolationException 这说明使用非托管内存时发生了错误 BadImageFormatException 这说明了加载的 dll 并不是期望中的托管 dll TypeLoadException 表示类型初始化的时候发生了错误 环境错误： IOException 下的各种子类 Win32Exception 下的各种子类 …… 另外，还剩下一些不应该抛出的异常，例如过于抽象的异常和已经过时的异常，这在前面一小结中有说明。 其他 一些常见异常的原因和解决方法 在平时的开发当中，你可能会遇到这样一些异常，它不像是自己代码中抛出的那些常见的异常，但也不包含我们自己的异常堆栈。 这里介绍一些常见这些异常的原因和解决办法。 AccessViolationException 当出现此异常时，说明非托管内存中发生了错误。如果要解决问题，需要从非托管代码中着手调查。 这个异常是访问了不允许的内存时引发的。在原因上会类似于托管中的 NullReferenceException。 参考资料 Handling and throwing exceptions in .NET - Microsoft Docs Exceptions and Exception Handling - C Programming Guide - Microsoft Docs 我的博客会首发于 https://blog.walterlv.com/，而 CSDN 会从其中精选发布，但是一旦发布了就很少更新。 如果在博客看到有任何不懂的内容，欢迎交流。我搭建了 dotnet 职业技术学院 欢迎大家加入。 本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议进行许可。欢迎转载、使用、重新发布，但务必保留文章署名吕毅（包含链接：https://walterlv.blog.csdn.net/），不得用于商业目的，基于本文修改后的作品务必以相同的许可发布。如有任何疑问，请与我联系。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/WPwalter/article/details/94610764。 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。

...服务注册与发现是怎么设计的？ 分布式系统的全局id如何实现 分布式锁的方案，redis和zookeeper那个好，如果是集群部署，高并发情况下那个性能更好。 1.2 Java中间件二面 技术二面考察范围： 问了项目相关的技术实现细节 数据库相关：索引、索引底层实现、mysql相关的行锁、表锁等 redis相关：架构设计、数据一致性问题 容器:容器的设计原理等技术 二面题目： 参与的项目，选一个，技术难度在哪里？ Collections.sort底层排序方式 负载均衡的原理设计模式与重构，谈谈你对重构的理解 谈谈redis相关的集群有哪些成熟方案？ 再谈谈一致hash算法（redis）？ 数据库索引，B+树的特性和建树过程 Mysql相关的行锁，表锁；乐观锁，悲观锁 谈谈多线程和并发工具的使用 谈谈redis的架构和组件 Redis的数据一致性问题（分布式多节点环境&单机环境） Docker容器 1.3 Java中间件三面 技术三面考察范围： 主要谈到了高并发的实现方案 以及中间件：redis、rocketmq、kafka等的架构设计思路 最后问了平时怎么提升技术的技术 三面题目 高并发情况下，系统是如何支撑大量的请求的？ 接着上面的问题，延伸到了中间件，kafka、redis、rocketmq、mycat等设计思路和适用场景等 最近上过哪些技术网站；最近再看那些书。 工作和生活中遇见最大的挑战，怎么去克服？ 未来有怎样的打算 1.4 Java中间件四面 最后，你懂的，主要就是HR走流程了，主要问了未来的职业规划。 02 头条Java后台3面 2.1 头条一面 讲讲jvm运行时数据库区 讲讲你知道的垃圾回收算法 jvm内存模型jmm 内存泄漏与内存溢出的区别 select、epool 的区别？底层的数据结构是什么？ mysql数据库默认存储引擎，有什么优点 优化数据库的方法，从sql到缓存到cpu到操作系统，知道多少说多少 什么情景下做分表，什么情景下做分库 linkedList与arrayList区别 适用场景 array list是如何扩容的 volatile 关键字的作用？Java 内存模型？ java lock的实现，公平锁、非公平锁 悲观锁和乐观锁，应用中的案例，mysql当中怎么实现，java中的实现 2.2 头条二面 Java 内存分配策略？ 多个线程同时请求内存，如何分配？ Redis 底层用到了哪些数据结构？ 使用 Redis 的 set 来做过什么？ Redis 使用过程中遇到什么问题？ 搭建过 Redis 集群吗？ 如何分析“慢查询”日志进行 SQL/索引 优化？ MySQL 索引结构解释一下？（B+ 树） MySQL Hash 索引适用情况？举下例子？ 2.3 头条三面 如何保证数据库与redis缓存一致的Redis 的并发竞争问题是什么？ 如何解决这个问题？ 了解 Redis 事务的 CAS 方案吗？ 如何保证 Redis 高并发、高可用？ Redis 的主从复制原理，以及Redis 的哨兵原理？ 如果让你写一个消息队列，该如何进行架构设计啊？说一下你的思路。 MySQL数据库主从同步怎么实现？ 秒杀模块怎么设计的，如何压测，抗压手段 03 今日头条Java后台研发三面 3.1 一面 concurrent包下面用过哪些？ countdownlatch功能实现 synchronized和lock区别，重入锁thread和runnable的区别 AtomicInteger实现原理(CAS自旋) java并发sleep与wait、notify与notifyAll的区别 如何实现高效的同步链表 java都有哪些加锁方式（synchronized、ReentrantLock、共享锁、读写锁等） 设计模式（工厂模式、单例模式（几种情况）、适配器模式、装饰者模式） maven依赖树，maven的依赖传递，循环依赖 3.2 二面 synchronized和reentrantLock的区别，synchronized用在代码快、方法、静态方法时锁的都是什么? 介绍spring的IOC和AOP，分别如何实现(classloader、动态代理)JVM的内存布局以及垃圾回收原理及过程 讲一下，讲一下CMS垃圾收集器垃圾回收的流程，以及CMS的缺点 redis如何处理分布式服务器并发造成的不一致OSGi的机制spring中bean加载机制，bean生成的具体步骤，ioc注入的方式spring何时创建- applicationContextlistener是监听哪个事件？ 介绍ConcurrentHashMap原理，用的是哪种锁，segment有没可能增大? 解释mysql索引、b树，为啥不用平衡二叉树、红黑树 Zookeeper如何同步配置 3.3 三面 Java线程池ThreadPoolEcecutor参数，基本参数，使用场景 MySQL的ACID讲一下，延伸到隔离级别 dubbo的实现原理，说说RPC的要点 GC停顿原因，如何降低停顿？ JVM如何调优、参数怎么调？ 如何用工具分析jvm状态（visualVM看堆中对象的分配，对象间的引用、是否有内存泄漏，jstack看线程状态、是否死锁等等） 描述一致性hash算法 分布式雪崩场景如何避免? 再谈谈消息队列 04 抖音Java 三面 4.1 一面： hashmap，怎么扩容，怎么处理数据冲突？ 怎么高效率的实现数据迁移？ Linux的共享内存如何实现，大概说了一下。 socket网络编程，说一下TCP的三次握手和四次挥手同步IO和异步IO的区别？ Java GC机制？GC Roots有哪些？ 红黑树讲一下，五个特性，插入删除操作,时间复杂度？ 快排的时间复杂度，最坏情况呢，最好情况呢，堆排序的时间复杂度呢，建堆的复杂度是多少 4.2 二面： 自我介绍，主要讲讲做了什么和擅长什么 设计模式了解哪些？ AtomicInteger怎么实现原子修改的？ ConcurrentHashMap 在Java7和Java8中的区别？ 为什么Java8并发效率更好？什么情况下用HashMap，什么情况用ConcurrentHashMap？ redis数据结构？ redis数据淘汰机制？ 4.3 三面（约五十分钟）： mysql实现事务的原理(MVCC) MySQL数据主从同步是如何实现的？ MySQL索引的实现，innodb的索引，b+树索引是怎么实现的，为什么用b+树做索引节点，一个节点存了多少数据，怎么规定大小，与磁盘页对应。 如果Redis有1亿个key，使用keys命令是否会影响线上服务？ Redis的持久化方式，aod和rdb，具体怎么实现，追加日志和备份文件，底层实现原理的话知道么? 遇到最大困难是什么？怎么克服？ 未来的规划是什么？ 你想问我什么？ 05 百度三面 5.1 百度一面 自我介绍 Java中的多态 为什么要同时重写hashcode和equals Hashmap的原理 Hashmap如何变线程安全，每种方式的优缺点 垃圾回收机制 Jvm的参数你知道的说一下 设计模式了解的说一下啊 手撕一个单例模式 手撕算法：反转单链表 手撕算法：实现类似微博子结构的数据结构，输入一系列父子关系，输出一个类似微博评论的父子结构图 手写java多线程 手写java的soeket编程，服务端和客户端 手撕算法： 爬楼梯，写出状态转移方程 智力题：时针分针什么时候重合 5.2 百度二面（现场） 自我介绍 项目介绍 服务器如何负载均衡，有哪些算法，哪个比较好，一致性哈希原理，怎么避免DDOS攻击请求打到少数机器。 TCP连接中的三次握手和四次挥手，四次挥手的最后一个ack的作用是什么，为什么要time wait，为什么是2msl。 数据库的备份和恢复怎么实现的，主从复制怎么做的，什么时候会出现数据不一致，如何解决。 Linux查看cpu占用率高的进程 手撕算法：给定一个数字三角形，找到从顶部到底部的最小路径和。每一步可以移动到下面一行的相邻数字上。 然后继续在这个问题上扩展 求出最短那条的路径 递归求出所有的路径 设计模式讲一下熟悉的 会不会滥用设计模式 多线程条件变量为什么要在while体里 你遇到什么挫折，怎么应对和处理 5.3 百度三面（现场） 自我介绍 项目介绍 Redis的特点 Redis的持久化怎么做，aof和rdb，有什么区别，有什么优缺点。 Redis使用哨兵部署会有什么问题，我说需要扩容的话还是得集群部署。 说一下JVM内存模型把，有哪些区，分别干什么的 说一下gc算法，分代回收说下 MySQL的引擎讲一下，有什么区别，使用场景呢 分布式事务了解么 反爬虫的机制，有哪些方式 06 蚂蚁中间件团队面试题 6.1 蚂蚁中间件一面： 自我介绍 JVM垃圾回收算法和垃圾回收器有哪些，最新的JDK采用什么算法。 新生代和老年代的回收机制。 讲一下ArrayList和linkedlist的区别，ArrayList与HashMap的扩容方式。 Concurrenthashmap1.8后的改动。 Java中的多线程，以及线程池的增长策略和拒绝策略了解么。 Tomcat的类加载器了解么 Spring的ioc和aop，Springmvc的基本架构，请求流程。 HTTP协议与Tcp有什么区别，http1.0和2.0的区别。 Java的网络编程，讲讲NIO的实现方式，与BIO的区别，以及介绍常用的NIO框架。 索引什么时候会失效变成全表扫描 介绍下分布式的paxos和raft算法 6.2 蚂蚁中间件二面 你在项目中怎么用到并发的。 消息队列的使用场景，谈谈Kafka。 你说了解分布式服务，那么你怎么理解分布式服务。 Dubbo和Spring Clound的区别，以及使用场景。 讲一下docker的实现原理，以及与JVM的区别。 MongoDB、Redis和Memcached的应用场景，各自优势 MongoDB有事务吗 Redis说一下sorted set底层原理 讲讲Netty为什么并发高，相关的核心组件有哪些 6.3 蚂蚁中间件三面 完整的画一个分布式集群部署图，从负载均衡到后端数据库集群。 分布式锁的方案，Redis和Zookeeper哪个好，如果是集群部署，高并发情况下哪个性能更好。 分布式系统的全局id如何实现。 数据库万级变成亿级，你如何来解决。 常见的服务器雪崩是由什么引起的，如何来防范。 异地容灾怎么实现 常用的高并发技术解决方案有哪些，以及对应的解决步骤。 07 京东4面(Java研发） 7.1 一面（基础面：约1小时） 自我介绍，主要讲讲做了什么和擅长什么 springmvc和spring-boot区别 @Autowired的实现原理 Bean的默认作用范围是什么？其他的作用范围？ 索引是什么概念有什么作用？MySQL里主要有哪些索引结构？哈希索引和B+树索引比较？ Java线程池的原理？线程池有哪些？线程池工厂有哪些线程池类型，及其线程池参数是什么？ hashmap原理，处理哈希冲突用的哪种方法？ 还知道什么处理哈希冲突的方法？ Java GC机制？GC Roots有哪些？ Java怎么进行垃圾回收的？什么对象会进老年代？垃圾回收算法有哪些？为什么新生代使用复制算法？ HashMap的时间复杂度？HashMap中Hash冲突是怎么解决的？链表的上一级结构是什么？Java8中的HashMap有什么变化？红黑树需要比较大小才能进行插入，是依据什么进行比较的？其他Hash冲突解决方式？ hash和B+树的区别？分别应用于什么场景？哪个比较好？ 项目里有个数据安全的，aes和md5的区别？详细点 7.2 二面（问数据库较多） 自我介绍 为什么MyISAM查询性能好？ 事务特性（acid） 隔离级别 SQL慢查询的常见优化步骤？ 说下乐观锁，悲观锁（select for update），并写出sql实现 TCP协议的三次握手和四次挥手过程？ 用到过哪些rpc框架 数据库连接池怎么实现 Java web过滤器的生命周期 7.3 三面（综合面；约一个小时） 自我介绍。 ConcurrentHashMap 在Java7和Java8中的区别？为什么Java8并发效率更好？什么情况下用HashMap，什么情况用ConcurrentHashMap？ 加锁有什么机制？ ThreadLocal？应用场景？ 数据库水平切分，垂直切分的设计思路和切分顺序 Redis如何解决key冲突 soa和微服务的区别？ 单机系统演变为分布式系统，会涉及到哪些技术的调整？请从前面负载到后端详细描述。 设计一个秒杀系统？ 7.4 四面（HR面） 你自己最大优势和劣势是什么 平时遇见过什么样的挑战，怎么去克服的 工作中遇见了技术解决不了的问题，你的应对思路？ 你的兴趣爱好？ 未来的职业规划是什么？ 08 美团java高级开发3面 8.1 美团一面 自我介绍 项目介绍 Redis介绍 了解redis源码么 了解redis集群么 Hashmap的原理，增删的情况后端数据结构如何位移 hashmap容量为什么是2的幂次 hashset的源码 object类你知道的方法 hashcode和equals 你重写过hashcode和equals么，要注意什么 假设现在一个学生类，有学号和姓名，我现在hashcode方法重写的时候，只将学号参与计算，会出现什么情况？ 往set里面put一个学生对象，然后将这个学生对象的学号改了，再put进去，可以放进set么？并讲出为什么 Redis的持久化？有哪些方式，原理是什么？ 讲一下稳定的排序算法和不稳定的排序算法 讲一下快速排序的思想 8.2 美团二面 自我介绍 讲一下数据的acid 什么是一致性 什么是隔离性 Mysql的隔离级别 每个隔离级别是如何解决 Mysql要加上nextkey锁，语句该怎么写 Java的内存模型，垃圾回收 线程池的参数 每个参数解释一遍 然后面试官设置了每个参数，给了是个线程，让描述出完整的线程池执行的流程 Nio和IO有什么区别 Nio和aio的区别 Spring的aop怎么实现 Spring的aop有哪些实现方式 动态代理的实现方式和区别 Linux了解么 怎么查看系统负载 Cpu load的参数如果为4，描述一下现在系统处于什么情况 Linux，查找磁盘上最大的文件的命令 Linux，如何查看系统日志文件 手撕算法：leeetcode原题 22，Generate Parentheses，给定 n 对括号，请- 写一个函数以将其生成新的括号组合，并返回所有组合结果。 8.3 美团三面（现场） 三面没怎么问技术，问了很多技术管理方面的问题 自我介绍 项目介绍 怎么管理项目成员 当意见不一致时，如何沟通并说服开发成员，并举个例子 怎么保证项目的进度 数据库的索引原理 非聚簇索引和聚簇索引 索引的使用注意事项 联合索引 从底层解释最左匹配原则 Mysql对联合索引有优化么？会自动调整顺序么？哪个版本开始优化？ Redis的应用 Redis的持久化的方式和原理 技术选型，一个新技术和一个稳定的旧技术，你会怎么选择，选择的考虑有哪些 说你印象最深的美团点评技术团队的三篇博客 最近在学什么新技术 你是怎么去接触一门新技术的 会看哪些书 怎么选择要看的书 最后 由于篇幅限制，小编在此截出几张知识讲解的图解，有需要的程序猿（媛）可以点赞后戳这里免费领取全部资料获取哦 子 怎么保证项目的进度 数据库的索引原理 非聚簇索引和聚簇索引 索引的使用注意事项 联合索引 从底层解释最左匹配原则 Mysql对联合索引有优化么？会自动调整顺序么？哪个版本开始优化？ Redis的应用 Redis的持久化的方式和原理 技术选型，一个新技术和一个稳定的旧技术，你会怎么选择，选择的考虑有哪些 说你印象最深的美团点评技术团队的三篇博客 最近在学什么新技术 你是怎么去接触一门新技术的 会看哪些书 怎么选择要看的书 最后 由于篇幅限制，小编在此截出几张知识讲解的图解，有需要的程序猿（媛）可以点赞后戳这里免费领取全部资料获取哦 [外链图片转存中…(img-SFREePIJ-1624074891834)] [外链图片转存中…(img-5kF3pkiC-1624074891834)] [外链图片转存中…(img-HDVXfOMR-1624074891835)] [外链图片转存中…(img-RyaAC5jy-1624074891836)] [外链图片转存中…(img-iV32C5Ok-1624074891837)] 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_57285325/article/details/118051767。 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。

...断前行的动力，是遇到问题是解决问题的方向指引，最重要的是让决策者认同商业目标，并能了解到支持商业目标的技术原理，上下目标对齐才好办事。 商业目标确定之后，需要确定容器相关的技术选型，容器是一种轻量化的虚拟化技术，与传统虚拟机比较有优点也有缺点，要找出这些差异点识别出对基础设施与应用的影响，提前识别风险并采取应对措施。 技术选型明确之后，在公司或部门内部推广与评审，让开发人员、架构师、测试人员、运维人员相关人员与团队理解与认同方案，听取他们意见，他们是直接使用容器的客户，不要让他们有抱怨。 最后是落地策略，一般是选取一些辅助业务先试点，在实践过程中不断总结经验。 商业目标 容器技术是以应用为中心的轻量级虚拟化技术，而传统的Xen与KVM是以资源为中心的虚拟化技术，这是两者的本质差异。以应用为中心是容器技术演进的指导原则，正是在这个原则指导下，容器技术相对于传统虚拟化有几个特点：打包既部署、镜像分层、应用资源调度。 打包即部署：打包即部署是指在容器镜像制作过程包含了传统软件包部署的过程（安装依赖的操作系统库或工具、创建用户、创建运行目录、解压、设置文件权限等等），这么做的好处是把应用及其依赖封装到了一个相对封闭的环境，减少了应用对外部环境的依赖，增强了应用在各种不同环境下的行为一致性，同时也减少了应用部署时间。 镜像分层：容器镜像包是分层结构，同一个主机上的镜像层是可以在多个容器之间共享的，这个机制可以极大减少镜像更新时候拉取镜像包的时间，通常应用程序更新升级都只是更新业务层（如Java程序的jar包），而镜像中的操作系统Lib层、运行时（如Jre）层等文件不会频繁更新。因此新版本镜像实质有变化的只有很小的一部分，在更新升级时候也只会从镜像仓库拉取很小的文件，所以速度很快。 应用资源调度：资源（计算/存储/网络）都是以应用为中心的，中心体现在资源分配是按照应用粒度分配资源、资源随应用迁移。 基于上述容器技术特点，可以推导出容器技术的3大使用场景：CI/CD、提升资源利用率、弹性伸缩。这3个使用场景自然推导出通用的商业层面收益：CI/CD提升研发效率、提升资源利用率降低成本、按需弹性伸缩在体验与成本之间达成平衡。 当然，除了商业目标之外，可能还有其他一些考虑因素，如基于容器技术实现计算任务调度平台、保持团队技术先进性等。 CI/CD提升研发效率 为什么容器技术适合CI/CD CI/CD是DevOps的关键组成部分，DevOps是一套软件工程的流程，用于持续提升软件开发效率与软件交付质量。DevOps流程来源于制造业的精益生产理念，在这个领域的领头羊是丰田公司，《丰田套路》这本书总结丰田公司如何通过PDCA(Plan-Do-Check-Act)方法实施持续改进。PDCA通常也称为PDCA循环，PDCA实施过程简要描述为：确定目标状态、分析当前状态、找出与目标状态的差距、制定实施计划、实施并总结、开始下一个PDCA过程。 DevOps基本也是这么一个PDCA流程循环，很容易认知到PDCA过程中效率是关键，同一时间段内，实施更多数量的PDCA过程，收益越高。在软件开发领域的DevOps流程中，各种等待（等待编译、等待打包、等待部署等）、各种中断（部署失败、机器故障）是影响DevOps流程效率的重要因素。 容器技术出来之后，将容器技术应用到DevOps场景下，可以从技术手段消除DevOps流程中的部分等待与中断，从而大幅度提升DevOps流程中CI/CD的效率。 容器的OCI标准定义了容器镜像规范，容器镜像包与传统的压缩包(zip/tgz等)相比有两个关键区别点：1）分层存储；2）打包即部署。 分层存储可以极大减少镜像更新时候拉取镜像包的时间，通常应用程序更新升级都只是更新业务层（如Java程序的jar包），而镜像中的操作系统Lib层、运行时（如Jre）层等文件不会频繁更新。因此新版本镜像实质有变化的只有很小的一部分，在更新升级时候也只会从镜像仓库拉取很小的文件，所以速度很快。 打包即部署是指在容器镜像制作过程包含了传统软件包部署的过程（安装依赖的操作系统库或工具、创建用户、创建运行目录、解压、设置文件权限等等），这么做的好处是把应用及其依赖封装到了一个相对封闭的环境，减少了应用对外部环境的依赖，增强了应用在各种不同环境下的行为一致性，同时也减少了应用部署时间。 基于容器镜像的这些优势，容器镜像用到CI/CD场景下，可以减少CI/CD过程中的等待时间，减少因环境差异而导致的部署中断，从而提升CI/CD的效率，提升整体研发效率。 CI/CD的关键诉求与挑战 快 开发人员本地开发调试完成后，提交代码，执行构建与部署，等待部署完成后验证功能。这个等待的过程尽可能短，否则开发人员工作容易被打断，造成后果就是效率降低。如果提交代码后几秒钟就能够完成部署，那么开发人员几乎不用等待，工作也不会被打断；如果需要好几分钟或十几分钟，那么可以想象，这十几分钟就是浪费了，这时候很容易做点别的事情，那么思路又被打断了。 所以构建CI/CD环境时候，快是第一个需要考虑的因素。要达到快，除了有足够的机器资源免除排队等待，引入并行编译技术也是常用做法，如Maven3支持多核并行构建。 自定义流程 不同行业存在不同的行业规范、监管要求，各个企业有一套内部质量规范，这些要求都对软件交付流程有定制需求，如要求使用商用的代码扫描工具做安全扫描，如构建结果与企业内部通信系统对接发送消息。 在团队协同方面，不同的公司，对DevOps流程在不同团队之间分工有差异，典型的有开发者负责代码编写构建出构建物（如jar包），而部署模板、配置由运维人员负责；有的企业开发人员负责构建并部署到测试环境；有的企业开发人员直接可以部署到生产环境。这些不同的场景，对CI/CD的流程、权限管控都有定制需求。 提升资源利用率 OCI标准包含容器镜像标准与容器运行时标准两部分，容器运行时标准聚焦在定义如何将镜像包从镜像仓库拉取到本地并更新、如何隔离运行时资源这些方面。得益于分层存储与打包即部署的特性，容器镜像从到镜像仓库拉取到本地运行速度非常快（通常小于30秒，依赖镜像本身大小等因素），基于此可以实现按需分配容器运行时资源（cpu与内存），并限定单个容器资源用量；然后根据容器进程资源使用率设定弹性伸缩规则，实现自动的弹性伸缩。 这种方式相对于传统的按峰值配置资源方式，可以提升资源利用率。 按需弹性伸缩在体验与成本之间达成平衡 联动弹性伸缩 应用运行到容器，按需分配资源之后，理想情况下，Kubernetes的池子里没有空闲的资源。这时候扩容应用实例数，新扩容的实例会因资源不足调度失败。这时候需要资源池能自动扩容，加入新的虚拟机，调度新扩容的应用。 由于应用对资源的配比与Flavor有要求，因此新加入的虚拟机，应当是与应用所需要的资源配比与Flavor一致的。缩容也是类似。 弹性伸缩还有一个诉求点是“平滑”，对业务做到不感知，也称为“优雅”扩容/缩容。 请求风暴 上面提到的弹性伸缩一般是有计划或缓慢增压的场景，存在另外一种无法预期的请求风暴场景，这种场景的特征是无法预测、突然请求量增大数倍或数十倍、持续时间短。典型的例子如行情交易系统，当行情突变的时候，用户访问量徒增，持续几十分钟或一个小时。 这种场景的弹性诉求，要求短时间内能将资源池扩大数倍，关键是速度要快（秒级），否则会来不及扩容，系统已经被冲垮（如果无限流的话）。 目前基于 Virtual Kubelet 与云厂家的 Serverless 容器，理论上可以提供应对请求风暴的方案。不过在具体实施时候，需要考虑传统托管式Kubernetes容器管理平台与Serverless容器之间互通的问题，需要基于具体厂家提供的能力来评估。 基于容器技术实现计算调度平台 计算（大数据/AI训练等）场景的特征是短时间内需要大量算力，算完即释放。容器的环境一致性以及调度便利性适合这种场景。 技术选型 容器技术是属于基础设施范围，但是与传统虚拟化技术（Xen/KVM）比较，容器技术是应用虚拟化，不是纯粹的资源虚拟化，与传统虚拟化存在差异。在容器技术选型时候，需要结合当前团队在应用管理与资源管理的现状，对照容器技术与虚拟化技术的差异，选择最合适的容器技术栈。 什么是容器技术 (1)容器是一种轻量化的应用虚拟化技术。 在讨论具体的容器技术栈的时候，先介绍目前几种常用的应用虚拟化技术，当前有3种主流的应用虚拟化技术: LXC，MicroVM，UniKernel（LibOS）。 LXC: Linux Container，通过 Linux的 namespace/cgroups/chroot 等技术隔离进程资源，目前应用最广的docker就是基于LXC实现应用虚拟化的。 MicroVM: MicroVM 介于 传统的VM 与 LXC之间，隔离性比LXC好，但是比传统的VM要轻量，轻量体现在体积小（几M到几十M）、启动快（小于1s）。 AWS Firecracker 就是一种MicroVM的实现，用于AWS的Serverless计算领域，Serverless要求启动快，租户之间隔离性好。 UniKernel: 是一种专用的（特定编程语言技术栈专用）、单地址空间、使用 library OS 构建出来的镜像。UniKernel要解决的问题是减少应用软件的技术栈层次，现代软件层次太多导致越来越臃肿：硬件+HostOS+虚拟化模拟+GuestOS+APP。UniKernel目标是：硬件+HostOS+虚拟化模拟+APP-with-libos。 三种技术对比表： 开销 体积 启动速度 隔离/安全 生态 LXC 低（几乎为0） 小 快（等同进程启动） 差（内核共享） 好 MicroVM 高 大 慢(小于1s) 好 中（Kata项目） UniKernel 中 中 中 好 差 根据上述对比来看，LXC是应用虚拟化首选的技术，如果LXC无法满足隔离性要，则可以考虑MicroVM这种技术。当前社区已经在着手融合LXC与MicroVM这两种技术，从应用打包/发布调度/运行层面统一规范，Kubernetes集成Kata支持混合应用调度特性可以了解一下。 UniKernel 在应用生态方面相对比较落后，目前在追赶中，目前通过 linuxkit 工具可以在UniKernel应用镜像中使用docker镜像。这种方式笔者还未验证过，另外docker镜像运行起来之后，如何监控目前还未知。 从上述三种应用虚拟化技术对比，可以得出结论: （2)容器技术与传统虚拟化技术不断融合中。 再从规范视角来看容器技术，可以将容器技术定义为: (3)容器=OCI+CRI+辅助工具。 OCI规范包含两部分，镜像规范与运行时规范。简要的说，要实现一个OCI的规范，需要能够下载镜像并解压镜像到文件系统上组成成一个文件目录结构，运行时工具能够理解这个目录结构并基于此目录结构管理（创建/启动/停止/删除）进程。 容器(container)的技术构成就是实现OCI规范的技术集合。 对于不同的操作系统（Linux/Windows），OCI规范的实现技术不同，当前docker的实现，支持Windows与Linux与MacOS操作系统。当前使用最广的是Linux系统，OCI的实现，在Linux上组成容器的主要技术： chroot: 通过分层文件系统堆叠出容器进程的rootfs，然后通过chroot设置容器进程的根文件系统为堆叠出的rootfs。 cgroups: 通过cgroups技术隔离容器进程的cpu/内存资源。 namesapce: 通过pid, uts, mount, network, user namesapce 分别隔离容器进程的进程ID，时间，文件系统挂载，网络，用户资源。 网络虚拟化: 容器进程被放置到独立的网络命名空间，通过Linux网络虚拟化veth, macvlan, bridge等技术连接主机网络与容器虚拟网络。 存储驱动: 本地文件系统，使用容器镜像分层文件堆叠的各种实现驱动，当前推荐的是overlay2。 广义的容器还包含容器编排，即当下很火热的Kubernetes。Kubernetes为了把控容器调度的生态，发布了CRI规范，通过CRI规范解耦Kubelet与容器，只要实现了CRI接口，都可以与Kubelet交互，从而被Kubernetes调度。OCI规范的容器实现与CRI标准接口对接的实现是CRI-O。 辅助工具用户构建镜像，验证镜像签名，管理存储卷等。 容器定义 容器是一种轻量化的应用虚拟化技术。 容器=OCI+CRI+辅助工具。 容器技术与传统虚拟化技术不断融合中。 什么是容器编排与调度 选择了应用虚拟化技术之后，还需要应用调度编排，当前Kubernetes是容器领域内编排的事实标准，不管使用何种应用虚拟化技术，都已经纳入到了Kubernetes治理框架中。 Kubernetes 通过 CRI 接口规范，将应用编排与应用虚拟化实现解耦：不管使用何种应用虚拟化技术（LXC, MicroVM, LibOS），都能够通过Kubernetes统一编排。 当前使用最多的是docker，其次是cri-o。docker与crio结合kata-runtime都能够支持多种应用虚拟化技术混合编排的场景，如LXC与MicroVM混合编排。 docker(now): Moby 公司贡献的 docker 相关部件，当前主流使用的模式。 docker(daemon) 提供对外访问的API与CLI(docker client) containerd 提供与 kubelet 对接的 CRI 接口实现 shim负责将Pod桥接到Host namespace。 cri-o: 由 RedHat/Intel/SUSE/IBM/Hyper 公司贡献的实现了CRI接口的符合OCI规范的运行时，当前包括 runc 与 kata-runtime ，也就是说使用 cir-o 可以同时运行LXC容器与MicroVM容器，具体在Kata介绍中有详细说明。 CRI-O: 实现了CRI接口的进程，与 kubelet 交互 crictl: 类似 docker 的命令行工具 conmon: Pod监控进程 other cri runtimes: 其他的一些cri实现，目前没有大规模应用到生产环境。 容器与传统虚拟化差异 容器(container)的技术构成 前面主要讲到的是容器与编排，包括CRI接口的各种实现，我们把容器领域的规范归纳为南向与北向两部分，CRI属于北向接口规范，对接编排系统，OCI就属于南向接口规范，实现应用虚拟化。 简单来讲，可以这么定义容器： 容器(container) ~= 应用打包(build) + 应用分发(ship) + 应用运行/资源隔离(run)。 build-ship-run 的内容都被定义到了OCI规范中，因此也可以这么定义容器： 容器(container) == OCI规范 OCI规范包含两部分，镜像规范与运行时规范。简要的说，要实现一个OCI的规范，需要能够下载镜像并解压镜像到文件系统上组成成一个文件目录结构，运行时工具能够理解这个目录结构并基于此目录结构管理（创建/启动/停止/删除）进程。 容器(container)的技术构成就是实现OCI规范的技术集合。 对于不同的操作系统（Linux/Windows），OCI规范的实现技术不同，当前docker的实现，支持Windows与Linux与MacOS操作系统。当前使用最广的是Linux系统，OCI的实现，在Linux上组成容器的主要技术： chroot: 通过分层文件系统堆叠出容器进程的rootfs，然后通过chroot设置容器进程的根文件系统为堆叠出的rootfs。 cgroups: 通过cgroups技术隔离容器进程的cpu/内存资源。 namesapce: 通过pid, uts, mount, network, user namesapce 分别隔离容器进程的进程ID，时间，文件系统挂载，网络，用户资源。 网络虚拟化: 容器进程被放置到独立的网络命名空间，通过Linux网络虚拟化veth, macvlan, bridge等技术连接主机网络与容器虚拟网络。 存储驱动: 本地文件系统，使用容器镜像分层文件堆叠的各种实现驱动，当前推荐的是overlay2。 广义的容器还包含容器编排，即当下很火热的Kubernetes。Kubernetes为了把控容器调度的生态，发布了CRI规范，通过CRI规范解耦Kubelet与容器，只要实现了CRI接口，都可以与Kubelet交互，从而被Kubernetes调度。OCI规范的容器实现与CRI标准接口对接的实现是CRI-O。 容器与虚拟机差异对比 容器与虚拟机的差异可以总结为2点：应用打包与分发的差异，应用资源隔离的差异。当然，导致这两点差异的根基是容器是以应用为中心来设计的，而虚拟化是以资源为中心来设计的，本文对比容器与虚拟机的差异，更多的是站在应用视角来对比。 从3个方面对比差异：资源隔离，应用打包与分发，延伸的日志/监控/DFX差异。 1.资源隔离 隔离机制差异 容器 虚拟化 mem/cpu cgroup, 使用时候设定 require 与 limit 值 QEMU, KVM network Linux网络虚拟化技术(veth,tap,bridge,macvlan,ipvlan), 跨虚拟机或出公网访问:SNAT/DNAT, service转发:iptables/ipvs, SR-IOV Linux网络虚拟化技术(veth,tap,bridge,macvlan,ipvlan), QEMU, SR-IOV storage 本地存储: 容器存储驱动 本地存储：virtio-blk 差异引入问题与实践建议 应用程序未适配 cgroup 的内存隔离导致问题: 典型的是 JVM 虚拟机，在 JVM 启动时候会根据系统内存自动设置 MaxHeapSize 值，通常是系统内存的1/4，但是 JVM 并未考虑 cgroup 场景，读系统内存时候任然读取主机的内存来设置 MaxHeapSize，这样会导致内存超过 cgroup 限制从而导致进程被 kill 。问题详细阐述与解决建议参考Java inside docker: What you must know to not FAIL。 多次网络虚拟化问题: 如果在虚拟机内使用容器，会多一层网络虚拟化，并加入了SNAT/DNAT技术, iptables/ipvs技术，对网络吞吐量与时延都有影响（具体依赖容器网络方案），对问题定位复杂度变高，同时还需要注意网络内核参数调优。 典型的网络调优参数有：转发表大小 /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_max 使用iptables 作为service转发实现的时候，在转发规则较多的时候，iptables更新由于需要全量更新导致非常耗时，建议使用ipvs。详细参考[华为云在 K8S 大规模场景下的 Service 性能优化实践](https://zhuanlan.zhihu.com/p/37230013)。 容器IP地址频繁变化不固定，周边系统需要协调适配，包括基于IP地址的白名单或防火墙控制策略需要调整，CMDB记录的应用IP地址需要适配动态IP或者使用服务名替代IP地址。 存储驱动带来的性能损耗: 容器本地文件系统是通过联合文件系统方式堆叠出来的，当前主推与默认提供的是overlay2驱动，这种模式应用写本地文件系统文件或修改已有文件，使用Copy-On-Write方式，也就是会先拷贝源文件到可写层然后修改，如果这种操作非常频繁，建议使用 volume 方式。 2.应用打包与分发 应用打包/分发/调度差异 容器 虚拟化 打包 打包既部署 一般不会把应用程序与虚拟机打包在一起，通过部署系统部署应用 分发 使用镜像仓库存储与分发 使用文件存储 调度运行 使用K8S亲和/反亲和调度策略 使用部署系统的调度能力 差异引入问题与实践建议 部署提前到构建阶段，应用需要支持动态配置与静态程序分离；如果在传统部署脚本中依赖外部动态配置，这部分需要做一些调整。 打包格式发生变化，制作容器镜像需要注意安全/效率因素，可参考Dockerfile最佳实践 容器镜像存储与分发是按layer来组织的，镜像在传输过程中放篡改的方式是传统软件包有差异。 3.监控/日志/DFX 差异 容器 虚拟化 监控 cpu/mem的资源上限是cgroup定义的；containerd/shim/docker-daemon等进程的监控 传统进程监控 日志采集 stdout/stderr日志采集方式变化；日志持久化需要挂载到volume；进程会被随机调度到其他节点导致日志需要实时采集否则分散很难定位 传统日志采集 问题定位 进程down之后自动拉起会导致问题定位现场丢失；无法停止进程来定位问题因为停止即删除实例 传统问题定位手段 差异引入问题实践与建议 使用成熟的监控工具，运行在docker中的应用使用cadvisor+prometheus实现采集与警报，cadvisor中预置了常用的监控指标项 对于docker管理进程（containerd/shim/docker-daemon）也需要一并监控 使用成熟的日志采集工具，如果已有日志采集Agent，则可以考虑将日志文件挂载到volume后由Agent采集；需要注意的是stderr/stdout输出也要一并采集 如果希望容器内应用进程退出后保留现场定位问题，则可以将Pod的restartPolicy设置为never，进程退出后进程文件都还保留着(/var/lib/docker/containers)。但是这么做的话需要进程没有及时恢复，会影响业务，需要自己实现进程重拉起。 团队配合 与周边的开发团队、架构团队、测试团队、运维团队评审并交流方案，与周边团队达成一致。 落地策略与注意事项 逐步演进过程中网络互通 根据当前已经存在的基础实施情况，选择容器化落地策略。通常使用逐步演进的方式，由于容器化引入了独立的网络namespace导致容器与传统虚拟机进程网络隔离，逐步演进过程中如何打通隔离的网络是最大的挑战。 分两种场景讨论： 不同服务集群之间使用VIP模式互通: 这种模式相对简单，基于VIP做灰度发布。 不同服务集群之间使用微服务点对点模式互通(SpringCloud/ServiceComb/Dubbo都是这一类): 这种模式相对复杂，在逐步容器化过程中，要求容器网络与传统虚拟机网络能够互通（难点是在虚拟机进程内能够直接访问到容器网络的IP地址），当前解决这个问题有几种方法。 自建Kubernetes场景，可使用开源的kube-router，kube-router 使用BGP协议实现容器网络与传统虚拟机网络之间互通，要求网络交换机支持BGP协议。 使用云厂商托管Kubernetes场景，选择云厂商提供的VPC-Router互通的网络插件，如阿里云的Terway网络插件, 华为云的Underlay网络模式。 选择物理机还是虚拟机 选择物理机运行容器还是虚拟机运行容器，需要结合基础设施与业务隔离性要求综合考虑。分两种场景：自建IDC、租用公有云。 自建IDC: 理想情况是使用物理机组成一个大集群，根据业务诉求，对资源保障与安全性要求高的应用，使用MicorVM方式隔离；普通应用使用LXC方式隔离。所有物理机在一个大集群内，方便削峰填谷提升资源利用率。 租用公有云：当前公有云厂家提供的裸金属服务价格较贵且只能包周期，使用裸金属性价比并不高，使用虚拟机更合适。 集群规模与划分 选择集群时候，是多个应用共用一个大集群，还是按应用分组分成多个小集群呢？我们把节点规模数量>=1000的定义为大集群，节点数<1000的定义为小集群。 大集群的优点是资源池共享容器，方便资源调度（削峰填谷）；缺点是随着节点数量与负载数量的增多，会引入管理性能问题（需要量化）: DNS 解析表变大，增加/删除 Service 或 增加/删除 Endpoint 导致DNS表刷新慢 K8S Service 转发表变大，导致工作负载增加/删除刷新iptables/ipvs记录变慢 etcd 存储空间变大，如果加上ConfigMap，可能导致 etcd 访问时延增加 小集群的优点是不会有管理性能问题，缺点是会导致资源碎片化，不容易共享。共享分两种情况: 应用之间削峰填谷：目前无法实现 计算任务与应用之间削峰填谷：由于计算任务是短时任务，可以通过上层的任务调度软件，在多个集群之间分发计算任务，从而达到集群之间资源共享的目的。 选择集群规模的时候，可以参考上述分析，结合实际情况选择适合的集群划分。 Helm? Helm是为了解决K8S管理对象散碎的问题，在K8S中并没有"应用"的概念，只有一个个散的对象(Deployment, ConfigMap, Service, etc)，而一个"应用"是多个对象组合起来的，且这些对象之间还可能存在一定的版本配套关系。 Helm 通过将K8S多个对象打包为一个包并标注版本号形成一个"应用"，通过 Helm 管理进程部署/升级这个"应用"。这种方式解决了一些问题（应用分发更方便）同时也引入了一些问题（引入Helm增加应用发布/管理复杂度、在K8S修改了对象后如何同步到Helm）。对于是否需要使用Helm，建议如下： 在自运维模式下不使用Helm: 自运维模式下，很多场景是开发团队交付一个运行包，运维团队负责部署与配置下发，内部通过兼容性或软件包与配置版本配套清单、管理软件包与配置的配套关系。 在交付软件包模式下使用Helm: 交付软件包模式下，Helm 这种把散碎组件组装为一个应用的模式比较适合，使用Helm实现软件包分发/部署/升级场比较简单。 Reference DOCKER vs LXC vs VIRTUAL MACHINES Cgroup与LXC简介 Introducing Container Runtime Interface (CRI) in Kubernetes frakti rkt appc-spec OCI 和 runc：容器标准化和 docker Linux 容器技术史话：从 chroot 到未来 Linux Namespace和Cgroup Java inside docker: What you must know to not FAIL QEMU,KVM及QEMU-KVM介绍 kvm libvirt qemu实践系列(一)-kvm介绍 KVM 介绍（4）：I/O 设备直接分配和 SR-IOV [KVM PCI/PCIe Pass-Through SR-IOV] prometheus-book 到底什么是Unikernel？ The Rise and Fall of the Operating System The Design and Implementation of the Anykernel and Rump Kernels UniKernel Unikernel：从不入门到入门 OSv 京东如何打造K8s全球最大集群支撑万亿电商交易 Cloud Native App Hub 更多云最佳实践 https://best.practices.cloud 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/sinat_33155975/article/details/118013855。 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。

...个网管如果能在MIS设计期间就数据表的规范化、表索引优化、容量设计、事务处理等诸多方面与程序员进行卓有成效的沟通和协作，那么日常的前台管理工作将会变得大为轻松,因为在某种意义上，数据库管理系统就相当于操作系统，在系统中占有同样重要的位置。 这正是SQL SERVER等数据库管理系统和dBASEX、ACCESS等数据库文件系统的本质区别，所以，对数据库管理系统操作能力的强弱在某种程度上也折射出了网管的水平——个人认为，称得上优秀的Admin,至少应该是一个称职的DBA（数据库管理员）。 下面以SQL SERVER（下称 SQLS）为例，将数据库管理中难于理解的“索引原理”问题给各位朋友作一个深入浅出的介绍。其他的数据库管理系统如Oracle、Sybase等，朋友们可以融会贯通，举一反三。 一、数据表的基本结构 建立数据库的目的是管理大量数据，而建立索引的目的就是提高数据检索效率，改善数据库工作性能，提高数据访问速度。对于索引，我们要知其然，更要知其所以然，关键在于认识索引的工作原理，才能更好的管理索引。 为认识索引工作原理，首先有必要对数据表的基本结构作一次全面的复习。 SQLS当一个新表被创建之时，系统将在磁盘中分配一段以8K为单位的连续空间，当字段的值从内存写入磁盘时，就在这一既定空间随机保存，当一个8K用完的时候，SQLS指针会自动分配一个8K的空间。这里，每个8K空间被称为一个数据页（Page），又名页面或数据页面，并分配从0-7的页号,每个文件的第0页记录引导信息，叫文件头（File header）；每8个数据页（64Ｋ）的组合形成扩展区（Extent），称为扩展。全部数据页的组合形成堆（Heap）。 SQLS规定行不能跨越数据页，所以，每行记录的最大数据量只能为8K。这就是char和varchar这两种字符串类型容量要限制在8K以内的原因，存储超过8K的数据应使用text类型，实际上，text类型的字段值不能直接录入和保存，它只是存储一个指针，指向由若干8K的文本数据页所组成的扩展区，真正的数据正是放在这些数据页中。 页面有空间页面和数据页面之分。 当一个扩展区的8个数据页中既包含了空间页面又包括了数据或索引页面时，称为混合扩展（Mixed Extent）,每张表都以混合扩展开始；反之，称为一致扩展（Uniform Extent），专门保存数据及索引信息。 表被创建之时，SQLS在混合扩展中为其分配至少一个数据页面，随着数据量的增长，SQLS可即时在混合扩展中分配出7个页面，当数据超过8个页面时，则从一致扩展中分配数据页面。 空间页面专门负责数据空间的分配和管理，包括：PFS页面（Page free space）：记录一个页面是否已分配、位于混合扩展还是一致扩展以及页面上还有多少可用空间等信息；GAM页面（Global allocation map）和SGAM页面(Secodary global allocation map)：用来记录空闲的扩展或含有空闲页面的混合扩展的位置。SQLS综合利用这三种类型的页面文件在必要时为数据表创建新空间； 数据页或索引页则专门保存数据及索引信息，SQLS使用4种类型的数据页面来管理表或索引：它们是IAM页、数据页、文本/图像页和索引页。 在WINDOWS中，我们对文件执行的每一步操作，在磁盘上的物理位置只有系统（system）才知道；SQL SERVER沿袭了这种工作方式，在插入数据的过程中，不但每个字段值在数据页面中的保存位置是随机的，而且每个数据页面在“堆”中的排列位置也只有系统（system）才知道。 这是为什么呢？众所周知，OS之所以能管理DISK，是因为在系统启动时首先加载了文件分配表：FAT（File Allocation Table），正是由它管理文件系统并记录对文件的一切操作，系统才得以正常运行；同理，作为管理系统级的SQL SERVER,也有这样一张类似FAT的表存在，它就是索引分布映像页：IAM（Index Allocation Map）。 IAM的存在，使SQLS对数据表的物理管理有了可能。 IAM页从混合扩展中分配，记录了8个初始页面的位置和该扩展区的位置，每个IAM页面能管理512,000个数据页面，如果数据量太大，SQLS也可以增加更多的IAM页，可以位于文件的任何位置。第一个IAM页被称为FirstIAM,其中记录了以后的IAM页的位置。 数据页和文本/图像页互反，前者保存非文本/图像类型的数据，因为它们都不超过8K的容量，后者则只保存超过8K容量的文本或图像类型数据。而索引页顾名思义，保存的是与索引结构相关的数据信息。了解页面的问题有助我们下一步准确理解SQLS维护索引的方式，如页拆分、填充因子等。 二、索引的基本概念 索引是一种特殊类型的数据库对象，它与表有着密切的联系。 索引是为检索而存在的。如一些书籍的末尾就专门附有索引，指明了某个关键字在正文中的出现的页码位置，方便我们查找，但大多数的书籍只有目录，目录不是索引，只是书中内容的排序，并不提供真正的检索功能。可见建立索引要单独占用空间；索引也并不是必须要建立的，它们只是为更好、更快的检索和定位关键字而存在。 再进一步说，我们要在图书馆中查阅图书，该怎么办呢？图书馆的前台有很多叫做索引卡片柜的小柜子，里面分了若干的类别供我们检索图书，比如你可以用书名的笔画顺序或者拼音顺序作为查找的依据，你还可以从作者名的笔画顺序或拼音顺序去查询想要的图书，反正有许多检索方式，但有一点很明白，书库中的书并没有按照这些卡片柜中的顺序排列——虽然理论上可以这样做，事实上，所有图书的脊背上都人工的粘贴了一个特定的编号①，它们是以这个顺序在排列。索引卡片中并没有指明这本书摆放在书库中的第几个书架的第几本，仅仅指明了这个特定的编号。管理员则根据这一编号将请求的图书返回到读者手中。这是很形象的例子，以下的讲解将会反复用到它。 SQLS在安装完成之后，安装程序会自动创建master、model、tempdb等几个特殊的系统数据库，其中master是SQLS的主数据库，用于保存和管理其它系统数据库、用户数据库以及SQLS的系统信息，它在SQLS中的地位与WINDOWS下的注册表相当。 master中有一个名为sysindexes的系统表，专门管理索引。SQLS查询数据表的操作都必须用到它，毫无疑义，它是本文主角之一。 查看一张表的索引属性，可以在查询分析器中使用以下命令：select from sysindexes where id=object_id(‘tablename’) ；而要查看表的索引所占空间的大小，可以使用系统存储过程命令：sp_spaceused tablename，其中参数tablename为被索引的表名。 三、平衡树 如果你通过书后的索引知道了一个关键字所在的页码，你有可能通过随机的翻寻，最终到达正确的页码。但更科学更快捷的方法是：首先把书翻到大概二分之一的位置，如果要找的页码比该页的页码小，就把书向前翻到四分之一处，否则，就把书向后翻到四分之三的地方，依此类推，把书页续分成更小的部分，直至正确的页码。这叫“两分法”，微软在官方教程MOC里另有一种说法：叫B树（B-Tree，Balance Tree），即平衡树。 一个表索引由若干页面组成，这些页面构成了一个树形结构。B树由“根”（root）开始，称为根级节点，它通过指向另外两个页，把一个表的记录从逻辑上分成两个部分：“枝”—--非叶级节点（Non-Leaf Level）；而非叶级节点又分别指向更小的部分：“叶”——叶级节点（Leaf Level）。根节点、非叶级节点和叶级节点都位于索引页中，统称为索引节点，属于索引页的范筹。这些“枝”、“叶”最终指向了具体的数据页（Page）。在根级节点和叶级节点之间的叶又叫数据中间页。 “根”（root）对应了sysindexes表的Root字段，其中记载了非叶级节点的物理位置（即指针）；非叶级节点位于根节点和叶节点之间，记载了指向叶级节点的指针；而叶级节点则最终指向数据页。这就是“平衡树”。 四、聚集索引和非聚集索引 从形式上而言，索引分为聚集索引（Clustered Indexes）和非聚集索引（NonClustered Indexes）。 聚集索引相当于书籍脊背上那个特定的编号。如果对一张表建立了聚集索引，其索引页中就包含着建立索引的列的值（下称索引键值），那么表中的记录将按照该索引键值进行排序。比如，我们如果在“姓名”这一字段上建立了聚集索引，则表中的记录将按照姓名进行排列；如果建立了聚集索引的列是数值类型的，那么记录将按照该键值的数值大小来进行排列。 非聚集索引用于指定数据的逻辑顺序，也就是说，表中的数据并没有按照索引键值指定的顺序排列，而仍然按照插入记录时的顺序存放。其索引页中包含着索引键值和它所指向该行记录在数据页中的物理位置，叫做行定位符（RID：Row ID）。好似书后面的的索引表，索引表中的顺序与实际的页码顺序也是不一致的。而且一本书也许有多个索引。比如主题索引和作者索引。 SQL Server在默认的情况下建立的索引是非聚集索引，由于非聚集索引不对表中的数据进行重组，而只是存储索引键值并用一个指针指向数据所在的页面。一个表如果没有聚集索引时,理论上可以建立249个非聚集索引。每个非聚集索引提供访问数据的不同排序顺序。 五、数据是怎样被访问的 若能真正理解了以上索引的基础知识，那么再回头来看索引的工作原理就简单和轻松多了。 （一）SQLS怎样访问没有建立任何索引数据表： Heap译成汉语叫做“堆”，其本义暗含杂乱无章、无序的意思，前面提到数据值被写进数据页时，由于每一行记录之间并没地有特定的排列顺序，所以行与行的顺序就是随机无序的，当然表中的数据页也就是无序的了，而表中所有数据页就形成了“堆”，可以说，一张没有索引的数据表，就像一个只有书柜而没有索引卡片柜的图书馆，书库里面塞满了一堆乱七八糟的图书。当读者对管理员提交查询请求后，管理员就一头钻进书库，对照查找内容从头开始一架一柜的逐本查找，运气好的话，在第一个书架的第一本书就找到了，运气不好的话，要到最后一个书架的最后一本书才找到。 SQLS在接到查询请求的时候，首先会分析sysindexes表中一个叫做索引标志符(INDID: Index ID)的字段的值，如果该值为0，表示这是一张数据表而不是索引表，SQLS就会使用sysindexes表的另一个字段——也就是在前面提到过的FirstIAM值中找到该表的IAM页链——也就是所有数据页集合。 这就是对一个没有建立索引的数据表进行数据查找的方式，是不是很没效率？对于没有索引的表，对于一“堆”这样的记录，SQLS也只能这样做，而且更没劲的是，即使在第一行就找到了被查询的记录，SQLS仍然要从头到尾的将表扫描一次。这种查询称为“遍历”，又叫“表扫描”。 可见没有建立索引的数据表照样可以运行，不过这种方法对于小规模的表来说没有什么太大的问题，但要查询海量的数据效率就太低了。 （二）SQLS怎样访问建立了非聚集索引的数据表： 如前所述，非聚集索引可以建多个,具有B树结构，其叶级节点不包含数据页，只包含索引行。假定一个表中只有非聚集索引，则每个索引行包含了非聚集索引键值以及行定位符（ROW ID,RID），他们指向具有该键值的数据行。每一个RID由文件ID、页编号和在页中行的编号组成。 当INDID的值在2-250之间时，意味着表中存在非聚集索引页。此时，SQLS调用ROOT字段的值指向非聚集索引B树的ROOT，在其中查找与被查询最相近的值，根据这个值找到在非叶级节点中的页号，然后顺藤摸瓜，在叶级节点相应的页面中找到该值的RID，最后根据这个RID在Heap中定位所在的页和行并返回到查询端。 例如：假定在Lastname上建立了非聚集索引，则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时，查询过程是：①SQLS查询INDID值为2；②立即从根出发，在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”，并查到其位于叶级页面的第61页；③仅在叶级页面的第61页的Martin下搜寻Ota的RID，其RID显示为N∶706∶4，表示Lastname字段中名为Ota的记录位于堆的第707页的第4行，N表示文件的ID值，与数据无关；④根据上述信息，SQLS立马在堆的第 707页第4行将该记录“揪”出来并显示于前台（客户端）。视表的数据量大小，整个查询过程费时从百分之几毫秒到数毫秒不等。 在谈到索引基本概念的时候，我们就提到了这种方式： 图书馆的前台有很多索引卡片柜，里面分了若干的类别，诸如按照书名笔画或拼音顺序、作者笔画或拼音顺序等等，但不同之处有二：① 索引卡片上记录了每本书摆放的具体位置——位于某柜某架的第几本——而不是“特殊编号”；② 书脊上并没有那个“特殊编号”。管理员在索引柜中查到所需图书的具体位置（RID）后，根据RID直接在书库中的具体位置将书提出来。 显然，这种查询方式效率很高，但资源占用极大，因为书库中书的位置随时在发生变化，必然要求管理员花费额外的精力和时间随时做好索引更新。 （三）SQLS怎样访问建立了聚集索引的数据表： 在聚集索引中，数据所在的数据页是叶级，索引数据所在的索引页是非叶级。 查询原理和上述对非聚集索引的查询相似，但由于记录是按照聚集索引中索引键值进行排序，换句话说，聚集索引的索引键值也就是具体的数据页。 这就好比书库中的书就是按照书名的拼音在排序，而且也只按照这一种排序方式建立相应的索引卡片，于是查询起来要比上述只建立非聚集索引的方式要简单得多。仍以上面的查询为例： 假定在Lastname字段上建立了聚集索引，则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时，查询过程是：①SQLS查询INDID值为1，这是在系统中只建立了聚集索引的标志；②立即从根出发，在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”，并查到其位于叶级页面的第120页；③在位于叶级页面第120页的Martin下搜寻到Ota条目，而这一条目已是数据记录本身；④将该记录返回客户端。 这一次的效率比第二种方法更高，以致于看起来更美，然而它最大的优点也恰好是它最大的缺点——由于同一张表中同时只能按照一种顺序排列，所以在任何一种数据表中的聚集索引只能建立一个；并且建立聚集索引需要至少相当于源表120%的附加空间，以存放源表的副本和索引中间页！ 难道鱼和熊掌就不能兼顾了吗？办法是有的。 （四）SQLS怎样访问既有聚集索引、又有非聚集索引的数据表： 如果我们在建立非聚集索引之前先建立了聚集索引的话，那么非聚集索引就可以使用聚集索引的关键字进行检索，就像在图书馆中，前台卡片柜中的可以有不同类别的图书索引卡，然而每张卡片上都载明了那个特殊编号——并不是书籍存放的具体位置。这样在最大程度上既照顾了数据检索的快捷性，又使索引的日常维护变得更加可行，这是最为科学的检索方法。 也就是说，在只建立了非聚集索引的情况下，每个叶级节点指明了记录的行定位符（RID）；而在既有聚集索引又有非聚集索引的情况下，每个叶级节点所指向的是该聚集索引的索引键值，即数据记录本身。 假设聚集索引建立在Lastname上，而非聚集索引建立在Firstname上，当执行Select From Member Where Firstname=’Mike’时，查询过程是：①SQLS查询INDID值为2；②立即从根出发，在Firstname的非聚集索引的非叶级节点中定位最接近Mike的值“Jose”条目；③从Jose条目下的叶级页面中查到Mike逻辑位置——不是RID而是聚集索引的指针；④根据这一指针所指示位置，直接进入位于Lastname的聚集索引中的叶级页面中到达Mike数据记录本身；⑤将该记录返回客户端。 这就完全和我们在“索引的基本概念”中讲到的现实场景完全一样了，当数据发生更新的时候，SQLS只负责对聚集索引的健值驾以维护，而不必考虑非聚集索引，只要我们在ID类的字段上建立聚集索引，而在其它经常需要查询的字段上建立非聚集索引，通过这种科学的、有针对性的在一张表上分别建立聚集索引和非聚集索引的方法，我们既享受了索引带来的灵活与快捷，又相对规避了维护索引所导致的大量的额外资源消耗。 六、索引的优点和不足 索引有一些先天不足：1：建立索引，系统要占用大约为表的1.2倍的硬盘和内存空间来保存索引。2：更新数据的时候，系统必须要有额外的时间来同时对索引进行更新，以维持数据和索引的一致性——这就如同图书馆要有专门的位置来摆放索引柜，并且每当库存图书发生变化时都需要有人将索引卡片重整以保持索引与库存的一致。 当然建立索引的优点也是显而易见的：在海量数据的情况下，如果合理的建立了索引，则会大大加强SQLS执行查询、对结果进行排序、分组的操作效率。 实践表明，不恰当的索引不但于事无补，反而会降低系统性能。因为大量的索引在进行插入、修改和删除操作时比没有索引花费更多的系统时间。比如在如下字段建立索引应该是不恰当的：1、很少或从不引用的字段；2、逻辑型的字段，如男或女(是或否)等。 综上所述，提高查询效率是以消耗一定的系统资源为代价的，索引不能盲目的建立，必须要有统筹的规划，一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡，有得必有失，此消则彼长。这是考验一个DBA是否优秀的很重要的指标。 至此，我们一直在说SQLS在维护索引时要消耗系统资源，那么SQLS维护索引时究竟消耗了什么资源？会产生哪些问题？究竟应该才能优化字段的索引？ 在上篇中，我们就索引的基本概念和数据查询原理作了详细阐述，知道了建立索引时一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡，有得必有失，此消则彼长。那么，SQLS维护索引时究竟怎样消耗资源？应该从哪些方面对索引进行管理与优化？以下就从七个方面来回答这些问题。 一、页分裂 微软MOC教导我们：当一个数据页达到了8K容量，如果此时发生插入或更新数据的操作，将导致页的分裂(又名页拆分)： 1、有聚集索引的情况下：聚集索引将被插入和更新的行指向特定的页，该页由聚集索引关键字决定； 2、只有堆的情况下：只要有空间就可以插入新的行，但是如果我们对行数据的更新需要更多的空间，以致大于了当前页的可用空间，行就被移到新的页中，并且在原位置留下一个转发指针，指向被移动的新行，如果具有转发指针的行又被移动了，那么原来的指针将重新指向新的位置； 3、如果堆中有非聚集索引，那么尽管插入和更新操作在堆中不会发生页分裂，但是在非聚集索引上仍然产生页分裂。 无论有无索引，大约一半的数据将保留在老页面，而另一半将放入新页面，并且新页面可能被分配到任何可用的页。所以，频繁页分裂，后果很严重，将使物理表产生大量数据碎片，导致直接造成I/O效率的急剧下降，最后，停止SQLS的运行并重建索引将是我们的唯一选择! 二、填充因子 然而在“混沌之初”，就可以在一定程度上避免不愉快出现：在创建索引时，可以为这个索引指定一个填充因子，以便在索引的每个叶级页面上保留一定百分比的空间，将来数据可以进行扩充和减少页分裂。填充因子是从0到100的百分比数值，设为100时表示将数据页填满。只有当不会对数据进行更改时(例如只读表中)才用此设置。值越小则数据页上的空闲空间越大，这样可以减少在索引增长过程中进行页分裂的需要，但这一操作需要占用更多的硬盘空间。 填充因子只在创建索引时执行，索引创建以后，当表中进行数据的添加、删除或更新时，是不会保持填充因子的，如果想在数据页上保持额外的空间，则有悖于使用填充因子的本意，因为随着数据的输入，SQLS必须在每个页上进行页拆分，以保持填充因子指定的空闲空间。因此，只有在表中的数据进行了较大的变动，才可以填充数据页的空闲空间。这时，可以从容的重建索引，重新指定填充因子，重新分布数据。 反之，填充因子指定不当，就会降低数据库的读取性能，其降低量与填充因子设置值成反比。例如，当填充因子的值为50时，数据库的读取性能会降低两倍！所以，只有在表中根据现有数据创建新索引，并且可以预见将来会对这些数据进行哪些更改时，设置填充因子才有意义。 三、两道数学题 假定数据库设计没有问题，那么是否象上篇中分析的那样，当你建立了众多的索引，在查询工作中SQLS就只能按照“最高指示”用索引处理每一个提交的查询呢？答案是否定的！ 上篇“数据是怎样被访问的”章节中提到的四种索引方案只是一种静态的、标准的和理论上的分析比较，实际上，将在外，军令有所不从，SQLS几乎完全是“自主”的决定是否使用索引或使用哪一个索引！ 这是怎么回事呢？ 让我们先来算一道题：如果某表的一条记录在磁盘上占用1000字节(1K)的话，我们对其中10字节的一个字段建立索引，那么该记录对应的索引大小只有10字节(0.01K)。上篇说过，SQLS的最小空间分配单元是“页（Page）”，一个页面在磁盘上占用8K空间，所以一页只能存储8条“记录”，但可以存储800条“索引”。现在我们要从一个有8000条记录的表中检索符合某个条件的记录(有Where子句)，如果没有索引的话，我们需要遍历8000条×1000字节/8K字节=1000个页面才能够找到结果。如果在检索字段上有上述索引的话，那么我们可以在8000条×10字节/8K字节=10个页面中就检索到满足条件的索引块，然后根据索引块上的指针逐一找到结果数据块，这样I/O访问量肯定要少得多。 然而有时用索引还不如不用索引快！ 同上，如果要无条件检索全部记录(不用Where子句)，不用索引的话，需要访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面；而使用索引的话，首先检索索引，访问8000条×10字节/8K字节=10个页面得到索引检索结果，再根据索引检索结果去对应数据页面，由于是检索全部数据，所以需要再访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面将全部数据读取出来，一共访问了1010个页面，这显然不如不用索引快。 SQLS内部有一套完整的数据索引优化技术，在上述情况下，SQLS会自动使用表扫描的方式检索数据而不会使用任何索引。那么SQLS是怎么知道什么时候用索引，什么时候不用索引的呢？因为SQLS除了维护数据信息外，还维护着数据统计信息！ 四、统计信息 打开企业管理器，单击“Database”节点，右击Northwind数据库→单击“属性”→选择“Options”选项卡，观察“Settings”下的各项复选项，你发现了什么？ 从Settings中我们可以看到，在数据库中，SQLS将默认的自动创建和更新统计信息，这些统计信息包括数据密度和分布信息，正是它们帮助SQLS确定最佳的查询策略：建立查询计划和是否使用索引以及使用什么样的索引。 在创建索引时，SQLS会创建分布数据页来存放有关索引的两种统计信息：分布表和密度表。查询优化器使用这些统计信息估算使用该索引进行查询的成本(Cost)，并在此基础上判断该索引对某个特定查询是否有用。 随着表中的数据发生变化，SQLS自动定期更新这些统计信息。采样是在各个数据页上随机进行。从磁盘读取一个数据页后，该数据页上的所有行都被用来更新统计信息。统计信息更新的频率取决于字段或索引中的数据量以及数据更改量。比如，对于有一万条记录的表，当1000个索引键值发生改变时，该表的统计信息便可能需要更新，因为1000 个值在该表中占了10%，这是一个很大的比例。而对于有1千万条记录的表来说，1000个索引值发生更改的意义则可以忽略不计，因此统计信息就不会自动更新。 至于它们帮助SQLS建立查询计划的具体过程，限于篇幅，这里就省略了，请有兴趣的朋友们自己研究。 顺便多说一句，SQLS除了能自动记录统计信息之外，还可以记录服务器中所发生的其它活动的详细信息，包括I/O 统计信息、CPU 统计信息、锁定请求、T-SQL 和 RPC 统计信息、索引和表扫描、警告和引发的错误、数据库对象的创建/除去、连接/断开、存储过程操作、游标操作等等。这些信息的读取、设置请朋友们在SQLS联机帮助文档(SQL Server Books Online)中搜索字符串“Profiler”查找。 五、索引的人工维护 上面讲到,某些不合适的索引将影响到SQLS的性能,随着应用系统的运行,数据不断地发生变化,当数据变化达到某一个程度时将会影响到索引的使用。这时需要用户自己来维护索引。 随着数据行的插入、删除和数据页的分裂，有些索引页可能只包含几页数据，另外应用在执行大量I/O的时候，重建非聚聚集索引可以维护I/O的效率。重建索引实质上是重新组织B树。需要重建索引的情况有： 1) 数据和使用模式大幅度变化； 2)排序的顺序发生改变； 3)要进行大量插入操作或已经完成； 4)使用I/O查询的磁盘读次数比预料的要多； 5)由于大量数据修改，使得数据页和索引页没有充分使用而导致空间的使用超出估算； 6)dbcc检查出索引有问题。 六、索引的使用原则 接近尾声的时候，让我们再从另一个角度认识索引的两个重要属性----唯一性索引和复合性索引。 在设计表的时候，可以对字段值进行某些限制，比如可以对字段进行主键约束或唯一性约束。 主键约束是指定某个或多个字段不允许重复，用于防止表中出现两条完全相同的记录，这样的字段称为主键，每张表都可以建立并且只能建立一个主键，构成主键的字段不允许空值。例如职员表中“身份证号”字段或成绩表中“学号、课程编号”字段组合。 而唯一性约束与主键约束类似，区别只在于构成唯一性约束的字段允许出现空值。 建立在主键约束和唯一性约束上的索引，由于其字段值具有唯一性，于是我们将这种索引叫做“唯一性索引”，如果这个唯一性索引是由两个以上字段的组合建立的，那么它又叫“复合性索引”。 注意，唯一索引不是聚集索引，如果对一个字段建立了唯一索引，你仅仅不能向这个字段输入重复的值。并不妨碍你可以对其它类型的字段也建立一个唯一性索引，它们可以是聚集的，也可以是非聚集的。 唯一性索引保证在索引列中的全部数据是唯一的，不会包含冗余数据。如果表中已经有一个主键约束或者唯一性约束，那么当创建表或者修改表时，SQLS自动创建一个唯一性索引。但出于必须保证唯一性，那么应该创建主键约束或者唯一性键约束，而不是创建一个唯一性索引。当创建唯一性索引时，应该认真考虑这些规则：当在表中创建主键约束或者唯一性键约束时， SQLS钭自动创建一个唯一性索引；如果表中已经包含有数据，那么当创建索引时，SQLS检查表中已有数据的冗余性，如果发现冗余值，那么SQLS就取消该语句的执行，并且返回一个错误消息，确保表中的每一行数据都有一个唯一值。 复合索引就是一个索引创建在两个列或者多个列上。在搜索时，当两个或者多个列作为一个关键值时，最好在这些列上创建复合索引。当创建复合索引时，应该考虑这些规则：最多可以把16个列合并成一个单独的复合索引，构成复合索引的列的总长度不能超过900字节，也就是说复合列的长度不能太长；在复合索引中，所有的列必须来自同一个表中，不能跨表建立复合列；在复合索引中，列的排列顺序是非常重要的，原则上，应该首先定义最唯一的列，例如在（COL1，COL2）上的索引与在（COL2，COL1）上的索引是不相同的，因为两个索引的列的顺序不同；为了使查询优化器使用复合索引，查询语句中的WHERE子句必须参考复合索引中第一个列；当表中有多个关键列时，复合索引是非常有用的；使用复合索引可以提高查询性能，减少在一个表中所创建的索引数量。 综上所述，我们总结了如下索引使用原则： 1)逻辑主键使用唯一的成组索引，对系统键（作为存储过程）采用唯一的非成组索引，对任何外键列采用非成组索引。考虑数据库的空间有多大，表如何进行访问，还有这些访问是否主要用作读写。 2)不要索引memo/note 字段，不要索引大型字段（有很多字符），这样作会让索引占用太多的存储空间。 3)不要索引常用的小型表 4)一般不要为小型数据表设置过多的索引，假如它们经常有插入和删除操作就更别这样作了，SQLS对这些插入和删除操作提供的索引维护可能比扫描表空间消耗更多的时间。 七、大结局 查询是一个物理过程，表面上是SQLS在东跑西跑，其实真正大部分压马路的工作是由磁盘输入输出系统(I/O)完成，全表扫描需要从磁盘上读表的每一个数据页，如果有索引指向数据值，则I/O读几次磁盘就可以了。但是，在随时发生的增、删、改操作中，索引的存在会大大增加工作量，因此，合理的索引设计是建立在对各种查询的分析和预测上的，只有正确地使索引与程序结合起来,才能产生最佳的优化方案。 一般来说建立索引的思路是： (1)主键时常作为where子句的条件，应在表的主键列上建立聚聚集索引，尤其当经常用它作为连接的时候。 (2)有大量重复值且经常有范围查询和排序、分组发生的列，或者非常频繁地被访问的列，可考虑建立聚聚集索引。　　 (3)经常同时存取多列，且每列都含有重复值可考虑建立复合索引来覆盖一个或一组查询，并把查询引用最频繁的列作为前导列，如果可能尽量使关键查询形成覆盖查询。 (4)如果知道索引键的所有值都是唯一的，那么确保把索引定义成唯一索引。 (5)在一个经常做插入操作的表上建索引时，使用fillfactor(填充因子)来减少页分裂，同时提高并发度降低死锁的发生。如果在只读表上建索引，则可以把fillfactor置为100。 (6)在选择索引字段时，尽量选择那些小数据类型的字段作为索引键，以使每个索引页能够容纳尽可能多的索引键和指针，通过这种方式，可使一个查询必须遍历的索引页面降到最小。此外，尽可能地使用整数为键值，因为它能够提供比任何数据类型都快的访问速度。 SQLS是一个很复杂的系统，让索引以及查询背后的东西真相大白，可以帮助我们更为深刻的了解我们的系统。一句话，索引就象盐，少则无味多则咸。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/qq_28052907/article/details/75194926。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...几个常见的web安全问题。 XSS 首先说下最常见的 XSS 漏洞，XSS (Cross Site Script)，跨站脚本攻击，因为缩写和 CSS (Cascading Style Sheets) 重叠，所以只能叫 XSS。 XSS 的原理是恶意攻击者往 Web 页面里插入恶意可执行网页脚本代码，当用户浏览该页之时，嵌入其中 Web 里面的脚本代码会被执行，从而可以达到攻击者盗取用户信息或其他侵犯用户安全隐私的目的。XSS 的攻击方式千变万化，但还是可以大致细分为几种类型。 非持久型 XSS 非持久型 XSS 漏洞，也叫反射型 XSS 漏洞，一般是通过给别人发送带有恶意脚本代码参数的 URL，当 URL 地址被打开时，特有的恶意代码参数被 HTML 解析、执行。 非持久型 XSS 举一个例子，比如你的 Web 页面中包含有以下代码： Select your language:<select><script>document.write(''+ '<option value=1>'+ location.href.substring(location.href.indexOf('default=') + 8)+ '</option>');document.write('<option value=2>English</option>');</script></select> 攻击者可以直接通过 URL 类似：https://xx.com/xx?default=<script>alert(document.cookie)</script>) 注入可执行的脚本代码。 非持久型 XSS 漏洞攻击有以下几点特征： 即时性，不经过服务器存储，直接通过 HTTP 的 GET 和 POST 请求就能完成一次攻击，拿到用户隐私数据。 攻击者需要诱骗点击 反馈率低，所以较难发现和响应修复 盗取用户敏感保密信息 为了防止出现非持久型 XSS 漏洞，需要确保这么几件事情： Web 页面渲染的所有内容或者渲染的数据都必须来自于服务端。 尽量不要从 URL，document.referrer，document.forms 等这种 DOM API 中获取数据直接渲染。 尽量不要使用 eval, new Function()，document.write()，document.writeln()，window.setInterval()，window.setTimeout()，innerHTML，document.creteElement() 等可执行字符串的方法。 如果做不到以上几点，也必须对涉及 DOM 渲染的方法传入的字符串参数做 escape 转义。 前端渲染的时候对任何的字段都需要做 escape 转义编码。 escape 转义的目的是将一些构成 HTML 标签的元素转义，比如 <，>，空格 等，转义成 <，>， 等显示转义字符。有很多开源的工具可以协助我们做 escape 转义。 持久型 XSS 持久型 XSS 漏洞，也被称为存储型 XSS 漏洞，一般存在于 Form 表单提交等交互功能，如发帖留言，提交文本信息等，黑客利用的 XSS 漏洞，将内容经正常功能提交进入数据库持久保存，当前端页面获得后端从数据库中读出的注入代码时，恰好将其渲染执行。 主要注入页面方式和非持久型 XSS 漏洞类似，只不过持久型的不是来源于 URL，refferer，forms 等，而是来源于后端从数据库中读出来的数据。持久型 XSS 攻击不需要诱骗点击，黑客只需要在提交表单的地方完成注入即可，但是这种 XSS 攻击的成本相对还是很高。攻击成功需要同时满足以下几个条件： POST 请求提交表单后端没做转义直接入库。 后端从数据库中取出数据没做转义直接输出给前端。 前端拿到后端数据没做转义直接渲染成 DOM。 持久型 XSS 有以下几个特点： 持久性，植入在数据库中 危害面广，甚至可以让用户机器变成 DDoS 攻击的肉鸡。 盗取用户敏感私密信息 为了防止持久型 XSS 漏洞，需要前后端共同努力： 后端在入库前应该选择不相信任何前端数据，将所有的字段统一进行转义处理。 后端在输出给前端数据统一进行转义处理。 前端在渲染页面 DOM 的时候应该选择不相信任何后端数据，任何字段都需要做转义处理。 基于字符集的 XSS 其实现在很多的浏览器以及各种开源的库都专门针对了 XSS 进行转义处理，尽量默认抵御绝大多数 XSS 攻击，但是还是有很多方式可以绕过转义规则，让人防不胜防。比如「基于字符集的 XSS 攻击」就是绕过这些转义处理的一种攻击方式，比如有些 Web 页面字符集不固定，用户输入非期望字符集的字符，有时会绕过转义过滤规则。 以基于 utf-7 的 XSS 为例 utf-7 是可以将所有的 unicode 通过 7bit 来表示的一种字符集 (但现在已经从 Unicode 规格中移除)。 这个字符集为了通过 7bit 来表示所有的文字, 除去数字和一部分的符号,其它的部分将都以 base64 编码为基础的方式呈现。 <script>alert("xss")</script>可以被解释为：+ADw-script+AD4-alert(+ACI-xss+ACI-)+ADw-/script+AD4- 可以形成「基于字符集的 XSS 攻击」的原因是由于浏览器在 meta 没有指定 charset 的时候有自动识别编码的机制，所以这类攻击通常就是发生在没有指定或者没来得及指定 meta 标签的 charset 的情况下。 所以我们有什么办法避免这种 XSS 呢？ 记住指定 XML 中不仅要指定字符集为 utf-8，而且标签要闭合 牛文推荐：http://drops.wooyun.org/papers/1327 （这个讲的很详细） 基于 Flash 的跨站 XSS 基于 Flash 的跨站 XSS 也是属于反射型 XSS 的一种，虽然现在开发 ActionScript 的产品线几乎没有了，但还是提一句吧，AS 脚本可以接受用户输入并操作 cookie，攻击者可以配合其他 XSS（持久型或者非持久型）方法将恶意 swf 文件嵌入页面中。主要是因为 AS 有时候需要和 JS 传参交互，攻击者会通过恶意的 XSS 注入篡改参数，窃取并操作cookie。 避免方法： 严格管理 cookie 的读写权限 对 Flash 能接受用户输入的参数进行过滤 escape 转义处理 未经验证的跳转 XSS 有一些场景是后端需要对一个传进来的待跳转的 URL 参数进行一个 302 跳转，可能其中会带有一些用户的敏感（cookie）信息。如果服务器端做302 跳转，跳转的地址来自用户的输入，攻击者可以输入一个恶意的跳转地址来执行脚本。 这时候需要通过以下方式来防止这类漏洞： 对待跳转的 URL 参数做白名单或者某种规则过滤 后端注意对敏感信息的保护, 比如 cookie 使用来源验证。 CSRF CSRF（Cross-Site Request Forgery），中文名称：跨站请求伪造攻击 那么 CSRF 到底能够干嘛呢？你可以这样简单的理解：攻击者可以盗用你的登陆信息，以你的身份模拟发送各种请求。攻击者只要借助少许的社会工程学的诡计，例如通过 QQ 等聊天软件发送的链接(有些还伪装成短域名，用户无法分辨)，攻击者就能迫使 Web 应用的用户去执行攻击者预设的操作。例如，当用户登录网络银行去查看其存款余额，在他没有退出时，就点击了一个 QQ 好友发来的链接，那么该用户银行帐户中的资金就有可能被转移到攻击者指定的帐户中。 所以遇到 CSRF 攻击时，将对终端用户的数据和操作指令构成严重的威胁。当受攻击的终端用户具有管理员帐户的时候，CSRF 攻击将危及整个 Web 应用程序。 CSRF 原理 下图大概描述了 CSRF 攻击的原理，可以理解为有一个小偷在你配钥匙的地方得到了你家的钥匙，然后拿着要是去你家想偷什么偷什么。 csrf原理 完成 CSRF 攻击必须要有三个条件： 用户已经登录了站点 A，并在本地记录了 cookie 在用户没有登出站点 A 的情况下（也就是 cookie 生效的情况下），访问了恶意攻击者提供的引诱危险站点 B (B 站点要求访问站点A)。 站点 A 没有做任何 CSRF 防御 你也许会问：「如果我不满足以上三个条件中的任意一个，就不会受到 CSRF 的攻击」。其实可以这么说的，但你不能保证以下情况不会发生： 你不能保证你登录了一个网站后，不再打开一个 tab 页面并访问另外的网站，特别现在浏览器都是支持多 tab 的。 你不能保证你关闭浏览器了后，你本地的 cookie 立刻过期，你上次的会话已经结束。 上图中所谓的攻击网站 B，可能是一个存在其他漏洞的可信任的经常被人访问的网站。 预防 CSRF CSRF 的防御可以从服务端和客户端两方面着手，防御效果是从服务端着手效果比较好，现在一般的 CSRF 防御也都在服务端进行。服务端的预防 CSRF 攻击的方式方法有多种，但思路上都是差不多的，主要从以下两个方面入手： 正确使用 GET，POST 请求和 cookie 在非 GET 请求中增加 token 一般而言，普通的 Web 应用都是以 GET、POST 请求为主，还有一种请求是 cookie 方式。我们一般都是按照如下规则设计应用的请求： GET 请求常用在查看，列举，展示等不需要改变资源属性的时候（数据库 query 查询的时候） POST 请求常用在 From 表单提交，改变一个资源的属性或者做其他一些事情的时候（数据库有 insert、update、delete 的时候） 当正确的使用了 GET 和 POST 请求之后，剩下的就是在非 GET 方式的请求中增加随机数，这个大概有三种方式来进行： 为每个用户生成一个唯一的 cookie token，所有表单都包含同一个伪随机值，这种方案最简单，因为攻击者不能获得第三方的 cookie(理论上)，所以表单中的数据也就构造失败，但是由于用户的 cookie 很容易由于网站的 XSS 漏洞而被盗取，所以这个方案必须要在没有 XSS 的情况下才安全。 每个 POST 请求使用验证码，这个方案算是比较完美的，但是需要用户多次输入验证码，用户体验比较差，所以不适合在业务中大量运用。 渲染表单的时候，为每一个表单包含一个 csrfToken，提交表单的时候，带上 csrfToken，然后在后端做 csrfToken 验证。 CSRF 的防御可以根据应用场景的不同自行选择。CSRF 的防御工作确实会在正常业务逻辑的基础上带来很多额外的开发量，但是这种工作量是值得的，毕竟用户隐私以及财产安全是产品最基础的根本。 SQL 注入 SQL 注入漏洞（SQL Injection）是 Web 开发中最常见的一种安全漏洞。可以用它来从数据库获取敏感信息，或者利用数据库的特性执行添加用户，导出文件等一系列恶意操作，甚至有可能获取数据库乃至系统用户最高权限。 而造成 SQL 注入的原因是因为程序没有有效的转义过滤用户的输入，使攻击者成功的向服务器提交恶意的 SQL 查询代码，程序在接收后错误的将攻击者的输入作为查询语句的一部分执行，导致原始的查询逻辑被改变，额外的执行了攻击者精心构造的恶意代码。 很多 Web 开发者没有意识到 SQL 查询是可以被篡改的，从而把 SQL 查询当作可信任的命令。殊不知，SQL 查询是可以绕开访问控制，从而绕过身份验证和权限检查的。更有甚者，有可能通过 SQL 查询去运行主机系统级的命令。 SQL 注入原理 下面将通过一些真实的例子来详细讲解 SQL 注入的方式的原理。 考虑以下简单的管理员登录表单： <form action="/login" method="POST"><p>Username: <input type="text" name="username" /></p><p>Password: <input type="password" name="password" /></p><p><input type="submit" value="登陆" /></p></form> 后端的 SQL 语句可能是如下这样的： let querySQL = SELECT FROM userWHERE username='${username}'AND psw='${password}'; // 接下来就是执行 sql 语句… 目的就是来验证用户名和密码是不是正确，按理说乍一看上面的 SQL 语句也没什么毛病，确实是能够达到我们的目的，可是你只是站在用户会老老实实按照你的设计来输入的角度来看问题，如果有一个恶意攻击者输入的用户名是 zoumiaojiang’ OR 1 = 1 --，密码随意输入，就可以直接登入系统了。WFT! 冷静下来思考一下，我们之前预想的真实 SQL 语句是: SELECT FROM user WHERE username='zoumiaojiang' AND psw='mypassword' 可以恶意攻击者的奇怪用户名将你的 SQL 语句变成了如下形式： SELECT FROM user WHERE username='zoumiaojiang' OR 1 = 1 --' AND psw='xxxx' 在 SQL 中，-- 是注释后面的内容的意思，所以查询语句就变成了： SELECT FROM user WHERE username='zoumiaojiang' OR 1 = 1 这条 SQL 语句的查询条件永远为真，所以意思就是恶意攻击者不用我的密码，就可以登录进我的账号，然后可以在里面为所欲为，然而这还只是最简单的注入，牛逼的 SQL 注入高手甚至可以通过 SQL 查询去运行主机系统级的命令，将你主机里的内容一览无余，这里我也没有这个能力讲解的太深入，毕竟不是专业研究这类攻击的，但是通过以上的例子，已经了解了 SQL 注入的原理，我们基本已经能找到防御 SQL 注入的方案了。 如何预防 SQL 注入 防止 SQL 注入主要是不能允许用户输入的内容影响正常的 SQL 语句的逻辑，当用户的输入的信息将要用来拼接 SQL 语句的话，我们应该永远选择不相信，任何内容都必须进行转义过滤，当然做到这个还是不够的，下面列出防御 SQL 注入的几点注意事项： 严格限制Web应用的数据库的操作权限，给此用户提供仅仅能够满足其工作的最低权限，从而最大限度的减少注入攻击对数据库的危害 后端代码检查输入的数据是否符合预期，严格限制变量的类型，例如使用正则表达式进行一些匹配处理。 对进入数据库的特殊字符（’，"，\，<，>，&，，; 等）进行转义处理，或编码转换。基本上所有的后端语言都有对字符串进行转义处理的方法，比如 lodash 的 lodash._escapehtmlchar 库。 所有的查询语句建议使用数据库提供的参数化查询接口，参数化的语句使用参数而不是将用户输入变量嵌入到 SQL 语句中，即不要直接拼接 SQL 语句。例如 Node.js 中的 mysqljs 库的 query 方法中的 ? 占位参数。 mysql.query(SELECT FROM user WHERE username = ? AND psw = ?, [username, psw]); 在应用发布之前建议使用专业的 SQL 注入检测工具进行检测，以及时修补被发现的 SQL 注入漏洞。网上有很多这方面的开源工具，例如 sqlmap、SQLninja 等。 避免网站打印出 SQL 错误信息，比如类型错误、字段不匹配等，把代码里的 SQL 语句暴露出来，以防止攻击者利用这些错误信息进行 SQL 注入。 不要过于细化返回的错误信息，如果目的是方便调试，就去使用后端日志，不要在接口上过多的暴露出错信息，毕竟真正的用户不关心太多的技术细节，只要话术合理就行。 碰到要操作的数据库的代码，一定要慎重，小心使得万年船，多找几个人多来几次 code review，将问题都暴露出来，而且要善于利用工具，操作数据库相关的代码属于机密，没事不要去各种论坛晒自家站点的 SQL 语句，万一被人盯上了呢？ 命令行注入 命令行注入漏洞，指的是攻击者能够通过 HTTP 请求直接侵入主机，执行攻击者预设的 shell 命令，听起来好像匪夷所思，这往往是 Web 开发者最容易忽视但是却是最危险的一个漏洞之一，看一个实例： 假如现在需要实现一个需求：用户提交一些内容到服务器，然后在服务器执行一些系统命令去产出一个结果返回给用户，接口的部分实现如下： // 以 Node.js 为例，假如在接口中需要从 github 下载用户指定的 repoconst exec = require('mz/child_process').exec;let params = {/ 用户输入的参数 /};exec(git clone ${params.repo} /some/path); 这段代码确实能够满足业务需求，正常的用户也确实能从指定的 git repo 上下载到想要的代码，可是和 SQL 注入一样，这段代码在恶意攻击者眼中，简直就是香饽饽。 如果 params.repo 传入的是 https://github.com/zoumiaojiang/zoumiaojiang.github.io.git 当然没问题了。 可是如果 params.repo 传入的是 https://github.com/xx/xx.git && rm -rf / && 恰好你的服务是用 root 权限起的就惨了。 具体恶意攻击者能用命令行注入干什么也像 SQL 注入一样，手法是千变万化的，比如「反弹 shell 注入」等，但原理都是一样的，我们绝对有能力防止命令行注入发生。防止命令行注入需要做到以下几件事情： 后端对前端提交内容需要完全选择不相信，并且对其进行规则限制（比如正则表达式）。 在调用系统命令前对所有传入参数进行命令行参数转义过滤。 不要直接拼接命令语句，借助一些工具做拼接、转义预处理，例如 Node.js 的 shell-escape npm 包。 还是前面的例子，我们可以做到如下： const exec = require('mz/child_process').exec;// 借助 shell-escape npm 包解决参数转义过滤问题const shellescape = require('shell-escape');let params = {/ 用户输入的参数 /};// 先过滤一下参数，让参数符合预期if (!/正确的表达式/.test(params.repo)) {return;}let cmd = shellescape(['git','clone',params.repo,'/some/path']);// cmd 的值: git clone 'https://github.com/xx/xx.git && rm -rf / &&' /some/path// 这样就不会被注入成功了。exec(cmd); DDoS 攻击 DDoS 又叫分布式拒绝服务，全称 Distributed Denial of Service，其原理就是利用大量的请求造成资源过载，导致服务不可用，这个攻击应该不能算是安全问题，这应该算是一个另类的存在，因为这种攻击根本就是耍流氓的存在，「伤敌一千，自损八百」的行为。出于保护 Web App 不受攻击的攻防角度，还是介绍一下 DDoS 攻击吧，毕竟也是挺常见的。 DDoS 攻击可以理解为：「你开了一家店，隔壁家点看不惯，就雇了一大堆黑社会人员进你店里干坐着，也不消费，其他客人也进不来，导致你营业惨淡」。为啥说 DDoS 是个「伤敌一千，自损八百」的行为呢？毕竟隔壁店还是花了不少钱雇黑社会但是啥也没得到不是？DDoS 攻击的目的基本上就以下几个： 深仇大恨，就是要干死你 敲诈你，不给钱就干你 忽悠你，不买我防火墙服务就会有“人”继续干你 也许你的站点遭受过 DDoS 攻击，具体什么原因怎么解读见仁见智。DDos 攻击从层次上可分为网络层攻击与应用层攻击，从攻击手法上可分为快型流量攻击与慢型流量攻击，但其原理都是造成资源过载，导致服务不可用。 网络层 DDoS 网络层 DDos 攻击包括 SYN Flood、ACK Flood、UDP Flood、ICMP Flood 等。 SYN Flood 攻击 SYN flood 攻击主要利用了 TCP 三次握手过程中的 Bug，我们都知道 TCP 三次握手过程是要建立连接的双方发送 SYN，SYN + ACK，ACK 数据包，而当攻击方随意构造源 IP 去发送 SYN 包时，服务器返回的 SYN + ACK 就不能得到应答（因为 IP 是随意构造的），此时服务器就会尝试重新发送，并且会有至少 30s 的等待时间，导致资源饱和服务不可用，此攻击属于慢型 DDoS 攻击。 ACK Flood 攻击 ACK Flood 攻击是在 TCP 连接建立之后，所有的数据传输 TCP 报文都是带有 ACK 标志位的，主机在接收到一个带有 ACK 标志位的数据包的时候，需要检查该数据包所表示的连接四元组是否存在，如果存在则检查该数据包所表示的状态是否合法，然后再向应用层传递该数据包。如果在检查中发现该数据包不合法，例如该数据包所指向的目的端口在本机并未开放，则主机操作系统协议栈会回应 RST 包告诉对方此端口不存在。 UDP Flood 攻击 UDP flood 攻击是由于 UDP 是一种无连接的协议，因此攻击者可以伪造大量的源 IP 地址去发送 UDP 包，此种攻击属于大流量攻击。正常应用情况下，UDP 包双向流量会基本相等，因此发起这种攻击的攻击者在消耗对方资源的时候也在消耗自己的资源。 ICMP Flood 攻击 ICMP Flood 攻击属于大流量攻击，其原理就是不断发送不正常的 ICMP 包（所谓不正常就是 ICMP 包内容很大），导致目标带宽被占用，但其本身资源也会被消耗。目前很多服务器都是禁 ping 的（在防火墙在可以屏蔽 ICMP 包），因此这种攻击方式已经落伍。 网络层 DDoS 防御 网络层的 DDoS 攻击究其本质其实是无法防御的，我们能做得就是不断优化服务本身部署的网络架构，以及提升网络带宽。当然，还是做好以下几件事也是有助于缓解网络层 DDoS 攻击的冲击： 网络架构上做好优化，采用负载均衡分流。 确保服务器的系统文件是最新的版本，并及时更新系统补丁。 添加抗 DDos 设备，进行流量清洗。 限制同时打开的 SYN 半连接数目，缩短 SYN 半连接的 Timeout 时间。 限制单 IP 请求频率。 防火墙等防护设置禁止 ICMP 包等。 严格限制对外开放的服务器的向外访问。 运行端口映射程序或端口扫描程序，要认真检查特权端口和非特权端口。 关闭不必要的服务。 认真检查网络设备和主机/服务器系统的日志。只要日志出现漏洞或是时间变更,那这台机器就可能遭到了攻击。 限制在防火墙外与网络文件共享。这样会给黑客截取系统文件的机会，主机的信息暴露给黑客，无疑是给了对方入侵的机会。 加钱堆机器。。 报警。。 应用层 DDoS 应用层 DDoS 攻击不是发生在网络层，是发生在 TCP 建立握手成功之后，应用程序处理请求的时候，现在很多常见的 DDoS 攻击都是应用层攻击。应用层攻击千变万化，目的就是在网络应用层耗尽你的带宽，下面列出集中典型的攻击类型。 CC 攻击 当时绿盟为了防御 DDoS 攻击研发了一款叫做 Collapasar 的产品，能够有效的防御 SYN Flood 攻击。黑客为了挑衅，研发了一款 Challenge Collapasar 攻击工具（简称 CC）。 CC 攻击的原理，就是针对消耗资源比较大的页面不断发起不正常的请求，导致资源耗尽。因此在发送 CC 攻击前，我们需要寻找加载比较慢，消耗资源比较多的网页，比如需要查询数据库的页面、读写硬盘文件的等。通过 CC 攻击，使用爬虫对某些加载需要消耗大量资源的页面发起 HTTP 请求。 DNS Flood DNS Flood 攻击采用的方法是向被攻击的服务器发送大量的域名解析请求，通常请求解析的域名是随机生成或者是网络世界上根本不存在的域名，被攻击的DNS 服务器在接收到域名解析请求的时候首先会在服务器上查找是否有对应的缓存，如果查找不到并且该域名无法直接由服务器解析的时候，DNS 服务器会向其上层 DNS 服务器递归查询域名信息。域名解析的过程给服务器带来了很大的负载，每秒钟域名解析请求超过一定的数量就会造成 DNS 服务器解析域名超时。 根据微软的统计数据，一台 DNS 服务器所能承受的动态域名查询的上限是每秒钟 9000 个请求。而我们知道，在一台 P3 的 PC 机上可以轻易地构造出每秒钟几万个域名解析请求，足以使一台硬件配置极高的 DNS 服务器瘫痪，由此可见 DNS 服务器的脆弱性。 HTTP 慢速连接攻击 针对 HTTP 协议，先建立起 HTTP 连接，设置一个较大的 Conetnt-Length，每次只发送很少的字节，让服务器一直以为 HTTP 头部没有传输完成，这样连接一多就很快会出现连接耗尽。 应用层 DDoS 防御 判断 User-Agent 字段（不可靠，因为可以随意构造） 针对 IP + cookie，限制访问频率（由于 cookie 可以更改，IP 可以使用代理，或者肉鸡，也不可靠) 关闭服务器最大连接数等，合理配置中间件，缓解 DDoS 攻击。 请求中添加验证码，比如请求中有数据库操作的时候。 编写代码时，尽量实现优化，并合理使用缓存技术，减少数据库的读取操作。 加钱堆机器。。 报警。。 应用层的防御有时比网络层的更难，因为导致应用层被 DDoS 攻击的因素非常多，有时往往是因为程序员的失误，导致某个页面加载需要消耗大量资源，有时是因为中间件配置不当等等。而应用层 DDoS 防御的核心就是区分人与机器（爬虫），因为大量的请求不可能是人为的，肯定是机器构造的。因此如果能有效的区分人与爬虫行为，则可以很好地防御此攻击。 其他 DDoS 攻击 发起 DDoS 也是需要大量的带宽资源的，但是互联网就像森林，林子大了什么鸟都有，DDoS 攻击者也能找到其他的方式发起廉价并且极具杀伤力的 DDoS 攻击。 利用 XSS 举个例子，如果 12306 页面有一个 XSS 持久型漏洞被恶意攻击者发现，只需在春节抢票期间在这个漏洞中执行脚本使得往某一个小站点随便发点什么请求，然后随着用户访问的增多，感染用户增多，被攻击的站点自然就会迅速瘫痪了。这种 DDoS 简直就是无本万利，不用惊讶，现在大站有 XSS 漏洞的不要太多。 来自 P2P 网络攻击 大家都知道，互联网上的 P2P 用户和流量都是一个极为庞大的数字。如果他们都去一个指定的地方下载数据，成千上万的真实 IP 地址连接过来，没有哪个设备能够支撑住。拿 BT 下载来说，伪造一些热门视频的种子，发布到搜索引擎，就足以骗到许多用户和流量了，但是这只是基础攻击。 高级的 P2P 攻击，是直接欺骗资源管理服务器。如迅雷客户端会把自己发现的资源上传到资源管理服务器，然后推送给其它需要下载相同资源的用户，这样，一个链接就发布出去。通过协议逆向，攻击者伪造出大批量的热门资源信息通过资源管理中心分发出去，瞬间就可以传遍整个 P2P 网络。更为恐怖的是，这种攻击是无法停止的，即使是攻击者自身也无法停止，攻击一直持续到 P2P 官方发现问题更新服务器且下载用户重启下载软件为止。 最后总结下，DDoS 不可能防的住，就好比你的店只能容纳 50 人，黑社会有 100 人，你就换一家大店，能容纳 500 人，然后黑社会又找来了 1000 人，这种堆人头的做法就是 DDoS 本质上的攻防之道，「道高一尺，魔高一丈，魔高一尺，道高一丈」，讲真，必要的时候就答应勒索你的人的条件吧，实在不行就报警吧。 流量劫持 流量劫持应该算是黑产行业的一大经济支柱了吧？简直是让人恶心到吐，不吐槽了，还是继续谈干货吧，流量劫持基本分两种：DNS 劫持 和 HTTP 劫持，目的都是一样的，就是当用户访问 zoumiaojiang.com 的时候，给你展示的并不是或者不完全是 zoumiaojiang.com 提供的 “内容”。 DNS 劫持 DNS 劫持，也叫做域名劫持，可以这么理解，「你打了一辆车想去商场吃饭，结果你打的车是小作坊派来的，直接给你拉到小作坊去了」，DNS 的作用是把网络地址域名对应到真实的计算机能够识别的 IP 地址，以便计算机能够进一步通信，传递网址和内容等。如果当用户通过某一个域名访问一个站点的时候，被篡改的 DNS 服务器返回的是一个恶意的钓鱼站点的 IP，用户就被劫持到了恶意钓鱼站点，然后继而会被钓鱼输入各种账号密码信息，泄漏隐私。 dns劫持 这类劫持，要不就是网络运营商搞的鬼，一般小的网络运营商与黑产勾结会劫持 DNS，要不就是电脑中毒，被恶意篡改了路由器的 DNS 配置，基本上做为开发者或站长却是很难察觉的，除非有用户反馈，现在升级版的 DNS 劫持还可以对特定用户、特定区域等使用了用户画像进行筛选用户劫持的办法，另外这类广告显示更加随机更小，一般站长除非用户投诉否则很难觉察到，就算觉察到了取证举报更难。无论如何，如果接到有 DNS 劫持的反馈，一定要做好以下几件事： 取证很重要，时间、地点、IP、拨号账户、截屏、URL 地址等一定要有。 可以跟劫持区域的电信运营商进行投诉反馈。 如果投诉反馈无效，直接去工信部投诉，一般来说会加白你的域名。 HTTP 劫持 HTTP 劫持您可以这么理解，「你打了一辆车想去商场吃饭，结果司机跟你一路给你递小作坊的广告」，HTTP 劫持主要是当用户访问某个站点的时候会经过运营商网络，而不法运营商和黑产勾结能够截获 HTTP 请求返回内容，并且能够篡改内容，然后再返回给用户，从而实现劫持页面，轻则插入小广告，重则直接篡改成钓鱼网站页面骗用户隐私。能够实施流量劫持的根本原因，是 HTTP 协议没有办法对通信对方的身份进行校验以及对数据完整性进行校验。如果能解决这个问题，则流量劫持将无法轻易发生。所以防止 HTTP 劫持的方法只有将内容加密，让劫持者无法破解篡改，这样就可以防止 HTTP 劫持了。 HTTPS 协议就是一种基于 SSL 协议的安全加密网络应用层协议，可以很好的防止 HTTP 劫持。这里有篇 文章 讲的不错。HTTPS 在这就不深讲了，后面有机会我会单独好好讲讲 HTTPS。如果不想站点被 HTTP 劫持，赶紧将你的站点全站改造成 HTTPS 吧。 服务器漏洞 服务器除了以上提到的那些大名鼎鼎的漏洞和臭名昭著的攻击以外，其实还有很多其他的漏洞，往往也很容易被忽视，在这个小节也稍微介绍几种。 越权操作漏洞 如果你的系统是有登录控制的，那就要格外小心了，因为很有可能你的系统越权操作漏洞，越权操作漏洞可以简单的总结为 「A 用户能看到或者操作 B 用户的隐私内容」，如果你的系统中还有权限控制就更加需要小心了。所以每一个请求都需要做 userid 的判断 以下是一段有漏洞的后端示意代码： // ctx 为请求的 context 上下文let msgId = ctx.params.msgId;mysql.query('SELECT FROM msg_table WHERE msg_id = ?',[msgId]); 以上代码是任何人都可以查询到任何用户的消息，只要有 msg_id 就可以，这就是比较典型的越权漏洞，需要如下这么改进一下： // ctx 为请求的 context 上下文let msgId = ctx.params.msgId;let userId = ctx.session.userId; // 从会话中取出当前登陆的 userIdmysql.query('SELECT FROM msg_table WHERE msg_id = ? AND user_id = ?',[msgId, userId]); 嗯，大概就是这个意思，如果有更严格的权限控制，那在每个请求中凡是涉及到数据库的操作都需要先进行严格的验证，并且在设计数据库表的时候需要考虑进 userId 的账号关联以及权限关联。 目录遍历漏洞 目录遍历漏洞指通过在 URL 或参数中构造 …/，./ 和类似的跨父目录字符串的 ASCII 编码、unicode 编码等，完成目录跳转，读取操作系统各个目录下的敏感文件，也可以称作「任意文件读取漏洞」。 目录遍历漏洞原理：程序没有充分过滤用户输入的 …/ 之类的目录跳转符，导致用户可以通过提交目录跳转来遍历服务器上的任意文件。使用多个… 符号，不断向上跳转，最终停留在根 /，通过绝对路径去读取任意文件。 目录遍历漏洞几个示例和测试，一般构造 URL 然后使用浏览器直接访问，或者使用 Web 漏洞扫描工具检测，当然也可以自写程序测试。 http://somehost.com/../../../../../../../../../etc/passwdhttp://somehost.com/some/path?file=../../Windows/system.ini 借助 %00 空字符截断是一个比较经典的攻击手法http://somehost.com/some/path?file=../../Windows/system.ini%00.js 使用了 IIS 的脚本目录来移动目录并执行指令http://somehost.com/scripts/..%5c../Windows/System32/cmd.exe?/c+dir+c:\ 防御 方法就是需要对 URL 或者参数进行 …/，./ 等字符的转义过滤。 物理路径泄漏 物理路径泄露属于低风险等级缺陷，它的危害一般被描述为「攻击者可以利用此漏洞得到信息，来对系统进一步地攻击」，通常都是系统报错 500 的错误信息直接返回到页面可见导致的漏洞。得到物理路径有些时候它能给攻击者带来一些有用的信息，比如说：可以大致了解系统的文件目录结构；可以看出系统所使用的第三方软件；也说不定会得到一个合法的用户名（因为很多人把自己的用户名作为网站的目录名）。 防止这种泄漏的方法就是做好后端程序的出错处理，定制特殊的 500 报错页面。 源码暴露漏洞 和物理路径泄露类似，就是攻击者可以通过请求直接获取到你站点的后端源代码，然后就可以对系统进一步研究攻击。那么导致源代码暴露的原因是什么呢？基本上就是发生在服务器配置上了，服务器可以设置哪些路径的文件才可以被直接访问的，这里给一个 koa 服务起的例子，正常的 koa 服务器可以通过 koa-static 中间件去指定静态资源的目录，好让静态资源可以通过路径的路由访问。比如你的系统源代码目录是这样的： |- project|- src|- static|- ...|- server.js 你想要将 static 的文件夹配成静态资源目录，你应该会在 server.js 做如下配置： const Koa = require('koa');const serve = require('koa-static');const app = new Koa();app.use(serve(__dirname + '/project/static')); 但是如果配错了静态资源的目录，可能就出大事了，比如： // ...app.use(serve(__dirname + '/project')); 这样所有的源代码都可以通过路由访问到了，所有的服务器都提供了静态资源机制，所以在通过服务器配置静态资源目录和路径的时候，一定要注意检验，不然很可能产生漏洞。 最后，希望 Web 开发者们能够管理好自己的代码隐私，注意代码安全问题，比如不要将产品的含有敏感信息的代码放到第三方外部站点或者暴露给外部用户，尤其是前端代码，私钥类似的保密性的东西不要直接输出在代码里或者页面中。也许还有很多值得注意的点，但是归根结底还是绷住安全那根弦，对待每一行代码都要多多推敲。 请关注我的订阅号 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/MrCoderStack/article/details/88547919。 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。

...要 Problem 问题 Solution 解决方案 Listing 清单号 Store additional information about users. 存储用户的附加信息 Define custom user properties. 定义自定义用户属性 1–3, 8–11 Update the database schema without deleting user data. 更新数据库架构而不删除用户数据 Perform a database migration. 执行数据库迁移 4–7 Perform fine-grained authorization. 执行细粒度授权 Use claims. 使用声明（Claims） 12–14 Add claims about a user. 添加用户的声明（Claims） Use the ClaimsIdentity.AddClaims method. 使用ClaimsIdentity.AddClaims方法 15–19 Authorize access based on claim values. 基于声明（Claims）值授权访问 Create a custom authorization filter attribute. 创建一个自定义的授权过滤器注解属性 20–21 Authenticate through a third party. 通过第三方认证 Install the NuGet package for the authentication provider, redirect requests to that provider, and specify a callback URL that creates the user account. 安装认证提供器的NuGet包，将请求重定向到该提供器，并指定一个创建用户账号的回调URL。 22–25 15.1 Preparing the Example Project 15.1 准备示例项目 In this chapter, I am going to continue working on the Users project I created in Chapter 13 and enhanced in Chapter 14. No changes to the application are required, but start the application and make sure that there are users in the database. Figure 15-1 shows the state of my database, which contains the users Admin, Alice, Bob, and Joe from the previous chapter. To check the users, start the application and request the /Admin/Index URL and authenticate as the Admin user. 本章打算继续使用第13章创建并在第14章增强的Users项目。对应用程序无需做什么改变，但需要启动应用程序，并确保数据库中有一些用户。图15-1显示了数据库的状态，它含有上一章的用户Admin、Alice、Bob以及Joe。为了检查用户，请启动应用程序，请求/Admin/Index URL，并以Admin用户进行认证。 Figure 15-1. The initial users in the Identity database 图15-1. Identity数据库中的最初用户 I also need some roles for this chapter. I used the RoleAdmin controller to create roles called Users and Employees and assigned the users to those roles, as described in Table 15-2. 本章还需要一些角色。我用RoleAdmin控制器创建了角色Users和Employees，并为这些角色指定了一些用户，如表15-2所示。 Table 15-2. The Types of Web Forms Code Nuggets 表15-2. 角色及成员（作者将此表的标题写错了——译者注） Role 角色 Members 成员 Users Alice, Joe Employees Alice, Bob Figure 15-2 shows the required role configuration displayed by the RoleAdmin controller. 图15-2显示了由RoleAdmin控制器所显示出来的必要的角色配置。 Figure 15-2. Configuring the roles required for this chapter 图15-2. 配置本章所需的角色 15.2 Adding Custom User Properties 15.2 添加自定义用户属性 When I created the AppUser class to represent users in Chapter 13, I noted that the base class defined a basic set of properties to describe the user, such as e-mail address and telephone number. Most applications need to store more information about users, including persistent application preferences and details such as addresses—in short, any data that is useful to running the application and that should last between sessions. In ASP.NET Membership, this was handled through the user profile system, but ASP.NET Identity takes a different approach. 我在第13章创建AppUser类来表示用户时曾做过说明，基类定义了一组描述用户的基本属性，如E-mail地址、电话号码等。大多数应用程序还需要存储用户的更多信息，包括持久化应用程序爱好以及地址等细节——简言之，需要存储对运行应用程序有用并且在各次会话之间应当保持的任何数据。在ASP.NET Membership中，这是通过用户资料（User Profile）系统来处理的，但ASP.NET Identity采取了一种不同的办法。 Because the ASP.NET Identity system uses Entity Framework to store its data by default, defining additional user information is just a matter of adding properties to the user class and letting the Code First feature create the database schema required to store them. Table 15-3 puts custom user properties in context. 因为ASP.NET Identity默认是使用Entity Framework来存储其数据的，定义附加的用户信息只不过是给用户类添加属性的事情，然后让Code First特性去创建需要存储它们的数据库架构即可。表15-3描述了自定义用户属性的情形。 Table 15-3. Putting Cusotm User Properties in Context 表15-3. 自定义用户属性的情形 Question 问题 Answer 回答 What is it? 什么是自定义用户属性？ Custom user properties allow you to store additional information about your users, including their preferences and settings. 自定义用户属性让你能够存储附加的用户信息，包括他们的爱好和设置。 Why should I care? 为何要关心它？ A persistent store of settings means that the user doesn’t have to provide the same information each time they log in to the application. 设置的持久化存储意味着，用户不必每次登录到应用程序时都提供同样的信息。 How is it used by the MVC framework? 在MVC框架中如何使用它？ This feature isn’t used directly by the MVC framework, but it is available for use in action methods. 此特性不是由MVC框架直接使用的，但它在动作方法中使用是有效的。 15.2.1 Defining Custom Properties 15.2.1 定义自定义属性 Listing 15-1 shows how I added a simple property to the AppUser class to represent the city in which the user lives. 清单15-1演示了如何给AppUser类添加一个简单的属性，用以表示用户生活的城市。 Listing 15-1. Adding a Property in the AppUser.cs File 清单15-1. 在AppUser.cs文件中添加属性 using System;using Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework;namespace Users.Models { public enum Cities {LONDON, PARIS, CHICAGO}public class AppUser : IdentityUser {public Cities City { get; set; } }} I have defined an enumeration called Cities that defines values for some large cities and added a property called City to the AppUser class. To allow the user to view and edit their City property, I added actions to the Home controller, as shown in Listing 15-2. 这里定义了一个枚举，名称为Cities，它定义了一些大城市的值，另外给AppUser类添加了一个名称为City的属性。为了让用户能够查看和编辑City属性，给Home控制器添加了几个动作方法，如清单15-2所示。 Listing 15-2. Adding Support for Custom User Properties in the HomeController.cs File 清单15-2. 在HomeController.cs文件中添加对自定义属性的支持 using System.Web.Mvc;using System.Collections.Generic;using System.Web;using System.Security.Principal;using System.Threading.Tasks;using Users.Infrastructure;using Microsoft.AspNet.Identity;using Microsoft.AspNet.Identity.Owin;using Users.Models;namespace Users.Controllers {public class HomeController : Controller {[Authorize]public ActionResult Index() {return View(GetData("Index"));}[Authorize(Roles = "Users")]public ActionResult OtherAction() {return View("Index", GetData("OtherAction"));}private Dictionary<string, object> GetData(string actionName) {Dictionary<string, object> dict= new Dictionary<string, object>();dict.Add("Action", actionName);dict.Add("User", HttpContext.User.Identity.Name);dict.Add("Authenticated", HttpContext.User.Identity.IsAuthenticated);dict.Add("Auth Type", HttpContext.User.Identity.AuthenticationType);dict.Add("In Users Role", HttpContext.User.IsInRole("Users"));return dict;} [Authorize]public ActionResult UserProps() {return View(CurrentUser);}[Authorize][HttpPost]public async Task<ActionResult> UserProps(Cities city) {AppUser user = CurrentUser;user.City = city;await UserManager.UpdateAsync(user);return View(user);}private AppUser CurrentUser {get {return UserManager.FindByName(HttpContext.User.Identity.Name);} }private AppUserManager UserManager {get {return HttpContext.GetOwinContext().GetUserManager<AppUserManager>();} }} } I added a CurrentUser property that uses the AppUserManager class to retrieve an AppUser instance to represent the current user. I pass the AppUser object as the view model object in the GET version of the UserProps action method, and the POST method uses it to update the value of the new City property. Listing 15-3 shows the UserProps.cshtml view, which displays the City property value and contains a form to change it. 我添加了一个CurrentUser属性，它使用AppUserManager类接收了表示当前用户的AppUser实例。在GET版本的UserProps动作方法中，传递了这个AppUser对象作为视图模型。而在POST版的方法中用它更新了City属性的值。清单15-3显示了UserProps.cshtml视图，它显示了City属性的值，并包含一个修改它的表单。 Listing 15-3. The Contents of the UserProps.cshtml File in the Views/Home Folder 清单15-3. Views/Home文件夹中UserProps.cshtml文件的内容 @using Users.Models@model AppUser@{ ViewBag.Title = "UserProps";}<div class="panel panel-primary"><div class="panel-heading">Custom User Properties</div><table class="table table-striped"><tr><th>City</th><td>@Model.City</td></tr></table></div> @using (Html.BeginForm()) {<div class="form-group"><label>City</label>@Html.DropDownListFor(x => x.City, new SelectList(Enum.GetNames(typeof(Cities))))</div><button class="btn btn-primary" type="submit">Save</button>} Caution Don’t start the application when you have created the view. In the sections that follow, I demonstrate how to preserve the contents of the database, and if you start the application now, the ASP.NET Identity users will be deleted. 警告：创建了视图之后不要启动应用程序。在以下小节中，将演示如何保留数据库的内容，如果现在启动应用程序，将会删除ASP.NET Identity的用户。 15.2.2 Preparing for Database Migration 15.2.2 准备数据库迁移 The default behavior for the Entity Framework Code First feature is to drop the tables in the database and re-create them whenever classes that drive the schema have changed. You saw this in Chapter 14 when I added support for roles: When the application was started, the database was reset, and the user accounts were lost. Entity Framework Code First特性的默认行为是，一旦修改了派生数据库架构的类，便会删除数据库中的数据表，并重新创建它们。在第14章可以看到这种情况，在我添加角色支持时：当重启应用程序后，数据库被重置，用户账号也丢失。 Don’t start the application yet, but if you were to do so, you would see a similar effect. Deleting data during development is usually not a problem, but doing so in a production setting is usually disastrous because it deletes all of the real user accounts and causes a panic while the backups are restored. In this section, I am going to demonstrate how to use the database migration feature, which updates a Code First schema in a less brutal manner and preserves the existing data it contains. 不要启动应用程序，但如果你这么做了，会看到类似的效果。在开发期间删除数据没什么问题，但如果在产品设置中这么做了，通常是灾难性的，因为它会删除所有真实的用户账号，而备份恢复是很痛苦的事。在本小节中，我打算演示如何使用数据库迁移特性，它能以比较温和的方式更新Code First的架构，并保留架构中的已有数据。 The first step is to issue the following command in the Visual Studio Package Manager Console: 第一个步骤是在Visual Studio的“Package Manager Console（包管理器控制台）”中发布以下命令： Enable-Migrations –EnableAutomaticMigrations This enables the database migration support and creates a Migrations folder in the Solution Explorer that contains a Configuration.cs class file, the contents of which are shown in Listing 15-4. 它启用了数据库的迁移支持，并在“Solution Explorer（解决方案资源管理器）”创建一个Migrations文件夹，其中含有一个Configuration.cs类文件，内容如清单15-4所示。 Listing 15-4. The Contents of the Configuration.cs File 清单15-4. Configuration.cs文件的内容 namespace Users.Migrations {using System;using System.Data.Entity;using System.Data.Entity.Migrations;using System.Linq;internal sealed class Configuration: DbMigrationsConfiguration<Users.Infrastructure.AppIdentityDbContext> {public Configuration() {AutomaticMigrationsEnabled = true;ContextKey = "Users.Infrastructure.AppIdentityDbContext";}protected override void Seed(Users.Infrastructure.AppIdentityDbContext context) {// This method will be called after migrating to the latest version.// 此方法将在迁移到最新版本时调用// You can use the DbSet<T>.AddOrUpdate() helper extension method// to avoid creating duplicate seed data. E.g.// 例如，你可以使用DbSet<T>.AddOrUpdate()辅助器方法来避免创建重复的种子数据//// context.People.AddOrUpdate(// p => p.FullName,// new Person { FullName = "Andrew Peters" },// new Person { FullName = "Brice Lambson" },// new Person { FullName = "Rowan Miller" }// );//} }} Tip You might be wondering why you are entering a database migration command into the console used to manage NuGet packages. The answer is that the Package Manager Console is really PowerShell, which is a general-purpose tool that is mislabeled by Visual Studio. You can use the console to issue a wide range of helpful commands. See http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=108518 for details. 提示：你可能会觉得奇怪，为什么要在管理NuGet包的控制台中输入数据库迁移的命令？答案是“Package Manager Console（包管理控制台）”是真正的PowerShell，这是Visual studio冒用的一个通用工具。你可以使用此控制台发送大量的有用命令，详见http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=108518。 The class will be used to migrate existing content in the database to the new schema, and the Seed method will be called to provide an opportunity to update the existing database records. In Listing 15-5, you can see how I have used the Seed method to set a default value for the new City property I added to the AppUser class. (I have also updated the class file to reflect my usual coding style.) 这个类将用于把数据库中的现有内容迁移到新的数据库架构，Seed方法的调用为更新现有数据库记录提供了机会。在清单15-5中可以看到，我如何用Seed方法为新的City属性设置默认值，City是添加到AppUser类中自定义属性。（为了体现我一贯的编码风格，我对这个类文件也进行了更新。） Listing 15-5. Managing Existing Content in the Configuration.cs File 清单15-5. 在Configuration.cs文件中管理已有内容 using System.Data.Entity.Migrations;using Microsoft.AspNet.Identity;using Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework;using Users.Infrastructure;using Users.Models;namespace Users.Migrations {internal sealed class Configuration: DbMigrationsConfiguration<AppIdentityDbContext> {public Configuration() {AutomaticMigrationsEnabled = true;ContextKey = "Users.Infrastructure.AppIdentityDbContext";}protected override void Seed(AppIdentityDbContext context) {AppUserManager userMgr = new AppUserManager(new UserStore<AppUser>(context));AppRoleManager roleMgr = new AppRoleManager(new RoleStore<AppRole>(context)); string roleName = "Administrators";string userName = "Admin";string password = "MySecret";string email = "admin@example.com";if (!roleMgr.RoleExists(roleName)) {roleMgr.Create(new AppRole(roleName));}AppUser user = userMgr.FindByName(userName);if (user == null) {userMgr.Create(new AppUser { UserName = userName, Email = email },password);user = userMgr.FindByName(userName);}if (!userMgr.IsInRole(user.Id, roleName)) {userMgr.AddToRole(user.Id, roleName);}foreach (AppUser dbUser in userMgr.Users) {dbUser.City = Cities.PARIS;}context.SaveChanges();} }} You will notice that much of the code that I added to the Seed method is taken from the IdentityDbInit class, which I used to seed the database with an administration user in Chapter 14. This is because the new Configuration class added to support database migrations will replace the seeding function of the IdentityDbInit class, which I’ll update shortly. Aside from ensuring that there is an admin user, the statements in the Seed method that are important are the ones that set the initial value for the City property I added to the AppUser class, as follows: 你可能会注意到，添加到Seed方法中的许多代码取自于IdentityDbInit类，在第14章中我用这个类将管理用户植入了数据库。这是因为这个新添加的、用以支持数据库迁移的Configuration类，将代替IdentityDbInit类的种植功能，我很快便会更新这个类。除了要确保有admin用户之外，在Seed方法中的重要语句是那些为AppUser类的City属性设置初值的语句，如下所示： ...foreach (AppUser dbUser in userMgr.Users) { dbUser.City = Cities.PARIS;}context.SaveChanges();... You don’t have to set a default value for new properties—I just wanted to demonstrate that the Seed method in the Configuration class can be used to update the existing user records in the database. 你不一定要为新属性设置默认值——这里只是想演示Configuration类中的Seed方法，可以用它更新数据库中的已有用户记录。 Caution Be careful when setting values for properties in the Seed method for real projects because the values will be applied every time you change the schema, overriding any values that the user has set since the last schema update was performed. I set the value of the City property just to demonstrate that it can be done. 警告：在用于真实项目的Seed方法中为属性设置值时要小心，因为你每一次修改架构时，都会运用这些值，这会将自执行上一次架构更新之后，用户设置的任何数据覆盖掉。这里设置City属性的值只是为了演示它能够这么做。 Changing the Database Context Class 修改数据库上下文类 The reason that I added the seeding code to the Configuration class is that I need to change the IdentityDbInit class. At present, the IdentityDbInit class is derived from the descriptively named DropCreateDatabaseIfModelChanges<AppIdentityDbContext> class, which, as you might imagine, drops the entire database when the Code First classes change. Listing 15-6 shows the changes I made to the IdentityDbInit class to prevent it from affecting the database. 在Configuration类中添加种植代码的原因是我需要修改IdentityDbInit类。此时，IdentityDbInit类派生于描述性命名的DropCreateDatabaseIfModelChanges<AppIdentityDbContext> 类，和你相像的一样，它会在Code First类改变时删除整个数据库。清单15-6显示了我对IdentityDbInit类所做的修改，以防止它影响数据库。 Listing 15-6. Preventing Database Schema Changes in the AppIdentityDbContext.cs File 清单15-6. 在AppIdentityDbContext.cs文件是阻止数据库架构变化 using System.Data.Entity;using Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework;using Users.Models;using Microsoft.AspNet.Identity; namespace Users.Infrastructure {public class AppIdentityDbContext : IdentityDbContext<AppUser> {public AppIdentityDbContext() : base("IdentityDb") { }static AppIdentityDbContext() {Database.SetInitializer<AppIdentityDbContext>(new IdentityDbInit());}public static AppIdentityDbContext Create() {return new AppIdentityDbContext();} } public class IdentityDbInit : NullDatabaseInitializer<AppIdentityDbContext> {} } I have removed the methods defined by the class and changed its base to NullDatabaseInitializer<AppIdentityDbContext> , which prevents the schema from being altered. 我删除了这个类中所定义的方法，并将它的基类改为NullDatabaseInitializer<AppIdentityDbContext> ，它可以防止架构修改。 15.2.3 Performing the Migration 15.2.3 执行迁移 All that remains is to generate and apply the migration. First, run the following command in the Package Manager Console: 剩下的事情只是生成并运用迁移了。首先，在“Package Manager Console（包管理器控制台）”中执行以下命令： Add-Migration CityProperty This creates a new migration called CityProperty (I like my migration names to reflect the changes I made). A class new file will be added to the Migrations folder, and its name reflects the time at which the command was run and the name of the migration. My file is called 201402262244036_CityProperty.cs, for example. The contents of this file contain the details of how Entity Framework will change the database during the migration, as shown in Listing 15-7. 这创建了一个名称为CityProperty的新迁移（我比较喜欢让迁移的名称反映出我所做的修改）。这会在文件夹中添加一个新的类文件，而且其命名会反映出该命令执行的时间以及迁移名称，例如，我的这个文件名称为201402262244036_CityProperty.cs。该文件的内容含有迁移期间Entity Framework修改数据库的细节，如清单15-7所示。 Listing 15-7. The Contents of the 201402262244036_CityProperty.cs File 清单15-7. 201402262244036_CityProperty.cs文件的内容 namespace Users.Migrations {using System;using System.Data.Entity.Migrations; public partial class Init : DbMigration {public override void Up() {AddColumn("dbo.AspNetUsers", "City", c => c.Int(nullable: false));}public override void Down() {DropColumn("dbo.AspNetUsers", "City");} }} The Up method describes the changes that have to be made to the schema when the database is upgraded, which in this case means adding a City column to the AspNetUsers table, which is the one that is used to store user records in the ASP.NET Identity database. Up方法描述了在数据库升级时，需要对架构所做的修改，在这个例子中，意味着要在AspNetUsers数据表中添加City数据列，该数据表是ASP.NET Identity数据库用来存储用户记录的。 The final step is to perform the migration. Without starting the application, run the following command in the Package Manager Console: 最后一步是执行迁移。无需启动应用程序，只需在“Package Manager Console（包管理器控制台）”中运行以下命令即可： Update-Database –TargetMigration CityProperty The database schema will be modified, and the code in the Configuration.Seed method will be executed. The existing user accounts will have been preserved and enhanced with a City property (which I set to Paris in the Seed method). 这会修改数据库架构，并执行Configuration.Seed方法中的代码。已有用户账号会被保留，且增强了City属性（我在Seed方法中已将其设置为“Paris”）。 15.2.4 Testing the Migration 15.2.4 测试迁移 To test the effect of the migration, start the application, navigate to the /Home/UserProps URL, and authenticate as one of the Identity users (for example, as Alice with the password MySecret). Once authenticated, you will see the current value of the City property for the user and have the opportunity to change it, as shown in Figure 15-3. 为了测试迁移的效果，启动应用程序，导航到/Home/UserProps URL，并以Identity中的用户（例如Alice，口令MySecret）进行认证。一旦已被认证，便会看到该用户City属性的当前值，并可以对其进行修改，如图15-3所示。 Figure 15-3. Displaying and changing a custom user property 图15-3. 显示和个性自定义用户属性 15.2.5 Defining an Additional Property 15.2.5 定义附加属性 Now that database migrations are set up, I am going to define a further property just to demonstrate how subsequent changes are handled and to show a more useful (and less dangerous) example of using the Configuration.Seed method. Listing 15-8 shows how I added a Country property to the AppUser class. 现在，已经建立了数据库迁移，我打算再定义一个属性，这恰恰演示了如何处理持续不断的修改，也为了演示Configuration.Seed方法更有用（至少无害）的示例。清单15-8显示了我在AppUser类上添加了一个Country属性。 Listing 15-8. Adding Another Property in the AppUserModels.cs File 清单15-8. 在AppUserModels.cs文件中添加另一个属性 using System;using Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework; namespace Users.Models {public enum Cities {LONDON, PARIS, CHICAGO} public enum Countries {NONE, UK, FRANCE, USA}public class AppUser : IdentityUser {public Cities City { get; set; }public Countries Country { get; set; }public void SetCountryFromCity(Cities city) {switch (city) {case Cities.LONDON:Country = Countries.UK;break;case Cities.PARIS:Country = Countries.FRANCE;break;case Cities.CHICAGO:Country = Countries.USA;break;default:Country = Countries.NONE;break;} }} } I have added an enumeration to define the country names and a helper method that selects a country value based on the City property. Listing 15-9 shows the change I made to the Configuration class so that the Seed method sets the Country property based on the City, but only if the value of Country is NONE (which it will be for all users when the database is migrated because the Entity Framework sets enumeration columns to the first value). 我已经添加了一个枚举，它定义了国家名称。还添加了一个辅助器方法，它可以根据City属性选择一个国家。清单15-9显示了对Configuration类所做的修改，以使Seed方法根据City设置Country属性，但只当Country为NONE时才进行设置（在迁移数据库时，所有用户都是NONE，因为Entity Framework会将枚举列设置为枚举的第一个值）。 Listing 15-9. Modifying the Database Seed in the Configuration.cs File 清单15-9. 在Configuration.cs文件中修改数据库种子 using System.Data.Entity.Migrations;using Microsoft.AspNet.Identity;using Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework;using Users.Infrastructure;using Users.Models; namespace Users.Migrations {internal sealed class Configuration: DbMigrationsConfiguration<AppIdentityDbContext> {public Configuration() {AutomaticMigrationsEnabled = true;ContextKey = "Users.Infrastructure.AppIdentityDbContext";}protected override void Seed(AppIdentityDbContext context) {AppUserManager userMgr = new AppUserManager(new UserStore<AppUser>(context));AppRoleManager roleMgr = new AppRoleManager(new RoleStore<AppRole>(context)); string roleName = "Administrators";string userName = "Admin";string password = "MySecret";string email = "admin@example.com";if (!roleMgr.RoleExists(roleName)) {roleMgr.Create(new AppRole(roleName));}AppUser user = userMgr.FindByName(userName);if (user == null) {userMgr.Create(new AppUser { UserName = userName, Email = email },password);user = userMgr.FindByName(userName);}if (!userMgr.IsInRole(user.Id, roleName)) {userMgr.AddToRole(user.Id, roleName);} foreach (AppUser dbUser in userMgr.Users) {if (dbUser.Country == Countries.NONE) {dbUser.SetCountryFromCity(dbUser.City);} }context.SaveChanges();} }} This kind of seeding is more useful in a real project because it will set a value for the Country property only if one has not already been set—subsequent migrations won’t be affected, and user selections won’t be lost. 这种种植在实际项目中会更有用，因为它只会在Country属性未设置时，才会设置Country属性的值——后继的迁移不会受到影响，因此不会失去用户的选择。 1. Adding Application Support 1. 添加应用程序支持 There is no point defining additional user properties if they are not available in the application, so Listing 15-10 shows the change I made to the Views/Home/UserProps.cshtml file to display the value of the Country property. 应用程序中如果没有定义附加属性的地方，则附加属性就无法使用了，因此，清单15-10显示了我对Views/Home/UserProps.cshtml文件的修改，以显示Country属性的值。 Listing 15-10. Displaying an Additional Property in the UserProps.cshtml File 清单15-10. 在UserProps.cshtml文件中显示附加属性 @using Users.Models@model AppUser@{ ViewBag.Title = "UserProps";} <div class="panel panel-primary"><div class="panel-heading">Custom User Properties</div><table class="table table-striped"><tr><th>City</th><td>@Model.City</td></tr> <tr><th>Country</th><td>@Model.Country</td></tr></table></div>@using (Html.BeginForm()) {<div class="form-group"><label>City</label>@Html.DropDownListFor(x => x.City, new SelectList(Enum.GetNames(typeof(Cities))))</div><button class="btn btn-primary" type="submit">Save</button>} Listing 15-11 shows the corresponding change I made to the Home controller to update the Country property when the City value changes. 为了在City值变化时能够更新Country属性，清单15-11显示了我对Home控制器所做的相应修改。 Listing 15-11. Setting Custom Properties in the HomeController.cs File 清单15-11. 在HomeController.cs文件中设置自定义属性 using System.Web.Mvc;using System.Collections.Generic;using System.Web;using System.Security.Principal;using System.Threading.Tasks;using Users.Infrastructure;using Microsoft.AspNet.Identity;using Microsoft.AspNet.Identity.Owin;using Users.Models; namespace Users.Controllers {public class HomeController : Controller {// ...other action methods omitted for brevity...// ...出于简化，这里忽略了其他动作方法... [Authorize]public ActionResult UserProps() {return View(CurrentUser);}[Authorize][HttpPost]public async Task<ActionResult> UserProps(Cities city) {AppUser user = CurrentUser;user.City = city;user.SetCountryFromCity(city);await UserManager.UpdateAsync(user);return View(user);}// ...properties omitted for brevity...// ...出于简化，这里忽略了一些属性...} } 2. Performing the Migration 2. 准备迁移 All that remains is to create and apply a new migration. Enter the following command into the Package Manager Console: 剩下的事情就是创建和运用新的迁移了。在“Package Manager Console（包管理器控制台）”中输入以下命令： Add-Migration CountryProperty This will generate another file in the Migrations folder that contains the instruction to add the Country column. To apply the migration, execute the following command: 这将在Migrations文件夹中生成另一个文件，它含有添加Country数据表列的指令。为了运用迁移，可执行以下命令： Update-Database –TargetMigration CountryProperty The migration will be performed, and the value of the Country property will be set based on the value of the existing City property for each user. You can check the new user property by starting the application and authenticating and navigating to the /Home/UserProps URL, as shown in Figure 15-4. 这将执行迁移，Country属性的值将根据每个用户当前的City属性进行设置。通过启动应用程序，认证并导航到/Home/UserProps URL，便可以查看新的用户属性，如图15-4所示。 Figure 15-4. Creating an additional user property 图15-4. 创建附加用户属性 Tip Although I am focused on the process of upgrading the database, you can also migrate back to a previous version by specifying an earlier migration. Use the –Force argument make changes that cause data loss, such as removing a column. 提示：虽然我们关注了升级数据库的过程，但你也可以回退到以前的版本，只需指定一个早期的迁移即可。使用-Force参数进行修改，会引起数据丢失，例如删除数据表列。 15.3 Working with Claims 15.3 使用声明（Claims） In older user-management systems, such as ASP.NET Membership, the application was assumed to be the authoritative source of all information about the user, essentially treating the application as a closed world and trusting the data that is contained within it. 在旧的用户管理系统中，例如ASP.NET Membership，应用程序被假设成是用户所有信息的权威来源，本质上将应用程序视为是一个封闭的世界，并且只信任其中所包含的数据。 This is such an ingrained approach to software development that it can be hard to recognize that’s what is happening, but you saw an example of the closed-world technique in Chapter 14 when I authenticated users against the credentials stored in the database and granted access based on the roles associated with those credentials. I did the same thing again in this chapter when I added properties to the user class. Every piece of information that I needed to manage user authentication and authorization came from within my application—and that is a perfectly satisfactory approach for many web applications, which is why I demonstrated these techniques in such depth. 这是软件开发的一种根深蒂固的方法，使人很难认识到这到底意味着什么，第14章你已看到了这种封闭世界技术的例子，根据存储在数据库中的凭据来认证用户，并根据与凭据关联在一起的角色来授权访问。本章前述在用户类上添加属性，也做了同样的事情。我管理用户认证与授权所需的每一个数据片段都来自于我的应用程序——而且这是许多Web应用程序都相当满意的一种方法，这也是我如此深入地演示这些技术的原因。 ASP.NET Identity also supports an alternative approach for dealing with users, which works well when the MVC framework application isn’t the sole source of information about users and which can be used to authorize users in more flexible and fluid ways than traditional roles allow. ASP.NET Identity还支持另一种处理用户的办法，当MVC框架的应用程序不是有关用户的唯一信息源时，这种办法会工作得很好，而且能够比传统的角色授权更为灵活且流畅的方式进行授权。 This alternative approach uses claims, and in this section I’ll describe how ASP.NET Identity supports claims-based authorization. Table 15-4 puts claims in context. 这种可选的办法使用了“Claims（声明）”，因此在本小节中，我将描述ASP.NET Identity如何支持“Claims-Based Authorization（基于声明的授权）”。表15-4描述了声明（Claims）的情形。 提示：“Claim”在英文字典中不完全是“声明”的意思，根据本文的描述，感觉把它说成“声明”也不一定合适，所以在之后的译文中基本都写成中英文并用的形式，即“声明（Claims）”。根据表15-4中的声明（Claims）的定义：声明（Claims）是关于用户的一些信息片段。一个用户的信息片段当然有很多，每一个信息片段就是一项声明（Claim），用户的所有信息片段合起来就是该用户的声明（Claims）。请读者注意该单词的单复数形式——译者注 Table 15-4. Putting Claims in Context 表15-4. 声明（Claims）的情形 Question 问题 Answer 答案 What is it? 什么是声明（Claims）？ Claims are pieces of information about users that you can use to make authorization decisions. Claims can be obtained from external systems as well as from the local Identity database. 声明（Claims）是关于用户的一些信息片段，可以用它们做出授权决定。声明（Claims）可以从外部系统获取，也可以从本地的Identity数据库获取。 Why should I care? 为何要关心它？ Claims can be used to flexibly authorize access to action methods. Unlike conventional roles, claims allow access to be driven by the information that describes the user. 声明（Claims）可以用来对动作方法进行灵活的授权访问。与传统的角色不同，声明（Claims）让访问能够由描述用户的信息进行驱动。 How is it used by the MVC framework? 如何在MVC框架中使用它？ This feature isn’t used directly by the MVC framework, but it is integrated into the standard authorization features, such as the Authorize attribute. 这不是直接由MVC框架使用的特性，但它集成到了标准的授权特性之中，例如Authorize注解属性。 Tip you don’t have to use claims in your applications, and as Chapter 14 showed, ASP.NET Identity is perfectly happy providing an application with the authentication and authorization services without any need to understand claims at all. 提示：你在应用程序中不一定要使用声明（Claims），正如第14章所展示的那样，ASP.NET Identity能够为应用程序提供充分的认证与授权服务，而根本不需要理解声明（Claims）。 15.3.1 Understanding Claims 15.3.1 理解声明（Claims） A claim is a piece of information about the user, along with some information about where the information came from. The easiest way to unpack claims is through some practical demonstrations, without which any discussion becomes too abstract to be truly useful. To get started, I added a Claims controller to the example project, the definition of which you can see in Listing 15-12. 一项声明（Claim）是关于用户的一个信息片段（请注意这个英文单词的单复数形式——译者注），并伴有该片段出自何处的某种信息。揭开声明（Claims）含义最容易的方式是做一些实际演示，任何讨论都会过于抽象根本没有真正的用处。为此，我在示例项目中添加了一个Claims控制器，其定义如清单15-12所示。 Listing 15-12. The Contents of the ClaimsController.cs File 清单15-12. ClaimsController.cs文件的内容 using System.Security.Claims;using System.Web;using System.Web.Mvc; namespace Users.Controllers {public class ClaimsController : Controller {[Authorize]public ActionResult Index() {ClaimsIdentity ident = HttpContext.User.Identity as ClaimsIdentity;if (ident == null) {return View("Error", new string[] { "No claims available" });} else {return View(ident.Claims);} }} } Tip You may feel a little lost as I define the code for this example. Don’t worry about the details for the moment—just stick with it until you see the output from the action method and view that I define. More than anything else, that will help put claims into perspective. 提示：你或许会对我为此例定义的代码感到有点失望。此刻对此细节不必着急——只要稍事忍耐，当看到该动作方法和视图的输出便会明白。尤为重要的是，这有助于洞察声明（Claims）。 You can get the claims associated with a user in different ways. One approach is to use the Claims property defined by the user class, but in this example, I have used the HttpContext.User.Identity property to demonstrate the way that ASP.NET Identity is integrated with the rest of the ASP.NET platform. As I explained in Chapter 13, the HttpContext.User.Identity property returns an implementation of the IIdentity interface, which is a ClaimsIdentity object when working using ASP.NET Identity. The ClaimsIdentity class is defined in the System.Security.Claims namespace, and Table 15-5 shows the members it defines that are relevant to this chapter. 可以通过不同的方式获得与用户相关联的声明（Claims）。方法之一就是使用由用户类定义的Claims属性，但在这个例子中，我使用了HttpContext.User.Identity属性，目的是演示ASP.NET Identity与ASP.NET平台集成的方式（请注意这句话所表示的含义：用户类的Claims属性属于ASP.NET Identity，而HttpContext.User.Identity属性则属于ASP.NET平台。由此可见，ASP.NET Identity已经融合到了ASP.NET平台之中——译者注）。正如第13章所解释的那样，HttpContext.User.Identity属性返回IIdentity的接口实现，当使用ASP.NET Identity时，该实现是一个ClaimsIdentity对象。ClaimsIdentity类是在System.Security.Claims命名空间中定义的，表15-5显示了它所定义的与本章有关的成员。 Table 15-5. The Members Defined by the ClaimsIdentity Class 表15-5. ClaimsIdentity类所定义的成员 Name 名称 Description 描述 Claims Returns an enumeration of Claim objects representing the claims for the user. 返回表示用户声明（Claims）的Claim对象枚举 AddClaim(claim) Adds a claim to the user identity. 给用户添加一个声明（Claim） AddClaims(claims) Adds an enumeration of Claim objects to the user identity. 给用户添加Claim对象的枚举。 HasClaim(predicate) Returns true if the user identity contains a claim that matches the specified predicate. See the “Applying Claims” section for an example predicate. 如果用户含有与指定谓词匹配的声明（Claim）时，返回true。参见“运用声明（Claims）”中的示例谓词 RemoveClaim(claim) Removes a claim from the user identity. 删除用户的声明（Claim）。 Other members are available, but the ones in the table are those that are used most often in web applications, for reason that will become obvious as I demonstrate how claims fit into the wider ASP.NET platform. 还有一些可用的其它成员，但表中的这些是在Web应用程序中最常用的，随着我演示如何将声明（Claims）融入更宽泛的ASP.NET平台，它们为什么最常用就很显然了。 In Listing 15-12, I cast the IIdentity implementation to the ClaimsIdentity type and pass the enumeration of Claim objects returned by the ClaimsIdentity.Claims property to the View method. A Claim object represents a single piece of data about the user, and the Claim class defines the properties shown in Table 15-6. 在清单15-12中，我将IIdentity实现转换成了ClaimsIdentity类型，并且给View方法传递了ClaimsIdentity.Claims属性所返回的Claim对象的枚举。Claim对象所示表示的是关于用户的一个单一的数据片段，Claim类定义的属性如表15-6所示。 Table 15-6. The Properties Defined by the Claim Class 表15-6. Claim类定义的属性 Name 名称 Description 描述 Issuer Returns the name of the system that provided the claim 返回提供声明（Claim）的系统名称 Subject Returns the ClaimsIdentity object for the user who the claim refers to 返回声明（Claim）所指用户的ClaimsIdentity对象 Type Returns the type of information that the claim represents 返回声明（Claim）所表示的信息类型 Value Returns the piece of information that the claim represents 返回声明（Claim）所表示的信息片段 Listing 15-13 shows the contents of the Index.cshtml file that I created in the Views/Claims folder and that is rendered by the Index action of the Claims controller. The view adds a row to a table for each claim about the user. 清单15-13显示了我在Views/Claims文件夹中创建的Index.cshtml文件的内容，它由Claims控制器中的Index动作方法进行渲染。该视图为用户的每项声明（Claim）添加了一个表格行。 Listing 15-13. The Contents of the Index.cshtml File in the Views/Claims Folder 清单15-13. Views/Claims文件夹中Index.cshtml文件的内容 @using System.Security.Claims@using Users.Infrastructure@model IEnumerable<Claim>@{ ViewBag.Title = "Claims"; }<div class="panel panel-primary"><div class="panel-heading">Claims</div><table class="table table-striped"><tr><th>Subject</th><th>Issuer</th><th>Type</th><th>Value</th></tr>@foreach (Claim claim in Model.OrderBy(x => x.Type)) {<tr><td>@claim.Subject.Name</td><td>@claim.Issuer</td><td>@Html.ClaimType(claim.Type)</td><td>@claim.Value</td></tr>}</table></div> The value of the Claim.Type property is a URI for a Microsoft schema, which isn’t especially useful. The popular schemas are used as the values for fields in the System.Security.Claims.ClaimTypes class, so to make the output from the Index.cshtml view easier to read, I added an HTML helper to the IdentityHelpers.cs file, as shown in Listing 15-14. It is this helper that I use in the Index.cshtml file to format the value of the Claim.Type property. Claim.Type属性的值是一个微软模式（Microsoft Schema）的URI（统一资源标识符），这是特别有用的。System.Security.Claims.ClaimTypes类中字段的值使用的是流行模式（Popular Schema），因此为了使Index.cshtml视图的输出更易于阅读，我在IdentityHelpers.cs文件中添加了一个HTML辅助器，如清单15-14所示。Index.cshtml文件正是使用这个辅助器格式化了Claim.Type属性的值。 Listing 15-14. Adding a Helper to the IdentityHelpers.cs File 清单15-14. 在IdentityHelpers.cs文件中添加辅助器 using System.Web;using System.Web.Mvc;using Microsoft.AspNet.Identity.Owin;using System;using System.Linq;using System.Reflection;using System.Security.Claims;namespace Users.Infrastructure {public static class IdentityHelpers {public static MvcHtmlString GetUserName(this HtmlHelper html, string id) {AppUserManager mgr= HttpContext.Current.GetOwinContext().GetUserManager<AppUserManager>();return new MvcHtmlString(mgr.FindByIdAsync(id).Result.UserName);} public static MvcHtmlString ClaimType(this HtmlHelper html, string claimType) {FieldInfo[] fields = typeof(ClaimTypes).GetFields();foreach (FieldInfo field in fields) {if (field.GetValue(null).ToString() == claimType) {return new MvcHtmlString(field.Name);} }return new MvcHtmlString(string.Format("{0}",claimType.Split('/', '.').Last()));} }} Note The helper method isn’t at all efficient because it reflects on the fields of the ClaimType class for each claim that is displayed, but it is sufficient for my purposes in this chapter. You won’t often need to display the claim type in real applications. 注：该辅助器并非十分有效，因为它只是针对每个要显示的声明（Claim）映射出ClaimType类的字段，但对我要的目的已经足够了。在实际项目中不会经常需要显示声明（Claim）的类型。 To see why I have created a controller that uses claims without really explaining what they are, start the application, authenticate as the user Alice (with the password MySecret), and request the /Claims/Index URL. Figure 15-5 shows the content that is generated. 为了弄明白我为何要先创建一个使用声明（Claims）的控制器，而没有真正解释声明（Claims）是什么的原因，可以启动应用程序，以用户Alice进行认证（其口令是MySecret），并请求/Claims/Index URL。图15-5显示了生成的内容。 Figure 15-5. The output from the Index action of the Claims controller 图15-5. Claims控制器中Index动作的输出 It can be hard to make out the detail in the figure, so I have reproduced the content in Table 15-7. 这可能还难以认识到此图的细节，为此我在表15-7中重列了其内容。 Table 15-7. The Data Shown in Figure 15-5 表15-7. 图15-5中显示的数据 Subject（科目） Issuer（发行者） Type（类型） Value（值） Alice LOCAL AUTHORITY SecurityStamp Unique ID Alice LOCAL AUTHORITY IdentityProvider ASP.NET Identity Alice LOCAL AUTHORITY Role Employees Alice LOCAL AUTHORITY Role Users Alice LOCAL AUTHORITY Name Alice Alice LOCAL AUTHORITY NameIdentifier Alice’s user ID The table shows the most important aspect of claims, which is that I have already been using them when I implemented the traditional authentication and authorization features in Chapter 14. You can see that some of the claims relate to user identity (the Name claim is Alice, and the NameIdentifier claim is Alice’s unique user ID in my ASP.NET Identity database). 此表展示了声明（Claims）最重要的方面，这些是我在第14章中实现传统的认证和授权特性时，一直在使用的信息。可以看出，有些声明（Claims）与用户标识有关（Name声明是Alice，NameIdentifier声明是Alice在ASP.NET Identity数据库中的唯一用户ID号）。 Other claims show membership of roles—there are two Role claims in the table, reflecting the fact that Alice is assigned to both the Users and Employees roles. There is also a claim about how Alice has been authenticated: The IdentityProvider is set to ASP.NET Identity. 其他声明（Claims）显示了角色成员——表中有两个Role声明（Claim），体现出Alice被赋予了Users和Employees两个角色这一事实。还有一个是Alice已被认证的声明（Claim）：IdentityProvider被设置到了ASP.NET Identity。 The difference when this information is expressed as a set of claims is that you can determine where the data came from. The Issuer property for all the claims shown in the table is set to LOCAL AUTHORITY, which indicates that the user’s identity has been established by the application. 当这种信息被表示成一组声明（Claims）时的差别是，你能够确定这些数据是从哪里来的。表中所显示的所有声明的Issuer属性（发布者）都被设置到了LOACL AUTHORITY（本地授权），这说明该用户的标识是由应用程序建立的。 So, now that you have seen some example claims, I can more easily describe what a claim is. A claim is any piece of information about a user that is available to the application, including the user’s identity and role memberships. And, as you have seen, the information I have been defining about my users in earlier chapters is automatically made available as claims by ASP.NET Identity. 因此，现在你已经看到了一些声明（Claims）示例，我可以更容易地描述声明（Claim）是什么了。一项声明（Claim）是可用于应用程序中的有关用户的一个信息片段，包括用户的标识以及角色成员等。而且，正如你所看到的，我在前几章定义的关于用户的信息，被ASP.NET Identity自动地作为声明（Claims）了。 15.3.2 Creating and Using Claims 15.3.2 创建和使用声明（Claims） Claims are interesting for two reasons. The first reason is that an application can obtain claims from multiple sources, rather than just relying on a local database for information about the user. You will see a real example of this when I show you how to authenticate users through a third-party system in the “Using Third-Party Authentication” section, but for the moment I am going to add a class to the example project that simulates a system that provides claims information. Listing 15-15 shows the contents of the LocationClaimsProvider.cs file that I added to the Infrastructure folder. 声明（Claims）比较有意思的原因有两个。第一个原因是应用程序可以从多个来源获取声明（Claims），而不是只能依靠本地数据库关于用户的信息。你将会看到一个实际的示例，在“使用第三方认证”小节中，将演示如何通过第三方系统来认证用户。不过，此刻我只打算在示例项目中添加一个类，用以模拟一个提供声明（Claims）信息的系统。清单15-15显示了我添加到Infrastructure文件夹中LocationClaimsProvider.cs文件的内容。 Listing 15-15. The Contents of the LocationClaimsProvider.cs File 清单15-15. LocationClaimsProvider.cs文件的内容 using System.Collections.Generic;using System.Security.Claims; namespace Users.Infrastructure {public static class LocationClaimsProvider {public static IEnumerable<Claim> GetClaims(ClaimsIdentity user) {List<Claim> claims = new List<Claim>();if (user.Name.ToLower() == "alice") {claims.Add(CreateClaim(ClaimTypes.PostalCode, "DC 20500"));claims.Add(CreateClaim(ClaimTypes.StateOrProvince, "DC"));} else {claims.Add(CreateClaim(ClaimTypes.PostalCode, "NY 10036"));claims.Add(CreateClaim(ClaimTypes.StateOrProvince, "NY"));}return claims;}private static Claim CreateClaim(string type, string value) {return new Claim(type, value, ClaimValueTypes.String, "RemoteClaims");} }} The GetClaims method takes a ClaimsIdentity argument and uses the Name property to create claims about the user’s ZIP code and state. This class allows me to simulate a system such as a central HR database, which would be the authoritative source of location information about staff, for example. GetClaims方法以ClaimsIdentity为参数，并使用Name属性创建了关于用户ZIP码（邮政编码）和州府的声明（Claims）。上述这个类使我能够模拟一个诸如中心化的HR数据库（人力资源数据库）之类的系统，它可能会成为全体职员的地点信息的权威数据源。 Claims are associated with the user’s identity during the authentication process, and Listing 15-16 shows the changes I made to the Login action method of the Account controller to call the LocationClaimsProvider class. 在认证过程期间，声明（Claims）是与用户标识关联在一起的，清单15-16显示了我对Account控制器中Login动作方法所做的修改，以便调用LocationClaimsProvider类。 Listing 15-16. Associating Claims with a User in the AccountController.cs File 清单15-16. AccountController.cs文件中用户用声明的关联 ...[HttpPost][AllowAnonymous][ValidateAntiForgeryToken]public async Task<ActionResult> Login(LoginModel details, string returnUrl) {if (ModelState.IsValid) {AppUser user = await UserManager.FindAsync(details.Name,details.Password);if (user == null) {ModelState.AddModelError("", "Invalid name or password.");} else {ClaimsIdentity ident = await UserManager.CreateIdentityAsync(user,DefaultAuthenticationTypes.ApplicationCookie); ident.AddClaims(LocationClaimsProvider.GetClaims(ident));AuthManager.SignOut();AuthManager.SignIn(new AuthenticationProperties {IsPersistent = false}, ident);return Redirect(returnUrl);} }ViewBag.returnUrl = returnUrl;return View(details);}... You can see the effect of the location claims by starting the application, authenticating as a user, and requesting the /Claim/Index URL. Figure 15-6 shows the claims for Alice. You may have to sign out and sign back in again to see the change. 为了看看这个地点声明（Claims）的效果，可以启动应用程序，以一个用户进行认证，并请求/Claim/Index URL。图15-6显示了Alice的声明（Claims）。你可能需要退出，然后再次登录才会看到发生的变化。 Figure 15-6. Defining additional claims for users 图15-6. 定义用户的附加声明 Obtaining claims from multiple locations means that the application doesn’t have to duplicate data that is held elsewhere and allows integration of data from external parties. The Claim.Issuer property tells you where a claim originated from, which helps you judge how accurate the data is likely to be and how much weight you should give the data in your application. Location data obtained from a central HR database is likely to be more accurate and trustworthy than data obtained from an external mailing list provider, for example. 从多个地点获取声明（Claims）意味着应用程序不必复制其他地方保持的数据，并且能够与外部的数据集成。Claim.Issuer属性（图15-6中的Issuer数据列——译者注）能够告诉你一个声明（Claim）的发源地，这有助于让你判断数据的精确程度，也有助于让你决定这类数据在应用程序中的权重。例如，从中心化的HR数据库获取的地点数据可能要比外部邮件列表提供器获取的数据更为精确和可信。 1. Applying Claims 1. 运用声明（Claims） The second reason that claims are interesting is that you can use them to manage user access to your application more flexibly than with standard roles. The problem with roles is that they are static, and once a user has been assigned to a role, the user remains a member until explicitly removed. This is, for example, how long-term employees of big corporations end up with incredible access to internal systems: They are assigned the roles they require for each new job they get, but the old roles are rarely removed. (The unexpectedly broad systems access sometimes becomes apparent during the investigation into how someone was able to ship the contents of the warehouse to their home address—true story.) 声明（Claims）有意思的第二个原因是，你可以用它们来管理用户对应用程序的访问，这要比标准的角色管理更为灵活。角色的问题在于它们是静态的，而且一旦用户已经被赋予了一个角色，该用户便是一个成员，直到明确地删除为止。例如，这意味着大公司的长期雇员，对内部系统的访问会十分惊人：他们每次在获得新工作时，都会赋予所需的角色，但旧角色很少被删除。（在调查某人为何能够将仓库里的东西发往他的家庭地址过程中发现，有时会出现异常宽泛的系统访问——真实的故事） Claims can be used to authorize users based directly on the information that is known about them, which ensures that the authorization changes when the data changes. The simplest way to do this is to generate Role claims based on user data that are then used by controllers to restrict access to action methods. Listing 15-17 shows the contents of the ClaimsRoles.cs file that I added to the Infrastructure. 声明（Claims）可以直接根据用户已知的信息对用户进行授权，这能够保证当数据发生变化时，授权也随之而变。此事最简单的做法是根据用户数据来生成Role声明（Claim），然后由控制器用来限制对动作方法的访问。清单15-17显示了我添加到Infrastructure中的ClaimsRoles.cs文件的内容。 Listing 15-17. The Contents of the ClaimsRoles.cs File 清单15-17. ClaimsRoles.cs文件的内容 using System.Collections.Generic;using System.Security.Claims; namespace Users.Infrastructure {public class ClaimsRoles {public static IEnumerable<Claim> CreateRolesFromClaims(ClaimsIdentity user) {List<Claim> claims = new List<Claim>();if (user.HasClaim(x => x.Type == ClaimTypes.StateOrProvince&& x.Issuer == "RemoteClaims" && x.Value == "DC")&& user.HasClaim(x => x.Type == ClaimTypes.Role&& x.Value == "Employees")) {claims.Add(new Claim(ClaimTypes.Role, "DCStaff"));}return claims;} }} The gnarly looking CreateRolesFromClaims method uses lambda expressions to determine whether the user has a StateOrProvince claim from the RemoteClaims issuer with a value of DC and a Role claim with a value of Employees. If the user has both claims, then a Role claim is returned for the DCStaff role. Listing 15-18 shows how I call the CreateRolesFromClaims method from the Login action in the Account controller. CreateRolesFromClaims是一个粗糙的考察方法，它使用了Lambda表达式，以检查用户是否具有StateOrProvince声明（Claim），该声明来自于RemoteClaims发行者（Issuer），值为DC。也检查用户是否具有Role声明（Claim），其值为Employees。如果用户这两个声明都有，那么便返回一个DCStaff角色的Role声明。清单15-18显示了如何在Account控制器中的Login动作中调用CreateRolesFromClaims方法。 Listing 15-18. Generating Roles Based on Claims in the AccountController.cs File 清单15-18. 在AccountController.cs中根据声明生成角色 ...[HttpPost][AllowAnonymous][ValidateAntiForgeryToken]public async Task<ActionResult> Login(LoginModel details, string returnUrl) {if (ModelState.IsValid) {AppUser user = await UserManager.FindAsync(details.Name,details.Password);if (user == null) {ModelState.AddModelError("", "Invalid name or password.");} else {ClaimsIdentity ident = await UserManager.CreateIdentityAsync(user,DefaultAuthenticationTypes.ApplicationCookie);ident.AddClaims(LocationClaimsProvider.GetClaims(ident)); ident.AddClaims(ClaimsRoles.CreateRolesFromClaims(ident));AuthManager.SignOut();AuthManager.SignIn(new AuthenticationProperties {IsPersistent = false}, ident);return Redirect(returnUrl);} }ViewBag.returnUrl = returnUrl;return View(details);}... I can then restrict access to an action method based on membership of the DCStaff role. Listing 15-19 shows a new action method I added to the Claims controller to which I have applied the Authorize attribute. 然后我可以根据DCStaff角色的成员，来限制对一个动作方法的访问。清单15-19显示了在Claims控制器中添加的一个新的动作方法，在该方法上已经运用了Authorize注解属性。 Listing 15-19. Adding a New Action Method to the ClaimsController.cs File 清单15-19. 在ClaimsController.cs文件中添加一个新的动作方法 using System.Security.Claims;using System.Web;using System.Web.Mvc;namespace Users.Controllers {public class ClaimsController : Controller {[Authorize]public ActionResult Index() {ClaimsIdentity ident = HttpContext.User.Identity as ClaimsIdentity;if (ident == null) {return View("Error", new string[] { "No claims available" });} else {return View(ident.Claims);} } [Authorize(Roles="DCStaff")]public string OtherAction() {return "This is the protected action";} }} Users will be able to access OtherAction only if their claims grant them membership to the DCStaff role. Membership of this role is generated dynamically, so a change to the user’s employment status or location information will change their authorization level. 只要用户的声明（Claims）承认他们是DCStaff角色的成员，那么他们便能访问OtherAction动作。该角色的成员是动态生成的，因此，若是用户的雇用状态或地点信息发生变化，也会改变他们的授权等级。 提示：请读者从这个例子中吸取其中的思想精髓。对于读物的理解程度，仁者见仁，智者见智，能领悟多少，全凭各人，译者感觉这里的思想有无数的可能。举例说明：（1）可以根据用户的身份进行授权，比如学生在校时是“学生”，毕业后便是“校友”；（2）可以根据用户所处的部门进行授权，人事部用户属于人事团队，销售部用户属于销售团队，各团队有其自己的应用；（3）下一小节的示例是根据用户的地点授权。简言之：一方面用户的各种声明（Claim）都可以用来进行授权；另一方面用户的声明（Claim）又是可以自定义的。于是可能的运用就无法估计了。总之一句话，这种基于声明的授权（Claims-Based Authorization）有无限可能！要是没有我这里的提示，是否所有读者在此处都会有所体会？——译者注 15.3.3 Authorizing Access Using Claims 15.3.3 使用声明（Claims）授权访问 The previous example is an effective demonstration of how claims can be used to keep authorizations fresh and accurate, but it is a little indirect because I generate roles based on claims data and then enforce my authorization policy based on the membership of that role. A more direct and flexible approach is to enforce authorization directly by creating a custom authorization filter attribute. Listing 15-20 shows the contents of the ClaimsAccessAttribute.cs file, which I added to the Infrastructure folder and used to create such a filter. 前面的示例有效地演示了如何用声明（Claims）来保持新鲜和准确的授权，但有点不太直接，因为我要根据声明（Claims）数据来生成了角色，然后强制我的授权策略基于角色成员。一个更直接且灵活的办法是直接强制授权，其做法是创建一个自定义的授权过滤器注解属性。清单15-20演示了ClaimsAccessAttribute.cs文件的内容，我将它添加在Infrastructure文件夹中，并用它创建了这种过滤器。 Listing 15-20. The Contents of the ClaimsAccessAttribute.cs File 清单15-20. ClaimsAccessAttribute.cs文件的内容 using System.Security.Claims;using System.Web;using System.Web.Mvc; namespace Users.Infrastructure {public class ClaimsAccessAttribute : AuthorizeAttribute {public string Issuer { get; set; }public string ClaimType { get; set; }public string Value { get; set; }protected override bool AuthorizeCore(HttpContextBase context) {return context.User.Identity.IsAuthenticated&& context.User.Identity is ClaimsIdentity&& ((ClaimsIdentity)context.User.Identity).HasClaim(x =>x.Issuer == Issuer && x.Type == ClaimType && x.Value == Value);} }} The attribute I have defined is derived from the AuthorizeAttribute class, which makes it easy to create custom authorization policies in MVC framework applications by overriding the AuthorizeCore method. My implementation grants access if the user is authenticated, the IIdentity implementation is an instance of ClaimsIdentity, and the user has a claim with the issuer, type, and value matching the class properties. Listing 15-21 shows how I applied the attribute to the Claims controller to authorize access to the OtherAction method based on one of the location claims created by the LocationClaimsProvider class. 我所定义的这个注解属性派生于AuthorizeAttribute类，通过重写AuthorizeCore方法，很容易在MVC框架应用程序中创建自定义的授权策略。在这个实现中，若用户是已认证的、其IIdentity实现是一个ClaimsIdentity实例，而且该用户有一个带有issuer、type以及value的声明（Claim），它们与这个类的属性是匹配的，则该用户便是允许访问的。清单15-21显示了如何将这个注解属性运用于Claims控制器，以便根据LocationClaimsProvider类创建的地点声明（Claim），对OtherAction方法进行授权访问。 Listing 15-21. Performing Authorization on Claims in the ClaimsController.cs File 清单15-21. 在ClaimsController.cs文件中执行基于声明的授权 using System.Security.Claims;using System.Web;using System.Web.Mvc;using Users.Infrastructure;namespace Users.Controllers {public class ClaimsController : Controller {[Authorize]public ActionResult Index() {ClaimsIdentity ident = HttpContext.User.Identity as ClaimsIdentity;if (ident == null) {return View("Error", new string[] { "No claims available" });} else {return View(ident.Claims);} } [ClaimsAccess(Issuer="RemoteClaims", ClaimType=ClaimTypes.PostalCode,Value="DC 20500")]public string OtherAction() {return "This is the protected action";} }} My authorization filter ensures that only users whose location claims specify a ZIP code of DC 20500 can invoke the OtherAction method. 这个授权过滤器能够确保只有地点声明（Claim）的邮编为DC 20500的用户才能请求OtherAction方法。 15.4 Using Third-Party Authentication 15.4 使用第三方认证 One of the benefits of a claims-based system such as ASP.NET Identity is that any of the claims can come from an external system, even those that identify the user to the application. This means that other systems can authenticate users on behalf of the application, and ASP.NET Identity builds on this idea to make it simple and easy to add support for authenticating users through third parties such as Microsoft, Google, Facebook, and Twitter. 基于声明的系统，如ASP.NET Identity，的好处之一是任何声明都可以来自于外部系统，即使是将用户标识到应用程序的那些声明。这意味着其他系统可以代表应用程序来认证用户，而ASP.NET Identity就建立在这样的思想之上，使之能够简单而方便地添加第三方认证用户的支持，如微软、Google、Facebook、Twitter等。 There are some substantial benefits of using third-party authentication: Many users will already have an account, users can elect to use two-factor authentication, and you don’t have to manage user credentials in the application. In the sections that follow, I’ll show you how to set up and use third-party authentication for Google users, which Table 15-8 puts into context. 使用第三方认证有一些实际的好处：许多用户已经有了账号、用户可以选择使用双因子认证、你不必在应用程序中管理用户凭据等等。在以下小节中，我将演示如何为Google用户建立并使用第三方认证，表15-8描述了事情的情形。 Table 15-8. Putting Third-Party Authentication in Context 表15-8. 第三方认证情形 Question 问题 Answer 回答 What is it? 什么是第三方认证？ Authenticating with third parties lets you take advantage of the popularity of companies such as Google and Facebook. 第三方认证使你能够利用流行公司，如Google和Facebook，的优势。 Why should I care? 为何要关心它？ Users don’t like having to remember passwords for many different sites. Using a provider with large-scale adoption can make your application more appealing to users of the provider’s services. 用户不喜欢记住许多不同网站的口令。使用大范围适应的提供器可使你的应用程序更吸引有提供器服务的用户。 How is it used by the MVC framework? 如何在MVC框架中使用它？ This feature isn’t used directly by the MVC framework. 这不是一个直接由MVC框架使用的特性。 Note The reason I have chosen to demonstrate Google authentication is that it is the only option that doesn’t require me to register my application with the authentication service. You can get details of the registration processes required at http://bit.ly/1cqLTrE. 提示：我选择演示Google认证的原因是，它是唯一不需要在其认证服务中注册我应用程序的公司。有关认证服务注册过程的细节，请参阅http://bit.ly/1cqLTrE。 15.4.1 Enabling Google Authentication 15.4.1 启用Google认证 ASP.NET Identity comes with built-in support for authenticating users through their Microsoft, Google, Facebook, and Twitter accounts as well more general support for any authentication service that supports OAuth. The first step is to add the NuGet package that includes the Google-specific additions for ASP.NET Identity. Enter the following command into the Package Manager Console: ASP.NET Identity带有通过Microsoft、Google、Facebook以及Twitter账号认证用户的内建支持，并且对于支持OAuth的认证服务具有更普遍的支持。第一个步骤是添加NuGet包，包中含有用于ASP.NET Identity的Google专用附件。请在“Package Manager Console（包管理器控制台）”中输入以下命令： Install-Package Microsoft.Owin.Security.Google -version 2.0.2 There are NuGet packages for each of the services that ASP.NET Identity supports, as described in Table 15-9. 对于ASP.NET Identity支持的每一种服务都有相应的NuGet包，如表15-9所示。 Table 15-9. The NuGet Authenticaton Packages 表15-9. NuGet认证包 Name 名称 Description 描述 Microsoft.Owin.Security.Google Authenticates users with Google accounts 用Google账号认证用户 Microsoft.Owin.Security.Facebook Authenticates users with Facebook accounts 用Facebook账号认证用户 Microsoft.Owin.Security.Twitter Authenticates users with Twitter accounts 用Twitter账号认证用户 Microsoft.Owin.Security.MicrosoftAccount Authenticates users with Microsoft accounts 用Microsoft账号认证用户 Microsoft.Owin.Security.OAuth Authenticates users against any OAuth 2.0 service 根据任一OAuth 2.0服务认证用户 Once the package is installed, I enable support for the authentication service in the OWIN startup class, which is defined in the App_Start/IdentityConfig.cs file in the example project. Listing 15-22 shows the change that I have made. 一旦安装了这个包，便可以在OWIN启动类中启用此项认证服务的支持，启动类的定义在示例项目的App_Start/IdentityConfig.cs文件中。清单15-22显示了所做的修改。 Listing 15-22. Enabling Google Authentication in the IdentityConfig.cs File 清单15-22. 在IdentityConfig.cs文件中启用Google认证 using Microsoft.AspNet.Identity;using Microsoft.Owin;using Microsoft.Owin.Security.Cookies;using Owin;using Users.Infrastructure;using Microsoft.Owin.Security.Google;namespace Users {public class IdentityConfig {public void Configuration(IAppBuilder app) {app.CreatePerOwinContext<AppIdentityDbContext>(AppIdentityDbContext.Create);app.CreatePerOwinContext<AppUserManager>(AppUserManager.Create);app.CreatePerOwinContext<AppRoleManager>(AppRoleManager.Create); app.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions {AuthenticationType = DefaultAuthenticationTypes.ApplicationCookie,LoginPath = new PathString("/Account/Login"),}); app.UseExternalSignInCookie(DefaultAuthenticationTypes.ExternalCookie);app.UseGoogleAuthentication();} }} Each of the packages that I listed in Table 15-9 contains an extension method that enables the corresponding service. The extension method for the Google service is called UseGoogleAuthentication, and it is called on the IAppBuilder implementation that is passed to the Configuration method. 表15-9所列的每个包都含有启用相应服务的扩展方法。用于Google服务的扩展方法名称为UseGoogleAuthentication，它通过传递给Configuration方法的IAppBuilder实现进行调用。 Next I added a button to the Views/Account/Login.cshtml file, which allows users to log in via Google. You can see the change in Listing 15-23. 下一步骤是在Views/Account/Login.cshtml文件中添加一个按钮，让用户能够通过Google进行登录。所做的修改如清单15-23所示。 Listing 15-23. Adding a Google Login Button to the Login.cshtml File 清单15-23. 在Login.cshtml文件中添加Google登录按钮 @model Users.Models.LoginModel@{ ViewBag.Title = "Login";}<h2>Log In</h2> @Html.ValidationSummary()@using (Html.BeginForm()) {@Html.AntiForgeryToken();<input type="hidden" name="returnUrl" value="@ViewBag.returnUrl" /><div class="form-group"><label>Name</label>@Html.TextBoxFor(x => x.Name, new { @class = "form-control" })</div><div class="form-group"><label>Password</label>@Html.PasswordFor(x => x.Password, new { @class = "form-control" })</div><button class="btn btn-primary" type="submit">Log In</button>}@using (Html.BeginForm("GoogleLogin", "Account")) {<input type="hidden" name="returnUrl" value="@ViewBag.returnUrl" /><button class="btn btn-primary" type="submit">Log In via Google</button>} The new button submits a form that targets the GoogleLogin action on the Account controller. You can see this method—and the other changes I made the controller—in Listing 15-24. 新按钮递交一个表单，目标是Account控制器中的GoogleLogin动作。可从清单15-24中看到该方法，以及在控制器中所做的其他修改。 Listing 15-24. Adding Support for Google Authentication to the AccountController.cs File 清单15-24. 在AccountController.cs文件中添加Google认证支持 using System.Threading.Tasks;using System.Web.Mvc;using Users.Models;using Microsoft.Owin.Security;using System.Security.Claims;using Microsoft.AspNet.Identity;using Microsoft.AspNet.Identity.Owin;using Users.Infrastructure;using System.Web; namespace Users.Controllers {[Authorize]public class AccountController : Controller {[AllowAnonymous]public ActionResult Login(string returnUrl) {if (HttpContext.User.Identity.IsAuthenticated) {return View("Error", new string[] { "Access Denied" });}ViewBag.returnUrl = returnUrl;return View();}[HttpPost][AllowAnonymous][ValidateAntiForgeryToken]public async Task<ActionResult> Login(LoginModel details, string returnUrl) {if (ModelState.IsValid) {AppUser user = await UserManager.FindAsync(details.Name,details.Password);if (user == null) {ModelState.AddModelError("", "Invalid name or password.");} else {ClaimsIdentity ident = await UserManager.CreateIdentityAsync(user,DefaultAuthenticationTypes.ApplicationCookie); ident.AddClaims(LocationClaimsProvider.GetClaims(ident));ident.AddClaims(ClaimsRoles.CreateRolesFromClaims(ident)); AuthManager.SignOut();AuthManager.SignIn(new AuthenticationProperties {IsPersistent = false}, ident);return Redirect(returnUrl);} }ViewBag.returnUrl = returnUrl;return View(details);} [HttpPost][AllowAnonymous]public ActionResult GoogleLogin(string returnUrl) {var properties = new AuthenticationProperties {RedirectUri = Url.Action("GoogleLoginCallback",new { returnUrl = returnUrl})};HttpContext.GetOwinContext().Authentication.Challenge(properties, "Google");return new HttpUnauthorizedResult();}[AllowAnonymous]public async Task<ActionResult> GoogleLoginCallback(string returnUrl) {ExternalLoginInfo loginInfo = await AuthManager.GetExternalLoginInfoAsync();AppUser user = await UserManager.FindAsync(loginInfo.Login);if (user == null) {user = new AppUser {Email = loginInfo.Email,UserName = loginInfo.DefaultUserName,City = Cities.LONDON, Country = Countries.UK};IdentityResult result = await UserManager.CreateAsync(user);if (!result.Succeeded) {return View("Error", result.Errors);} else {result = await UserManager.AddLoginAsync(user.Id, loginInfo.Login);if (!result.Succeeded) {return View("Error", result.Errors);} }}ClaimsIdentity ident = await UserManager.CreateIdentityAsync(user,DefaultAuthenticationTypes.ApplicationCookie);ident.AddClaims(loginInfo.ExternalIdentity.Claims);AuthManager.SignIn(new AuthenticationProperties {IsPersistent = false }, ident);return Redirect(returnUrl ?? "/");}[Authorize]public ActionResult Logout() {AuthManager.SignOut();return RedirectToAction("Index", "Home");}private IAuthenticationManager AuthManager {get {return HttpContext.GetOwinContext().Authentication;} }private AppUserManager UserManager {get {return HttpContext.GetOwinContext().GetUserManager<AppUserManager>();} }} } The GoogleLogin method creates an instance of the AuthenticationProperties class and sets the RedirectUri property to a URL that targets the GoogleLoginCallback action in the same controller. The next part is a magic phrase that causes ASP.NET Identity to respond to an unauthorized error by redirecting the user to the Google authentication page, rather than the one defined by the application: GoogleLogin方法创建了AuthenticationProperties类的一个实例，并为RedirectUri属性设置了一个URL，其目标为同一控制器中的GoogleLoginCallback动作。下一个部分是一个神奇阶段，通过将用户重定向到Google认证页面，而不是应用程序所定义的认证页面，让ASP.NET Identity对未授权的错误进行响应： ...HttpContext.GetOwinContext().Authentication.Challenge(properties, "Google");return new HttpUnauthorizedResult();... This means that when the user clicks the Log In via Google button, their browser is redirected to the Google authentication service and then redirected back to the GoogleLoginCallback action method once they are authenticated. 这意味着，当用户通过点击Google按钮进行登录时，浏览器被重定向到Google的认证服务，一旦在那里认证之后，便被重定向回GoogleLoginCallback动作方法。 I get details of the external login by calling the GetExternalLoginInfoAsync of the IAuthenticationManager implementation, like this: 我通过调用IAuthenticationManager实现的GetExternalLoginInfoAsync方法，我获得了外部登录的细节，如下所示： ...ExternalLoginInfo loginInfo = await AuthManager.GetExternalLoginInfoAsync();... The ExternalLoginInfo class defines the properties shown in Table 15-10. ExternalLoginInfo类定义的属性如表15-10所示： Table 15-10. The Properties Defined by the ExternalLoginInfo Class 表15-10. ExternalLoginInfo类所定义的属性 Name 名称 Description 描述 DefaultUserName Returns the username 返回用户名 Email Returns the e-mail address 返回E-mail地址 ExternalIdentity Returns a ClaimsIdentity that identities the user 返回标识该用户的ClaimsIdentity Login Returns a UserLoginInfo that describes the external login 返回描述外部登录的UserLoginInfo I use the FindAsync method defined by the user manager class to locate the user based on the value of the ExternalLoginInfo.Login property, which returns an AppUser object if the user has been authenticated with the application before: 我使用了由用户管理器类所定义的FindAsync方法，以便根据ExternalLoginInfo.Login属性的值对用户进行定位，如果用户之前在应用程序中已经认证，该属性会返回一个AppUser对象： ...AppUser user = await UserManager.FindAsync(loginInfo.Login);... If the FindAsync method doesn’t return an AppUser object, then I know that this is the first time that this user has logged into the application, so I create a new AppUser object, populate it with values, and save it to the database. I also save details of how the user logged in so that I can find them next time: 如果FindAsync方法返回的不是AppUser对象，那么我便知道这是用户首次登录应用程序，于是便创建了一个新的AppUser对象，填充该对象的值，并将其保存到数据库。我还保存了用户如何登录的细节，以便下次能够找到他们： ...result = await UserManager.AddLoginAsync(user.Id, loginInfo.Login);... All that remains is to generate an identity the user, copy the claims provided by Google, and create an authentication cookie so that the application knows the user has been authenticated: 剩下的事情只是生成该用户的标识了，拷贝Google提供的声明（Claims），并创建一个认证Cookie，以使应用程序知道此用户已认证： ...ClaimsIdentity ident = await UserManager.CreateIdentityAsync(user,DefaultAuthenticationTypes.ApplicationCookie);ident.AddClaims(loginInfo.ExternalIdentity.Claims);AuthManager.SignIn(new AuthenticationProperties { IsPersistent = false }, ident);... 15.4.2 Testing Google Authentication 15.4.2 测试Google认证 There is one further change that I need to make before I can test Google authentication: I need to change the account verification I set up in Chapter 13 because it prevents accounts from being created with e-mail addresses that are not within the example.com domain. Listing 15-25 shows how I removed the verification from the AppUserManager class. 在测试Google认证之前还需要一处修改：需要修改第13章所建立的账号验证，因为它不允许example.com域之外的E-mail地址创建账号。清单15-25显示了如何在AppUserManager类中删除这种验证。 Listing 15-25. Disabling Account Validation in the AppUserManager.cs File 清单15-25. 在AppUserManager.cs文件中取消账号验证 using Microsoft.AspNet.Identity;using Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework;using Microsoft.AspNet.Identity.Owin;using Microsoft.Owin;using Users.Models; namespace Users.Infrastructure {public class AppUserManager : UserManager<AppUser> {public AppUserManager(IUserStore<AppUser> store): base(store) {}public static AppUserManager Create(IdentityFactoryOptions<AppUserManager> options,IOwinContext context) {AppIdentityDbContext db = context.Get<AppIdentityDbContext>();AppUserManager manager = new AppUserManager(new UserStore<AppUser>(db)); manager.PasswordValidator = new CustomPasswordValidator {RequiredLength = 6,RequireNonLetterOrDigit = false,RequireDigit = false,RequireLowercase = true,RequireUppercase = true}; //manager.UserValidator = new CustomUserValidator(manager) {// AllowOnlyAlphanumericUserNames = true,// RequireUniqueEmail = true//};return manager;} }} Tip you can use validation for externally authenticated accounts, but I am just going to disable the feature for simplicity. 提示：也可以使用外部已认证账号的验证，但这里出于简化，取消了这一特性。 To test authentication, start the application, click the Log In via Google button, and provide the credentials for a valid Google account. When you have completed the authentication process, your browser will be redirected back to the application. If you navigate to the /Claims/Index URL, you will be able to see how claims from the Google system have been added to the user’s identity, as shown in Figure 15-7. 为了测试认证，启动应用程序，通过点击“Log In via Google（通过Google登录）”按钮，并提供有效的Google账号凭据。当你完成了认证过程时，浏览器将被重定向回应用程序。如果导航到/Claims/Index URL，便能够看到来自Google系统的声明（Claims），已被添加到用户的标识中了，如图15-7所示。 Figure 15-7. Claims from Google 图15-7. 来自Google的声明（Claims） 15.5 Summary 15.5 小结 In this chapter, I showed you some of the advanced features that ASP.NET Identity supports. I demonstrated the use of custom user properties and how to use database migrations to preserve data when you upgrade the schema to support them. I explained how claims work and how they can be used to create more flexible ways of authorizing users. I finished the chapter by showing you how to authenticate users via Google, which builds on the ideas behind the use of claims. 本章向你演示了ASP.NET Identity所支持的一些高级特性。演示了自定义用户属性的使用，还演示了在升级数据架构时，如何使用数据库迁移保护数据。我解释了声明（Claims）的工作机制，以及如何将它们用于创建更灵活的用户授权方式。最后演示了如何通过Google进行认证结束了本章，这是建立在使用声明（Claims）的思想基础之上的。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/gz19871113/article/details/108591802。 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。

...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。

... data() { messages: [] }, mounted() { socket.on('message', (message) =>{ this.messages.push(message); }); }, methods: { // 在Vue模块中使用Socket.IO传输信息 sendMessage(message) { socket.emit('message', message); } } } 上述代码中，首先要通过npm下载socket.io-client扩展，然后在Vue模块中引入该扩展，确认Socket.IO服务端的URL，然后就可以监测服务端传输的信息。 此外，还可以使用其他即时通讯集合，如Pusher、Firebase、Twilio等。这些集合供给了更高级的机能，如视频通话、音频聊天等，可以根据具体需求进行选择。 总之，整合即时通讯机能可以为运用程序带来更好的用户体验，并且可以在需要时完成实时信息传递、数据同步等机能。

...iveMQ：如何实现消息的过滤与路由规则？ 在分布式系统中，消息队列作为核心组件之一，承担着解耦、异步通信的重要角色。ActiveMQ，这款基于Java技术打造的消息服务中间件，就像个身怀绝技、灵活百变的超级英雄，在众多消息队列产品的大比拼中，凭借其无比强大的功能和极致的灵活性，成功地杀出重围，脱颖而出，赢得了大家的瞩目。在这篇文章里，我们打算好好唠一唠ActiveMQ如何玩转消息的过滤和路由规则，目的就是为了适应各种业务场景下的精细化处理需求，让大家用起来更得心应手。 1. 消息过滤原理 （1）消息选择器(Message Selector) ActiveMQ允许我们在消费端设置消息选择器来筛选特定类型的消息。消息选择器是基于JMS规范的一种机制，它通过检查消息头属性来决定是否接收某条消息。例如，假设我们有如下代码： java Map messageHeaders = new HashMap<>(); messageHeaders.put("color", "red"); MessageProducer producer = session.createProducer(destination); TextMessage message = session.createTextMessage("This is a red message"); message.setJMSType("fruit"); message.setProperties(messageHeaders); producer.send(message); String selector = "color = 'red' AND JMSType = 'fruit'"; MessageConsumer consumer = session.createConsumer(destination, selector); 在这个示例中，消费者只会接收到那些颜色为"red"且类型为"fruit"的消息。 （2）虚拟主题(Virtual Topic) 除了消息选择器，ActiveMQ还支持虚拟主题进行消息过滤。想象一下，虚拟主题就像一个超级智能的邮件分拣员，它能认出每个订阅者的专属ID。当有消息投递到这个主邮箱（也就是主主题）时，这位分拣员就会根据每个订阅者的ID，把消息精准地分发到他们各自的小邮箱（也就是不同的子主题）。这样一来，就实现了大家可以根据自身需求来筛选和获取信息啦！ 2. 路由规则实现 （1）内容_based_router ActiveMQ提供了一种名为“内容路由器(Content-Based Router)”的动态路由器，可以根据消息的内容做出路由决策。例如： xml ${header.color} == 'red' ${header.color} == 'blue' 这段Camel DSL配置表示的是，根据color头部属性值的不同，消息会被路由至不同的目标队列。 （2）复合路由器(Composite Destinations) 另外，ActiveMQ还可以利用复合目的地(Composite Destinations)实现消息的多路广播。一条消息可以同时发送到多个目的地： java Destination[] destinations = {destination1, destination2}; MessageProducer producer = session.createProducer(null); producer.send(message, DeliveryMode.PERSISTENT, priority, timeToLive, destinations); 在这个例子中，一条消息会同时被发送到destination1和destination2两个队列。 3. 思考与探讨 理解并掌握ActiveMQ的消息过滤与路由规则，对于优化系统架构、提升系统性能具有重要意义。这就像是在那个熙熙攘攘的物流中心，我们不能一股脑儿把包裹都堆成山，而是得像玩拼图那样，瞅准每个包裹上的标签信息，然后像给宝贝找家一样，精准地把这些包裹送达到各自对应的地区仓库里头去。同样的，在消息队列中，精准高效的消息路由能力能够帮助我们构建更加健壮、灵活的分布式系统。 总的来说，ActiveMQ通过丰富的API和强大的路由策略，让我们在面对复杂业务逻辑时，能更自如地定制消息过滤与路由规则，使我们的系统设计更加贴近实际业务需求，让消息传递变得更为智能和精准。不过，实际上啊，咱们在真正用起来的时候，千万不能忽视系统的性能和扩展性这些重要因素。得把这些特性灵活巧妙地运用起来，才能让它们发挥出应有的作用，就像是做菜时合理搭配各种调料一样，缺一不可！

...何在Netty中实现消息队列的可监控性？ 1. 引言 大家好！今天我们要聊的是一个既有趣又实用的话题——如何在Netty中实现消息队列的可监控性。首先，让我们简单回顾一下Netty是什么。Netty这家伙可厉害了，是个超级能打的网络应用框架，用它来开发那种异步又事件驱动的应用简直不要太轻松，分分钟让你的程序飞起来！说到消息队列，其实就是怎么高效地处理和盯紧那些在各个网络间跑来跑去的信息啦。 为什么我们需要监控消息队列呢？想象一下，当你正在处理大量数据或者需要确保通信的可靠性时，消息队列的健康状态直接关系到系统的稳定性和性能。因此，了解如何监控它们是至关重要的。 2. Netty中的消息队列基础 在深入探讨之前，让我们先了解一下Netty中的消息队列是如何工作的。Netty通过ChannelPipeline来处理网络数据流，而ChannelHandler则是Pipeline中的处理单元。当数据到达或从Channel发出时，会依次通过这些处理器进行处理。你可以把消息队列想象成一个大大的“数据篮子”，放在这些处理器之间。当处理器忙不过来或者还没准备好处理新数据时，就可以先把数据暂存在这个“篮子”里，等它们空闲了再拿出来处理。这样就能让整个流程更顺畅啦！ 例如，假设我们有一个简单的EchoServer，在这个服务器中，客户端发送一条消息，服务器接收并返回同样的消息给客户端。在这个过程中，消息队列充当了存储待处理消息的角色。 java public class EchoServerInitializer extends ChannelInitializer { @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); // 添加编码器和解码器 pipeline.addLast(new StringEncoder()); pipeline.addLast(new StringDecoder()); // 添加业务处理器 pipeline.addLast(new EchoServerHandler()); } } 在这个例子中，虽然没有直接展示消息队列，但通过ChannelPipeline和ChannelHandler，我们可以间接地理解消息是如何被处理的。 3. 实现消息队列的监控 现在，让我们进入正题，看看如何实现对Netty消息队列的监控。要达到这个目的，我们可以用一些现成的东西，比如说自己定义的ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler，再加上Netty自带的一些监控工具，比如Metrics。这样操作起来会方便很多。 3.1 自定义Handler 首先，我们需要创建自定义的ChannelHandler来记录消息的入队和出队情况。你可以试试在处理方法里加点日志记录，这样就能随时掌握每条消息的动态啦。 java public class MonitorHandler extends SimpleChannelInboundHandler { @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception { System.out.println("Received message: " + msg); // 记录消息入队时间 long enqueueTime = System.currentTimeMillis(); // 处理消息... // 记录消息出队时间 long dequeueTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Message processed in " + (dequeueTime - enqueueTime) + " ms"); } } 3.2 使用Metrics Netty本身并不直接提供监控功能，但我们可以通过集成第三方库（如Micrometer）来实现这一目标。Micrometer让我们能轻松把应用的性能数据秀出来，这样后面分析和监控就方便多了。 java import io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry; import io.micrometer.core.instrument.Timer; // 初始化MeterRegistry MeterRegistry registry = new SimpleMeterRegistry(); // 在自定义Handler中使用Micrometer public class MicrometerMonitorHandler extends SimpleChannelInboundHandler { private final Timer timer; public MicrometerMonitorHandler() { this.timer = Timer.builder("message.processing") .description("Time taken to process messages") .register(registry); } @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception { Timer.Sample sample = Timer.start(registry); // 处理消息 sample.stop(timer); } } 4. 总结与反思 通过上述步骤，我们已经成功地为Netty中的消息队列添加了基本的监控能力。然而，这只是一个起点。在实际操作中，你可能会遇到更多需要处理的事情，比如说怎么应对错误，怎么监控那些不正常的状况之类的。另外，随着系统变得越来越复杂，你可能得找一些更高级的工具来解决问题，比如说用分布式追踪系统（比如Jaeger或者Zipkin），这样你才能更好地了解整个系统的运行状况和性能表现。 最后，我想说的是，技术总是在不断进步的，保持学习的心态是非常重要的。希望这篇文章能够激发你对Netty和消息队列监控的兴趣，并鼓励你在实践中探索更多可能性！ --- 这就是我们的文章，希望你喜欢这种更有人情味的叙述方式。如果你有任何疑问或想要了解更多细节，请随时提问！

...在大型分布式系统中，消息传递是至关重要的组成部分。ActiveMQ，这可是Apache家族里的一款超级实用的开源消息中间件神器，它在消息传递这块儿的能力可真是杠杠的！今天，咱们来好好唠唠ActiveMQ里头一个特厉害的功能——消息选择器，带你见识见识它的庐山真面目。 二、什么是消息选择器？ 消息选择器是一种用于筛选消息的技术，它可以让我们根据特定的条件来过滤接收到的消息。用消息选择器这个小玩意儿，咱们就能只筛选出自己真正关心的消息，这样一来，不仅能让系统跑得更快更流畅，还能大大提高整体性能，让它变得倍儿给力。 三、如何使用消息选择器？ 1. 创建消息选择器 在使用消息选择器之前，我们需要先创建一个消息选择器对象。这可以通过调用Connection的createProducer()方法并传入一个QueueBinding对象来实现。例如： java ConnectionFactory factory = new ActiveMQConnectionFactory("tcp://localhost:61616"); Connection connection = factory.createConnection(); connection.start(); Session session = connection.createSession(false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE); Destination destination = session.createQueue("queueName"); MessageProducer producer = session.createProducer(destination); 2. 设置消息选择器 接下来，我们可以设置消息选择器。这可以通过调用MessageProducer的setMessageSelector()方法并传入一个字符串来实现。例如： java String selector = "color='red'"; producer.setMessageSelector(selector); 在这个例子中，我们设置了消息选择器为"color='red'"，这意味着只有颜色为红色的消息才会被发送到队列。 3. 发送消息 最后，我们只需要调用MessageProducer的send()方法并传入一个Message对象就可以发送消息了。例如： java TextMessage message = session.createTextMessage("Hello World"); message.setStringProperty("color", "red"); producer.send(message); 在这个例子中，我们创建了一个文本消息，并将它的颜色属性设置为红色。然后，我们通过消息选择器发送这个消息。 四、总结 通过学习和实践，我们可以发现消息选择器是一个非常强大且实用的功能。这个家伙能够帮助我们更上一层楼地掌握咱们的消息传递流程，让整个系统运转得更加麻溜儿，充满活力和弹性。所以，如果你现在正用着ActiveMQ这款产品，那我可得告诉你，有个功能你绝对不能错过，否则你会后悔的！

...，帮助你深入理解这一问题，并提供有效的应对策略。 1. KeyNotFoundException 简介 当我们尝试从字典中获取一个不存在的键对应的值时，.NET 运行时会抛出 System.Collections.Generic.KeyNotFoundException。这个异常其实就像是在跟咱们扯着嗓子喊：“嘿，老兄，我在这旮旯翻了个底朝天也没找见你要的那个键，八成是根本就没存在过这玩意儿。”” csharp Dictionary myDictionary = new Dictionary { {"apple", 1}, {"banana", 2} }; int value; try { // 尝试获取不存在的 key "orange" value = myDictionary["orange"]; } catch (KeyNotFoundException e) { Console.WriteLine($"Oops! 我们遇到了一个问题：{e.Message}"); } 在这个例子中，尝试访问键为 "orange" 的值会导致 KeyNotFoundException 异常。这是因为在初始化的字典里并未包含 "orange" 这个键。 2. 避免 KeyNotFoundException：TryGetValue 方法 为了避免因未知键引发异常，我们可以采用字典提供的 TryGetValue 方法来安全地检查键是否存在： csharp if (myDictionary.TryGetValue("orange", out int orangeValue)) { Console.WriteLine($"找到了 'orange' 对应的值：{orangeValue}"); } else { Console.WriteLine("'orange' 在字典中不存在！"); } 此方法不仅能够避免异常的发生，还允许我们在找不到键的情况下优雅处理程序流程。 3. 使用 ContainsKey 方法进行预检查 另一种预防 KeyNotFoundException 的方式是先使用 ContainsKey 方法检查键是否存在： csharp if (myDictionary.ContainsKey("orange")) { Console.WriteLine($"找到并返回 'orange' 对应的值：{myDictionary["orange"]}"); } else { Console.WriteLine("'orange' 在字典中未找到，无法获取其对应值"); } 尽管这种方式也能有效防止异常，但它需要两次对字典进行操作，相对效率较低。相比之下，TryGetValue 是更好的选择。 4. 解决 KeyNotFoundException：确保键存在或添加默认值 在某些情况下，如果字典中没有找到键，我们可能希望为其添加一个默认值。.NET 提供了 GetOrAdd 方法实现这一需求： csharp // 如果 "cherry" 不存在，则添加一个默认值 0 int cherryValue = myDictionary.GetOrAdd("cherry", defaultValue: 0); Console.WriteLine($"'cherry' 对应的值（若不存在则添加）：{cherryValue}"); 此外，针对多线程环境下的并发安全性，可以考虑使用 ConcurrentDictionary 类型，并利用其提供的 GetOrAdd 方法。 总结 KeyNotFoundException 在 .NET 开发中是一个常见且重要的异常，理解它的含义以及如何妥善处理显得尤为重要。在编写程序时，如果我们灵活运用诸如 TryGetValue、ContainsKey 和 GetOrAdd 这些小妙招，就能让代码变得更结实、更溜，进而打造出更高性能的应用程序。就像是给咱们的代码注入了强健的基因和迅捷的翅膀，让它跑得更快更稳。当遇到突发状况或者异常情况时，咱们不妨换个角度，尝试用更接地气、更有人情味的方式来琢磨、理解和处理问题。这样一来，我们的代码就能更好地模拟并符合现实生活中的逻辑规律，进而助力我们开发出更加卓越、高质量的软件产品。

...的代码示例来理解这个问题： csharp public class ArrayDimensionExample { public static void Main() { int[,] matrix = new int[2, 3]; // 一个2x3的矩阵 Console.WriteLine(matrix[2, 2]); // 这将抛出SystemRankException } } 在这段代码中，我们尝试访问一个不存在的矩阵元素（matrix[2, 2]），因为矩阵只有两行，所以会引发SystemRankException，提示"Array dimensions are not compatible." 四、如何避免和处理SystemRankException？ 1. 检查数组维数 在访问多维数组之前，始终确保你对数组的大小有正确的理解。你可以使用Array.GetLength方法获取数组的维度。 csharp if (matrix.GetLength(0) >= 3 && matrix.GetLength(1) >= 4) { Console.WriteLine(matrix[2, 2]); // 这将正常打印，前提是你有足够的空间 } else { throw new ArgumentException("试图访问的索引超出了数组范围"); } 2. 使用Try/Catch捕获异常 在可能发生错误的地方使用try-catch块，可以优雅地处理异常，而不是让程序立即崩溃。 csharp try { Console.WriteLine(matrix[2, 2]); } catch (SystemRankException e) { Console.WriteLine($"发生SystemRankException: {e.Message}"); } 五、深入理解与实践 当遇到SystemRankException时，我们不仅要理解它的原因，还要学会如何在实际项目中有效地处理。这或许意味着我们需要给数据结构来个大升级，或者在触碰数组之前，先给输入做个更严苛的“安检”验证。记住，一个好的程序员不仅知道如何编写代码，还能预见并预防潜在的问题。 六、结语 SystemRankException虽然看似简单，但它提醒我们在.NET编程中，细节决定成败。理解并正确处理这类异常，可以帮助我们写出更加健壮、可维护的代码。希望这篇文章能帮助你在处理数组维数问题时少走弯路，祝你在.NET的世界里编程愉快！