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...,发出去的消息不会被持久化,因为它已经从队列里面移除了,所以消费者只能收到它开始订阅这个频道之后发布的消息。 下面我们来看一下发布订阅命令的使用方法。 订阅者订阅频道:可以一次订阅多个,比如这个客户端订阅了 3 个频道。 subscribe channel-1 channel-2 channel-3 发布者可以向指定频道发布消息(并不支持一次向多个频道发送消息): publish channel-1 2673 取消订阅(不能在订阅状态下使用): unsubscribe channel-1 1.2.2 按规则(Pattern)订阅频道 支持 ?和 占位符。? 代表一个字符, 代表 0 个或者多个字符。 消费端 1,关注运动信息: psubscribe sport 消费端 2,关注所有新闻: psubscribe news 消费端 3,关注天气新闻: psubscribe news-weather 生产者,发布 3 条信息 publish news-sport yaoming publish news-music jaychou publish news-weather rain 2、Redis 事务 2.1 为什么要用事务 我们知道 Redis 的单个命令是原子性的(比如 get set mget mset),如果涉及到多个命令的时候,需要把多个命令作为一个不可分割的处理序列,就需要用到事务。 例如我们之前说的用 setnx 实现分布式锁,我们先 set,然后设置对 key 设置 expire, 防止 del 发生异常的时候锁不会被释放,业务处理完了以后再 del,这三个动作我们就希望它们作为一组命令执行。 Redis 的事务有两个特点: 1、按进入队列的顺序执行。 2、不会受到其他客户端的请求的影响。 Redis 的事务涉及到四个命令:multi(开启事务),exec(执行事务),discard (取消事务),watch(监视) 2.2 事务的用法 案例场景:tom 和 mic 各有 1000 元,tom 需要向 mic 转账 100 元。tom 的账户余额减少 100 元,mic 的账户余额增加 100 元。 通过 multi 的命令开启事务。事务不能嵌套,多个 multi 命令效果一样。 multi 执行后,客户端可以继续向服务器发送任意多条命令,这些命令不会立即被执行,而是被放到一个队列中,当 exec 命令被调用时,所有队列中的命令才会被执行。 通过 exec 的命令执行事务。如果没有执行 exec,所有的命令都不会被执行。如果中途不想执行事务了,怎么办? 可以调用 discard 可以清空事务队列,放弃执行。 2.3 watch命令 在 Redis 中还提供了一个 watch 命令。 它可以为 Redis 事务提供 CAS 乐观锁行为(Check and Set / Compare and Swap),也就是多个线程更新变量的时候,会跟原值做比较,只有它没有被其他线程修改的情况下,才更新成新的值。 我们可以用 watch 监视一个或者多个 key,如果开启事务之后,至少有一个被监视 key 键在 exec 执行之前被修改了,那么整个事务都会被取消(key 提前过期除外)。可以用 unwatch 取消。 2.4 事务可能遇到的问题 我们把事务执行遇到的问题分成两种,一种是在执行 exec 之前发生错误,一种是在执行 exec 之后发生错误。 2.4.1 在执行 exec 之前发生错误 比如:入队的命令存在语法错误,包括参数数量,参数名等等(编译器错误)。 在这种情况下事务会被拒绝执行,也就是队列中所有的命令都不会得到执行。 2.4.2 在执行 exec 之后发生错误 比如,类型错误,比如对 String 使用了 Hash 的命令,这是一种运行时错误。 最后我们发现 set k1 1 的命令是成功的,也就是在这种发生了运行时异常的情况下, 只有错误的命令没有被执行,但是其他命令没有受到影响。 这个显然不符合我们对原子性的定义,也就是我们没办法用 Redis 的这种事务机制来实现原子性,保证数据的一致。 3、Lua脚本 Lua/ˈluə/是一种轻量级脚本语言,它是用 C 语言编写的,跟数据的存储过程有点类似。 使用 Lua 脚本来执行 Redis 命令的好处: 1、一次发送多个命令,减少网络开销。 2、Redis 会将整个脚本作为一个整体执行,不会被其他请求打断,保持原子性。 3、对于复杂的组合命令,我们可以放在文件中,可以实现程序之间的命令集复用。 3.1 在Redis中调用Lua脚本 使用 eval /ɪ’væl/ 方法,语法格式: redis> eval lua-script key-num [key1 key2 key3 ....] [value1 value2 value3 ....] eval代表执行Lua语言的命令。 lua-script代表Lua语言脚本内容。 key-num表示参数中有多少个key,需要注意的是Redis中key是从1开始的,如果没有key的参数,那么写0。 [key1key2key3…]是key作为参数传递给Lua语言,也可以不填,但是需要和key-num的个数对应起来。 [value1 value2 value3 …]这些参数传递给 Lua 语言,它们是可填可不填的。 示例,返回一个字符串,0 个参数: redis> eval "return 'Hello World'" 0 3.2 在Lua脚本中调用Redis命令 使用 redis.call(command, key [param1, param2…])进行操作。语法格式: redis> eval "redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 lua-key lua-value command是命令,包括set、get、del等。 key是被操作的键。 param1,param2…代表给key的参数。 注意跟 Java 不一样,定义只有形参,调用只有实参。 Lua 是在调用时用 key 表示形参,argv 表示参数值(实参)。 3.2.1 设置键值对 在 Redis 中调用 Lua 脚本执行 Redis 命令 redis> eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 gupao 2673 redis> get gupao 以上命令等价于 set gupao 2673。 在 redis-cli 中直接写 Lua 脚本不够方便,也不能实现编辑和复用,通常我们会把脚本放在文件里面,然后执行这个文件。 3.2.2 在 Redis 中调用 Lua 脚本文件中的命令,操作 Redis 创建 Lua 脚本文件: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src vim gupao.lua Lua 脚本内容,先设置,再取值: cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src redis-cli --eval gupao.lua 0 得到返回值: root@localhost src] redis-cli --eval gupao.lua 0 "lua666" 3.2.3 案例:对 IP 进行限流 需求:在 X 秒内只能访问 Y 次。 设计思路:用 key 记录 IP,用 value 记录访问次数。 拿到 IP 以后,对 IP+1。如果是第一次访问,对 key 设置过期时间(参数 1)。否则判断次数,超过限定的次数(参数 2),返回 0。如果没有超过次数则返回 1。超过时间, key 过期之后,可以再次访问。 KEY[1]是 IP, ARGV[1]是过期时间 X,ARGV[2]是限制访问的次数 Y。 -- ip_limit.lua-- IP 限流,对某个 IP 频率进行限制 ,6 秒钟访问 10 次 local num=redis.call('incr',KEYS[1])if tonumber(num)==1 thenredis.call('expire',KEYS[1],ARGV[1])return 1elseif tonumber(num)>tonumber(ARGV[2]) thenreturn 0 elsereturn 1 end 6 秒钟内限制访问 10 次,调用测试(连续调用 10 次): ./redis-cli --eval "ip_limit.lua" app:ip:limit:192.168.8.111 , 6 10 app:ip:limit:192.168.8.111 是 key 值 ,后面是参数值,中间要加上一个空格和一个逗号,再加上一个空格 。 即:./redis-cli –eval [lua 脚本] [key…]空格,空格[args…] 多个参数之间用一个空格分割 。 代码:LuaTest.java 3.2.4 缓存 Lua 脚本 为什么要缓存 在脚本比较长的情况下,如果每次调用脚本都需要把整个脚本传给 Redis 服务端, 会产生比较大的网络开销。为了解决这个问题,Redis 提供了 EVALSHA 命令,允许开发者通过脚本内容的 SHA1 摘要来执行脚本。 如何缓存 Redis 在执行 script load 命令时会计算脚本的 SHA1 摘要并记录在脚本缓存中,执行 EVALSHA 命令时 Redis 会根据提供的摘要从脚本缓存中查找对应的脚本内容,如果找到了则执行脚本,否则会返回错误:“NOSCRIPT No matching script. Please use EVAL.” 127.0.0.1:6379> script load "return 'Hello World'" "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b"127.0.0.1:6379> evalsha "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b" 0 "Hello World" 3.2.5 自乘案例 Redis 有 incrby 这样的自增命令,但是没有自乘,比如乘以 3,乘以 5。我们可以写一个自乘的运算,让它乘以后面的参数: local curVal = redis.call("get", KEYS[1]) if curVal == false thencurVal = 0 elsecurVal = tonumber(curVal)endcurVal = curVal tonumber(ARGV[1]) redis.call("set", KEYS[1], curVal) return curVal 把这个脚本变成单行,语句之间使用分号隔开 local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal script load ‘命令’ 127.0.0.1:6379> script load 'local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal = curVal tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal' "be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441" 调用: 127.0.0.1:6379> set num 2OK127.0.0.1:6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6 (integer) 12 3.2.6 脚本超时 Redis 的指令执行本身是单线程的,这个线程还要执行客户端的 Lua 脚本,如果 Lua 脚本执行超时或者陷入了死循环,是不是没有办法为客户端提供服务了呢? eval 'while(true) do end' 0 为了防止某个脚本执行时间过长导致 Redis 无法提供服务,Redis 提供了 lua-time-limit 参数限制脚本的最长运行时间,默认为 5 秒钟。 lua-time-limit 5000(redis.conf 配置文件中) 当脚本运行时间超过这一限制后,Redis 将开始接受其他命令但不会执行(以确保脚本的原子性,因为此时脚本并没有被终止),而是会返回“BUSY”错误。 Redis 提供了一个 script kill 的命令来中止脚本的执行。新开一个客户端: script kill 如果当前执行的 Lua 脚本对 Redis 的数据进行了修改(SET、DEL 等),那么通过 script kill 命令是不能终止脚本运行的。 127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','gupao','666') while true do end" 0 因为要保证脚本运行的原子性,如果脚本执行了一部分终止,那就违背了脚本原子性的要求。最终要保证脚本要么都执行,要么都不执行。 127.0.0.1:6379> script kill(error) UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset. You can either wait the scripttermination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command. 遇到这种情况,只能通过 shutdown nosave 命令来强行终止 redis。 shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作,意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失。 4、Redis 为什么这么快? 4.1 Redis到底有多快? 根据官方的数据,Redis 的 QPS 可以达到 10 万左右(每秒请求数)。 4.2 Redis为什么这么快? 总结:1)纯内存结构、2)单线程、3)多路复用 4.2.1 内存 KV 结构的内存数据库,时间复杂度 O(1)。 第二个,要实现这么高的并发性能,是不是要创建非常多的线程? 恰恰相反,Redis 是单线程的。 4.2.2 单线程 单线程有什么好处呢? 1、没有创建线程、销毁线程带来的消耗 2、避免了上线文切换导致的 CPU 消耗 3、避免了线程之间带来的竞争问题,例如加锁释放锁死锁等等 4.2.3 异步非阻塞 异步非阻塞 I/O,多路复用处理并发连接。 4.3 Redis为什么是单线程的? 不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 因为单线程已经够用了,CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且 CPU 不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了。 4.4 单线程为什么这么快? 因为 Redis 是基于内存的操作,我们先从内存开始说起。 4.4.1 虚拟存储器(虚拟内存 Vitual Memory) 名词解释:主存:内存;辅存:磁盘(硬盘) 计算机主存(内存)可看作一个由 M 个连续的字节大小的单元组成的数组,每个字节有一个唯一的地址,这个地址叫做物理地址(PA)。早期的计算机中,如果 CPU 需要内存,使用物理寻址,直接访问主存储器。 这种方式有几个弊端: 1、在多用户多任务操作系统中,所有的进程共享主存,如果每个进程都独占一块物理地址空间,主存很快就会被用完。我们希望在不同的时刻,不同的进程可以共用同一块物理地址空间。 2、如果所有进程都是直接访问物理内存,那么一个进程就可以修改其他进程的内存数据,导致物理地址空间被破坏,程序运行就会出现异常。 为了解决这些问题,我们就想了一个办法,在 CPU 和主存之间增加一个中间层。CPU 不再使用物理地址访问,而是访问一个虚拟地址,由这个中间层把地址转换成物理地址,最终获得数据。这个中间层就叫做虚拟存储器(Virtual Memory)。 具体的操作如下所示: 在每一个进程开始创建的时候,都会分配一段虚拟地址,然后通过虚拟地址和物理地址的映射来获取真实数据,这样进程就不会直接接触到物理地址,甚至不知道自己调用的哪块物理地址的数据。 目前,大多数操作系统都使用了虚拟内存,如 Windows 系统的虚拟内存、Linux 系统的交换空间等等。Windows 的虚拟内存(pagefile.sys)是磁盘空间的一部分。 在 32 位的系统上,虚拟地址空间大小是 2^32bit=4G。在 64 位系统上,最大虚拟地址空间大小是多少? 是不是 2^64bit=10241014TB=1024PB=16EB?实际上没有用到 64 位,因为用不到这么大的空间,而且会造成很大的系统开销。Linux 一般用低 48 位来表示虚拟地址空间,也就是 2^48bit=256T。 cat /proc/cpuinfo address sizes : 40 bits physical, 48 bits virtual 实际的物理内存可能远远小于虚拟内存的大小。 总结:引入虚拟内存,可以提供更大的地址空间,并且地址空间是连续的,使得程序编写、链接更加简单。并且可以对物理内存进行隔离,不同的进程操作互不影响。还可以通过把同一块物理内存映射到不同的虚拟地址空间实现内存共享。 4.4.2 用户空间和内核空间 为了避免用户进程直接操作内核,保证内核安全,操作系统将虚拟内存划分为两部分,一部分是内核空间(Kernel-space)/ˈkɜːnl /,一部分是用户空间(User-space)。 内核是操作系统的核心,独立于普通的应用程序,可以访问受保护的内存空间,也有访问底层硬件设备的权限。 内核空间中存放的是内核代码和数据,而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间,它们都处于虚拟空间中,都是对物理地址的映射。 在 Linux 系统中, 内核进程和用户进程所占的虚拟内存比例是 1:3。 当进程运行在内核空间时就处于内核态,而进程运行在用户空间时则处于用户态。 进程在内核空间以执行任意命令,调用系统的一切资源;在用户空间只能执行简单的运算,不能直接调用系统资源,必须通过系统接口(又称 system call),才能向内核发出指令。 top 命令: us 代表 CPU 消耗在 User space 的时间百分比; sy 代表 CPU 消耗在 Kernel space 的时间百分比。 4.4.3 进程切换(上下文切换) 多任务操作系统是怎么实现运行远大于 CPU 数量的任务个数的? 当然,这些任务实际上并不是真的在同时运行,而是因为系统通过时间片分片算法,在很短的时间内,将 CPU 轮流分配给它们,造成多任务同时运行的错觉。 为了控制进程的执行,内核必须有能力挂起正在 CPU 上运行的进程,并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。 什么叫上下文? 在每个任务运行前,CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行,也就是说,需要系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器(ProgramCounter),这个叫做 CPU 的上下文。 而这些保存下来的上下文,会存储在系统内核中,并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响,让任务看起来还是连续运行。 在切换上下文的时候,需要完成一系列的工作,这是一个很消耗资源的操作。 4.4.4 进程的阻塞 正在运行的进程由于提出系统服务请求(如 I/O 操作),但因为某种原因未得到操作系统的立即响应,该进程只能把自己变成阻塞状态,等待相应的事件出现后才被唤醒。 进程在阻塞状态不占用 CPU 资源。 4.4.5 文件描述符 FD Linux 系统将所有设备都当作文件来处理,而 Linux 用文件描述符来标识每个文件对象。 文件描述符(File Descriptor)是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引,用于指向被打开的文件,所有执行 I/O 操作的系统调用都通过文件描述符;文件描述符是一个简单的非负整数,用以表明每个被进程打开的文件。 Linux 系统里面有三个标准文件描述符。 0:标准输入(键盘); 1:标准输出(显示器); 2:标准错误输出(显示器)。 4.4.6 传统 I/O 数据拷贝 以读操作为例: 当应用程序执行 read 系统调用读取文件描述符(FD)的时候,如果这块数据已经存在于用户进程的页内存中,就直接从内存中读取数据。如果数据不存在,则先将数据从磁盘加载数据到内核缓冲区中,再从内核缓冲区拷贝到用户进程的页内存中。(两次拷贝,两次 user 和 kernel 的上下文切换)。 I/O 的阻塞到底阻塞在哪里? 4.4.7 Blocking I/O 当使用 read 或 write 对某个文件描述符进行过读写时,如果当前 FD 不可读,系统就不会对其他的操作做出响应。从设备复制数据到内核缓冲区是阻塞的,从内核缓冲区拷贝到用户空间,也是阻塞的,直到 copy complete,内核返回结果,用户进程才解除 block 的状态。 为了解决阻塞的问题,我们有几个思路。 1、在服务端创建多个线程或者使用线程池,但是在高并发的情况下需要的线程会很多,系统无法承受,而且创建和释放线程都需要消耗资源。 2、由请求方定期轮询,在数据准备完毕后再从内核缓存缓冲区复制数据到用户空间 (非阻塞式 I/O),这种方式会存在一定的延迟。 能不能用一个线程处理多个客户端请求? 4.4.8 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) I/O 指的是网络 I/O。 多路指的是多个 TCP 连接(Socket 或 Channel)。 复用指的是复用一个或多个线程。它的基本原理就是不再由应用程序自己监视连接,而是由内核替应用程序监视文件描述符。 客户端在操作的时候,会产生具有不同事件类型的 socket。在服务端,I/O 多路复用程序(I/O Multiplexing Module)会把消息放入队列中,然后通过文件事件分派器(File event Dispatcher),转发到不同的事件处理器中。 多路复用有很多的实现,以 select 为例,当用户进程调用了多路复用器,进程会被阻塞。内核会监视多路复用器负责的所有 socket,当任何一个 socket 的数据准备好了,多路复用器就会返回。这时候用户进程再调用 read 操作,把数据从内核缓冲区拷贝到用户空间。 所以,I/O 多路复用的特点是通过一种机制一个进程能同时等待多个文件描述符,而这些文件描述符(套接字描述符)其中的任意一个进入读就绪(readable)状态,select() 函数就可以返回。 Redis 的多路复用, 提供了 select, epoll, evport, kqueue 几种选择,在编译的时 候来选择一种。 evport 是 Solaris 系统内核提供支持的; epoll 是 LINUX 系统内核提供支持的; kqueue 是 Mac 系统提供支持的; select 是 POSIX 提供的,一般的操作系统都有支撑(保底方案); 源码 ae_epoll.c、ae_select.c、ae_kqueue.c、ae_evport.c 5、内存回收 Reids 所有的数据都是存储在内存中的,在某些情况下需要对占用的内存空间进行回 收。内存回收主要分为两类,一类是 key 过期,一类是内存使用达到上限(max_memory) 触发内存淘汰。 5.1 过期策略 要实现 key 过期,我们有几种思路。 5.1.1 定时过期(主动淘汰) 每个设置过期时间的 key 都需要创建一个定时器,到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据,对内存很友好;但是会占用大量的 CPU 资源去处理过期的 数据,从而影响缓存的响应时间和吞吐量。 5.1.2 惰性过期(被动淘汰) 只有当访问一个 key 时,才会判断该 key 是否已过期,过期则清除。该策略可以最大化地节省 CPU 资源,却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期 key 没有再次被访问,从而不会被清除,占用大量内存。 例如 String,在 getCommand 里面会调用 expireIfNeeded server.c expireIfNeeded(redisDb db, robj key) 第二种情况,每次写入 key 时,发现内存不够,调用 activeExpireCycle 释放一部分内存。 expire.c activeExpireCycle(int type) 5.1.3 定期过期 源码:server.h typedef struct redisDb { dict dict; / 所有的键值对 /dict expires; / 设置了过期时间的键值对 /dict blocking_keys; dict ready_keys; dict watched_keys; int id;long long avg_ttl;list defrag_later; } redisDb; 每隔一定的时间,会扫描一定数量的数据库的 expires 字典中一定数量的 key,并清除其中已过期的 key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时,可以在不同情况下使得 CPU 和内存资源达到最优的平衡效果。 Redis 中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略。 5.2 淘汰策略 Redis 的内存淘汰策略,是指当内存使用达到最大内存极限时,需要使用淘汰算法来决定清理掉哪些数据,以保证新数据的存入。 5.2.1 最大内存设置 redis.conf 参数配置: maxmemory <bytes> 如果不设置 maxmemory 或者设置为 0,64 位系统不限制内存,32 位系统最多使用 3GB 内存。 动态修改: redis> config set maxmemory 2GB 到达最大内存以后怎么办? 5.2.2 淘汰策略 https://redis.io/topics/lru-cache redis.conf maxmemory-policy noeviction 先从算法来看: LRU,Least Recently Used:最近最少使用。判断最近被使用的时间,目前最远的数据优先被淘汰。 LFU,Least Frequently Used,最不常用,4.0 版本新增。 random,随机删除。 如果没有符合前提条件的 key 被淘汰,那么 volatile-lru、volatile-random、 volatile-ttl 相当于 noeviction(不做内存回收)。 动态修改淘汰策略: redis> config set maxmemory-policy volatile-lru 建议使用 volatile-lru,在保证正常服务的情况下,优先删除最近最少使用的 key。 5.2.3 LRU 淘汰原理 问题:如果基于传统 LRU 算法实现 Redis LRU 会有什么问题? 需要额外的数据结构存储,消耗内存。 Redis LRU 对传统的 LRU 算法进行了改良,通过随机采样来调整算法的精度。如果淘汰策略是 LRU,则根据配置的采样值 maxmemory_samples(默认是 5 个), 随机从数据库中选择 m 个 key, 淘汰其中热度最低的 key 对应的缓存数据。所以采样参数m配置的数值越大, 就越能精确的查找到待淘汰的缓存数据,但是也消耗更多的CPU计算,执行效率降低。 问题:如何找出热度最低的数据? Redis 中所有对象结构都有一个 lru 字段, 且使用了 unsigned 的低 24 位,这个字段用来记录对象的热度。对象被创建时会记录 lru 值。在被访问的时候也会更新 lru 的值。 但是不是获取系统当前的时间戳,而是设置为全局变量 server.lruclock 的值。 源码:server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; server.lruclock 的值怎么来的? Redis 中有个定时处理的函数 serverCron,默认每 100 毫秒调用函数 updateCachedTime 更新一次全局变量的 server.lruclock 的值,它记录的是当前 unix 时间戳。 源码:server.c void updateCachedTime(void) { time_t unixtime = time(NULL); atomicSet(server.unixtime,unixtime); server.mstime = mstime();struct tm tm; localtime_r(&server.unixtime,&tm);server.daylight_active = tm.tm_isdst; } 问题:为什么不获取精确的时间而是放在全局变量中?不会有延迟的问题吗? 这样函数 lookupKey 中更新数据的 lru 热度值时,就不用每次调用系统函数 time,可以提高执行效率。 OK,当对象里面已经有了 LRU 字段的值,就可以评估对象的热度了。 函数 estimateObjectIdleTime 评估指定对象的 lru 热度,思想就是对象的 lru 值和全局的 server.lruclock 的差值越大(越久没有得到更新),该对象热度越低。 源码 evict.c / Given an object returns the min number of milliseconds the object was never requested, using an approximated LRU algorithm. /unsigned long long estimateObjectIdleTime(robj o) {unsigned long long lruclock = LRU_CLOCK(); if (lruclock >= o->lru) {return (lruclock - o->lru) LRU_CLOCK_RESOLUTION; } else {return (lruclock + (LRU_CLOCK_MAX - o->lru)) LRU_CLOCK_RESOLUTION;} } server.lruclock 只有 24 位,按秒为单位来表示才能存储 194 天。当超过 24bit 能表 示的最大时间的时候,它会从头开始计算。 server.h define LRU_CLOCK_MAX ((1<<LRU_BITS)-1) / Max value of obj->lru / 在这种情况下,可能会出现对象的 lru 大于 server.lruclock 的情况,如果这种情况 出现那么就两个相加而不是相减来求最久的 key。 为什么不用常规的哈希表+双向链表的方式实现?需要额外的数据结构,消耗资源。而 Redis LRU 算法在 sample 为 10 的情况下,已经能接近传统 LRU 算法了。 问题:除了消耗资源之外,传统 LRU 还有什么问题? 如图,假设 A 在 10 秒内被访问了 5 次,而 B 在 10 秒内被访问了 3 次。因为 B 最后一次被访问的时间比 A 要晚,在同等的情况下,A 反而先被回收。 问题:要实现基于访问频率的淘汰机制,怎么做? 5.2.4 LFU server.h typedef struct redisObject {unsigned type:4;unsigned encoding:4;unsigned lru:LRU_BITS;int refcount;void ptr; } robj; 当这 24 bits 用作 LFU 时,其被分为两部分: 高 16 位用来记录访问时间(单位为分钟,ldt,last decrement time) 低 8 位用来记录访问频率,简称 counter(logc,logistic counter) counter 是用基于概率的对数计数器实现的,8 位可以表示百万次的访问频率。 对象被读写的时候,lfu 的值会被更新。 db.c——lookupKey void updateLFU(robj val) {unsigned long counter = LFUDecrAndReturn(val); counter = LFULogIncr(counter);val->lru = (LFUGetTimeInMinutes()<<8) | counter;} 增长的速率由,lfu-log-factor 越大,counter 增长的越慢 redis.conf 配置文件。 lfu-log-factor 10 如果计数器只会递增不会递减,也不能体现对象的热度。没有被访问的时候,计数器怎么递减呢? 减少的值由衰减因子 lfu-decay-time(分钟)来控制,如果值是 1 的话,N 分钟没有访问就要减少 N。 redis.conf 配置文件 lfu-decay-time 1 6、持久化机制 https://redis.io/topics/persistence Redis 速度快,很大一部分原因是因为它所有的数据都存储在内存中。如果断电或者宕机,都会导致内存中的数据丢失。为了实现重启后数据不丢失,Redis 提供了两种持久化的方案,一种是 RDB 快照(Redis DataBase),一种是 AOF(Append Only File)。 6.1 RDB RDB 是 Redis 默认的持久化方案。当满足一定条件的时候,会把当前内存中的数据写入磁盘,生成一个快照文件 dump.rdb。Redis 重启会通过加载 dump.rdb 文件恢复数据。 什么时候写入 rdb 文件? 6.1.1 RDB 触发 1、自动触发 a)配置规则触发。 redis.conf, SNAPSHOTTING,其中定义了触发把数据保存到磁盘的触发频率。 如果不需要 RDB 方案,注释 save 或者配置成空字符串""。 save 900 1 900 秒内至少有一个 key 被修改(包括添加) save 300 10 400 秒内至少有 10 个 key 被修改save 60 10000 60 秒内至少有 10000 个 key 被修改 注意上面的配置是不冲突的,只要满足任意一个都会触发。 RDB 文件位置和目录: 文件路径,dir ./ 文件名称dbfilename dump.rdb 是否是LZF压缩rdb文件 rdbcompression yes 开启数据校验 rdbchecksum yes 问题:为什么停止 Redis 服务的时候没有 save,重启数据还在? RDB 还有两种触发方式: b)shutdown 触发,保证服务器正常关闭。 c)flushall,RDB 文件是空的,没什么意义(删掉 dump.rdb 演示一下)。 2、手动触发 如果我们需要重启服务或者迁移数据,这个时候就需要手动触 RDB 快照保存。Redis 提供了两条命令: a)save save 在生成快照的时候会阻塞当前 Redis 服务器, Redis 不能处理其他命令。如果内存中的数据比较多,会造成 Redis 长时间的阻塞。生产环境不建议使用这个命令。 为了解决这个问题,Redis 提供了第二种方式。 执行 bgsave 时,Redis 会在后台异步进行快照操作,快照同时还可以响应客户端请求。 具体操作是 Redis 进程执行 fork 操作创建子进程(copy-on-write),RDB 持久化过程由子进程负责,完成后自动结束。它不会记录 fork 之后后续的命令。阻塞只发生在 fork 阶段,一般时间很短。 用 lastsave 命令可以查看最近一次成功生成快照的时间。 6.1.2 RDB 数据的恢复(演示) 1、shutdown 持久化添加键值 添加键值 redis> set k1 1 redis> set k2 2 redis> set k3 3 redis> set k4 4 redis> set k5 5 停服务器,触发 save redis> shutdown 备份 dump.rdb 文件 cp dump.rdb dump.rdb.bak 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 啥都没有: redis> keys 3、通过备份文件恢复数据停服务器 redis> shutdown 重命名备份文件 mv dump.rdb.bak dump.rdb 启动服务器 /usr/local/soft/redis-5.0.5/src/redis-server /usr/local/soft/redis-5.0.5/redis.conf 查看数据 redis> keys 6.1.3 RDB 文件的优势和劣势 一、优势 1.RDB 是一个非常紧凑(compact)的文件,它保存了 redis 在某个时间点上的数据集。这种文件非常适合用于进行备份和灾难恢复。 2.生成 RDB 文件的时候,redis 主进程会 fork()一个子进程来处理所有保存工作,主进程不需要进行任何磁盘 IO 操作。 3.RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。 二、劣势 1、RDB 方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为 bgsave 每次运行都要执行 fork 操作创建子进程,频繁执行成本过高。 2、在一定间隔时间做一次备份,所以如果 redis 意外 down 掉的话,就会丢失最后一次快照之后的所有修改(数据有丢失)。 如果数据相对来说比较重要,希望将损失降到最小,则可以使用 AOF 方式进行持久化。 6.2 AOF Append Only File AOF:Redis 默认不开启。AOF 采用日志的形式来记录每个写操作,并追加到文件中。开启后,执行更改 Redis 数据的命令时,就会把命令写入到 AOF 文件中。 Redis 重启时会根据日志文件的内容把写指令从前到后执行一次以完成数据的恢复工作。 6.2.1 AOF 配置 配置文件 redis.conf 开关appendonly no 文件名appendfilename "appendonly.aof" AOF 文件的内容(vim 查看): 问题:数据都是实时持久化到磁盘吗? 由于操作系统的缓存机制,AOF 数据并没有真正地写入硬盘,而是进入了系统的硬盘缓存。什么时候把缓冲区的内容写入到 AOF 文件? 问题:文件越来越大,怎么办? 由于 AOF 持久化是 Redis 不断将写命令记录到 AOF 文件中,随着 Redis 不断的进行,AOF 的文件会越来越大,文件越大,占用服务器内存越大以及 AOF 恢复要求时间越长。 例如 set xxx 666,执行 1000 次,结果都是 xxx=666。 为了解决这个问题,Redis 新增了重写机制,当 AOF 文件的大小超过所设定的阈值时,Redis 就会启动 AOF 文件的内容压缩,只保留可以恢复数据的最小指令集。 可以使用命令 bgrewriteaof 来重写。 AOF 文件重写并不是对原文件进行重新整理,而是直接读取服务器现有的键值对,然后用一条命令去代替之前记录这个键值对的多条命令,生成一个新的文件后去替换原来的 AOF 文件。 重写触发机制 auto-aof-rewrite-percentage 100 auto-aof-rewrite-min-size 64mb 问题:重写过程中,AOF 文件被更改了怎么办? 另外有两个与 AOF 相关的参数: 6.2.2 AOF 数据恢复 重启 Redis 之后就会进行 AOF 文件的恢复。 6.2.3 AOF 优势与劣势 优点: 1、AOF 持久化的方法提供了多种的同步频率,即使使用默认的同步频率每秒同步一次,Redis 最多也就丢失 1 秒的数据而已。 缺点: 1、对于具有相同数据的的 Redis,AOF 文件通常会比 RDB 文件体积更大(RDB 存的是数据快照)。 2、虽然 AOF 提供了多种同步的频率,默认情况下,每秒同步一次的频率也具有较高的性能。在高并发的情况下,RDB 比 AOF 具好更好的性能保证。 6.3 两种方案比较 那么对于 AOF 和 RDB 两种持久化方式,我们应该如何选择呢? 如果可以忍受一小段时间内数据的丢失,毫无疑问使用 RDB 是最好的,定时生成 RDB 快照(snapshot)非常便于进行数据库备份, 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比 AOF 恢复的速度要快。 否则就使用 AOF 重写。但是一般情况下建议不要单独使用某一种持久化机制,而是应该两种一起用,在这种情况下,当 redis 重启的时候会优先载入 AOF 文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下 AOF 文件保存的数据集要比 RDB 文件保存的数据集要完整。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/zhoutaochun/article/details/120075092。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2024-03-18 12:25:04
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...直接研判诸多方面潜在风险,以及透过业界三方的出题和解题案例分享,展示了行业内一线玩家对问题、解决方案实体化的思路(参见:篇1、篇2、篇3、篇4、篇5。另外,根据近期的一些历史事件,也做了一些深挖和联想,考虑恶意的上游开发者,如何巧妙(或者说,处心积虑)地将问题引入,并在当前的软件供应链生态体系中,造成远比表面上看起来要深远得多的影响(参见:《深挖CVE-2018-10933(libssh服务端校验绕过)兼谈软件供应链真实威胁》)。 以上这些,抛开体系化的设想,只看案例,可能会得到这样的印象:这种威胁,都是由蓄意的上游或第三方参与者造成的;即便在最极端情况下,假使一个大型软件商或开源组织,被发现存在广泛、恶意的上游代码污染,那它顶多也不过相当于“奥创”一样的邪恶寡头,与其划清界限、清除历史包袱即可,虽然可能有阵痛。 可惜,并非如此。 在我们组织比赛的后半程中,对我们面临的这种威胁类型,不断有孤立的事例看似随机地发生,对此我以随笔的方式对它们做了分析和记录,以下与大家分享。 Ⅰ. 从感染到遗传:LibVNC与TightVNC系列漏洞 2018年12月10日晚9:03,OSS漏洞预警平台弹出的一封漏洞披露邮件,引起了我的注意。披露者是卡巴斯基工控系统漏洞研究组的Pavel Cheremushkin。 一些必要背景 VNC是一套屏幕图像分享和远程操作软件,底层通信为RFB协议,由剑桥某实验室开发,后1999年并入AT&T,2002年关停实验室与项目,VNC开源发布。 VNC本被设计用在局域网环境,且诞生背景决定其更倾向研究性质,商用级安全的缺失始终是个问题。后续有若干新的实现软件,如TightVNC、RealVNC,在公众认知中,AT&T版本已死,后起之秀一定程度上修正了问题。 目前各种更优秀的远程控制和分享协议取代了VNC的位置,尽管例如苹果仍然系统內建VNC作为远程方式。但在非桌面领域,VNC还有我们想不到的重要性,比如工控领域需要远程屏幕传输的场景,这也是为什么这系列漏洞作者会关注这一块。 漏洞技术概况 Pavel总结到,在阶段漏洞挖掘中共上报11个漏洞。在披露邮件中描述了其中4个的技术细节,均在协议数据包处理代码中,漏洞类型古典,分别是全局缓冲区溢出、堆溢出和空指针解引用。其中缓冲区溢出类型漏洞可方便构造PoC,实现远程任意代码执行的漏洞利用。 漏洞本身原理简单,也并不是关键。以其中一个为例,Pavel在发现时负责任地向LibVNC作者提交了issue,并跟进漏洞修复过程;在第一次修复之后,复核并指出修复代码无效,给出了有效patch。这个过程是常规操作。 漏洞疑点 有意思的是,在漏洞披露邮件中,Pavel重点谈了自己对这系列漏洞的一些周边发现,也是这里提到的原因。其中,关于存在漏洞的代码,作者表述: 我最初认为,这些问题是libvnc开发者自己代码中的错误,但看起来并非如此。其中有一些(如CoRRE数据处理函数中的堆缓冲区溢出),出现在AT&T实验室1999年的代码中,而后被很多软件开发者原样复制(在Github上搜索一下HandleCoRREBPP函数,你就知道),LibVNC和TightVNC也是如此。 为了证实,翻阅了这部分代码,确实在其中数据处理相关代码文件看到了剑桥和AT&T实验室的文件头GPL声明注释,中国菜刀 这证实这些文件是直接从最初剑桥实验室版本VNC移植过来的,且使用方式是 直接代码包含,而非独立库引用方式。在官方开源发布并停止更新后,LibVNC使用的这部分代码基本没有改动——除了少数变量命名方式的统一,以及本次漏洞修复。通过搜索,我找到了2000年发布的相关代码文件,确认这些文件与LibVNC中引入的原始版本一致。 另外,Pavel同时反馈了TightVNC中相同的问题。TightVNC与LibVNC没有继承和直接引用关系,但上述VNC代码同样被TightVNC使用,问题的模式不约而同。Pavel测试发现在Ubuntu最新版本TightVNC套件(1.3.10版本)中同样存在该问题,上报给当前软件所有者GlavSoft公司,但对方声称目前精力放在不受GPL限制的TightVNC 2.x版本开发中,对开源的1.x版本漏洞代码“可能会进行修复”。看起来,这个问题被踢给了各大Linux发行版社区来焦虑了——如果他们愿意接锅。 问题思考 在披露邮件中,Pavel认为,这些代码bug“如此明显,让人无法相信之前没被人发现过……也许是因为某些特殊理由才始终没得到修复”。 事实上,我们都知道目前存在一些对开源基础软件进行安全扫描的大型项目,例如Google的OSS;同时,仍然存活的开源项目也越来越注重自身代码发布前的安全扫描,Fortify、Coverity的扫描也成为很多项目和平台的标配。在这样一些眼睛注视下,为什么还有这样的问题?我认为就这个具体事例来说,可能有如下两个因素: ·上游已死。仍然在被维护的代码,存在版本更迭,也存在外界的持续关注、漏洞报告和修复、开发的迭代,对于负责人的开发者,持续跟进、评估、同步代码的改动是可能的。但是一旦一份代码走完了生命周期,就像一段史实一样会很少再被改动。 ·对第三方上游代码的无条件信任。我们很多人都有过基础组件、中间件的开发经历,不乏有人使用Coverity开启全部规则进行代码扫描、严格修复所有提示的问题甚至编程规范warning;报告往往很长,其中也包括有源码形式包含的第三方代码中的问题。但是,我们一方面倾向于认为这些被广泛使用的代码不应存在问题(不然早就被人挖过了),一方面考虑这些引用的代码往往是组件或库的形式被使用,应该有其上下文才能认定是否确实有可被利用的漏洞条件,现在单独扫描这部分代码一般出来的都是误报。所以这些代码的问题都容易被忽视。 但是透过这个具体例子,再延伸思考相关的实践,这里最根本的问题可以总结为一个模式: 复制粘贴风险。复制粘贴并不简单意味着剽窃,实际是当前软件领域、互联网行业发展的基础模式,但其中有一些没人能尝试解决的问题: ·在传统代码领域,如C代码中,对第三方代码功能的复用依赖,往往通过直接进行库的引入实现,第三方代码独立而完整,也较容易进行整体更新;这是最简单的情况,只需要所有下游使用者保证仅使用官方版本,跟进官方更新即可;但在实践中很难如此贯彻,这是下节讨论的问题。 ·有些第三方发布的代码,模式就是需要被源码形式包含到其他项目中进行统一编译使用(例如腾讯的开源Json解析库RapidJSON,就是纯C++头文件形式)。在开源领域有如GPL等规约对此进行规范,下游开发者遵循协议,引用代码,强制或可选地显式保留其GPL声明,可以进行使用和更改。这样的源码依赖关系,结合规范化的changelog声明代码改动,侧面也是为开发过程中跟进考虑。但是一个成型的产品,比如企业自有的服务端底层产品、中间件,新版本的发版更新是复杂的过程,开发者在旧版本仍然“功能正常”的情况下往往倾向于不跟进新版本;而上游代码如果进行安全漏洞修复,通常也都只在其最新版本代码中改动,安全修复与功能迭代并存,如果没有类似Linux发行版社区的努力,旧版本代码完全没有干净的安全更新patch可用。 ·在特定场景下,有些开发实践可能不严格遵循开源代码协议限定,引入了GPL等协议保护的代码而不做声明(以规避相关责任),丢失了引入和版本的信息跟踪;在另一些场景下,可能存在对开源代码进行大刀阔斧的修改、剪裁、定制,以符合自身业务的极端需求,但是过多的修改、人员的迭代造成与官方代码严重的失同步,丧失可维护性。 ·更一般的情况是,在开发中,开发者个体往往心照不宣的存在对网上代码文件、代码片段的复制-粘贴操作。被参考的代码,可能有上述的开源代码,也可能有各种Github作者练手项目、技术博客分享的代码片段、正式开源项目仅用来说明用法的不完备示例代码。这些代码的引入完全无迹可寻,即便是作者自己也很难解释用了什么。这种情况下,上面两条认定的那些与官方安全更新失同步的问题同样存在,且引入了独特的风险:被借鉴的代码可能只是原作者随手写的、仅仅是功能成立的片段,甚至可能是恶意作者随意散布的有安全问题的代码。由此,问题进入了最大的发散空间。 在Synopsys下BLACKDUCK软件之前发布的《2018 Open Source Security and Risk Analysis Report》中分析,96%的应用中包含有开源组件和代码,开源代码在应用全部代码中的占比约为57%,78%的应用中在引用的三方开源代码中存在历史漏洞。也就是说,现在互联网上所有厂商开发的软件、应用,其开发人员自己写的代码都是一少部分,多数都是借鉴来的。而这还只是可统计、可追溯的;至于上面提到的非规范的代码引用,如果也纳入进来考虑,三方代码占应用中的比例会上升到多少?曾经有分析认为至少占80%,我们只期望不会更高。 Ⅱ. 从碎片到乱刃:OpenSSH在野后门一览 在进行基础软件梳理时,回忆到反病毒安全软件提供商ESET在2018年十月发布的一份白皮书《THE DARK SIDE OF THE FORSSHE: A landscape of OpenSSH backdoors》。其站在一个具有广泛用户基础的软件提供商角度,给出了一份分析报告,数据和结论超出我们对于当前基础软件使用全景的估量。以下以我的角度对其中一方面进行解读。 一些必要背景 SSH的作用和重要性无需赘言;虽然我们站在传统互联网公司角度,可以认为SSH是通往生产服务器的生命通道,但当前多样化的产业环境已经不止于此(如之前libssh事件中,不幸被我言中的,SSH在网络设备、IoT设备上(如f5)的广泛使用)。 OpenSSH是目前绝大多数SSH服务端的基础软件,有完备的开发团队、发布规范、维护机制,本身是靠谱的。如同绝大多数基础软件开源项目的做法,OpenSSH对漏洞有及时的响应,针对最新版本代码发出安全补丁,但是各大Linux发行版使用的有各种版本的OpenSSH,这些社区自行负责将官方开发者的安全补丁移植到自己系统搭载的低版本代码上。天空彩 白皮书披露的现状 如果你是一个企业的运维管理人员,需要向企业生产服务器安装OpenSSH或者其它基础软件,最简单的方式当然是使用系统的软件管理安装即可。但是有时候,出于迁移成本考虑,可能企业需要在一个旧版本系统上,使用较新版本的OpenSSL、OpenSSH等基础软件,这些系统不提供,需要自行安装;或者需要一个某有种特殊特性的定制版本。这时,可能会选择从某些rpm包集中站下载某些不具名第三方提供的现成的安装包,或者下载非官方的定制化源码本地编译后安装,总之从这里引入了不确定性。 这种不确定性有多大?我们粗估一下,似乎不应成为问题。但这份白皮书给我们看到了鲜活的数据。 ESET研究人员从OpenSSH的一次历史大规模Linux服务端恶意软件Windigo中获得启示,采用某种巧妙的方式,面向在野的服务器进行数据采集,主要是系统与版本、安装的OpenSSH版本信息以及服务端程序文件的一个特殊签名。整理一个签名白名单,包含有所有能搜索到的官方发布二进制版本、各大Linux发行版本各个版本所带的程序文件版本,将这些标定为正常样本进行去除。最终结论是: ·共发现了几百个非白名单版本的OpenSSH服务端程序文件ssh和sshd; ·分析这些样本,将代码部分完全相同,仅仅是数据和配置不同的合并为一类,且分析判定确认有恶意代码的,共归纳为 21个各异的恶意OpenSSH家族; ·在21个恶意家族中,有12个家族在10月份时完全没有被公开发现分析过;而剩余的有一部分使用了历史上披露的恶意代码样本,甚至有源代码; ·所有恶意样本的实现,从实现复杂度、代码混淆和自我保护程度到代码特征有很大跨度的不同,但整体看,目的以偷取用户凭证等敏感信息、回连外传到攻击者为主,其中有的攻击者回连地址已经存在并活跃数年之久; ·这些后门的操控者,既有传统恶意软件黑产人员,也有APT组织; ·所有恶意软件或多或少都在被害主机上有未抹除的痕迹。ESET研究者尝试使用蜜罐引诱出攻击者,但仍有许多未解之谜。这场对抗,仍未取胜。 白皮书用了大篇幅做技术分析报告,此处供细节分析,不展开分析,以下为根据恶意程序复杂度描绘的21个家族图谱: 问题思考 问题引入的可能渠道,我在开头进行了一点推测,主要是由人的原因切入的,除此以外,最可能的是恶意攻击者在利用各种方法入侵目标主机后,主动替换了目标OpenSSH为恶意版本,从而达成攻击持久化操作。但是这些都是止血的安全运维人员该考虑的事情;关键问题是,透过表象,这显露了什么威胁形式? 这个问题很好回答,之前也曾经反复说过:基础软件碎片化。 如上一章节简单提到,在开发过程中有各种可能的渠道引入开发者不完全了解和信任的代码;在运维过程中也是如此。二者互相作用,造成了软件碎片化的庞杂现状。在企业内部,同一份基础软件库,可能不同的业务线各自定制一份,放到企业私有软件仓库源中,有些会有人持续更新供自己产品使用,有些由系统软件基础设施维护人员单独维护,有些则可能是开发人员临时想起来上传的,他们自己都不记得;后续用到的这个基础软件的开发和团队,在这个源上搜索到已有的库,很大概率会倾向于直接使用,不管来源、是否有质量背书等。长此以往问题会持续发酵。而我们开最坏的脑洞,是否可能有黑产人员入职到内部,提交个恶意基础库之后就走人的可能?现行企业安全开发流程中审核机制的普遍缺失给这留下了空位。 将源码来源碎片化与二进制使用碎片化并起来考虑,我们不难看到一个远远超过OpenSSH事件威胁程度的图景。但这个问题不是仅仅靠开发阶段规约、运维阶段规范、企业内部管控、行业自查、政府监管就可以根除的,最大的问题归根结底两句话: 不可能用一场战役对抗持续威胁;不可能用有限分析对抗无限未知。 Ⅲ. 从自信到自省:RHEL、CentOS backport版本BIND漏洞 2018年12月20日凌晨,在备战冬至的软件供应链安全大赛决赛时,我注意到漏洞预警平台捕获的一封邮件。但这不是一个漏洞初始披露邮件,而是对一个稍早已披露的BIND在RedHat、CentOS发行版上特定版本的1day漏洞CVE-2018-5742,由BIND的官方开发者进行额外信息澄(shuǎi)清(guō)的邮件。 一些必要背景 关于BIND 互联网的一个古老而基础的设施是DNS,这个概念在读者不应陌生。而BIND“是现今互联网上最常使用的DNS软件,使用BIND作为服务器软件的DNS服务器约占所有DNS服务器的九成。BIND现在由互联网系统协会负责开发与维护参考。”所以BIND的基础地位即是如此,因此也一向被大量白帽黑帽反复测试、挖掘漏洞,其开发者大概也一直处在紧绷着应对的处境。 关于ISC和RedHat 说到开发者,上面提到BIND的官方开发者是互联网系统协会(ISC)。ISC是一个老牌非营利组织,目前主要就是BIND和DHCP基础设施的维护者。而BIND本身如同大多数历史悠久的互联网基础开源软件,是4个UCB在校生在DARPA资助下于1984年的实验室产物,直到2012年由ISC接管。 那么RedHat在此中是什么角色呢?这又要提到我之前提到的Linux发行版和自带软件维护策略。Red Hat Enterprise Linux(RHEL)及其社区版CentOS秉持着稳健的软件策略,每个大的发行版本的软件仓库,都只选用最必要且质量久经时间考验的软件版本,哪怕那些版本实在是老掉牙。这不是一种过分的保守,事实证明这种策略往往给RedHat用户在最新漏洞面前提供了保障——代码总是跑得越少,潜在漏洞越多。 但是这有两个关键问题。一方面,如果开源基础软件被发现一例有历史沿革的代码漏洞,那么官方开发者基本都只为其最新代码负责,在当前代码上推出修复补丁。另一方面,互联网基础设施虽然不像其上的应用那样爆发性迭代,但依然持续有一些新特性涌现,其中一些是必不可少的,但同样只在最新代码中提供。两个刚需推动下,各Linux发行版对长期支持版本系统的软件都采用一致的策略,即保持其基础软件在一个固定的版本,但对于这些版本软件的最新漏洞、必要的最新软件特性,由发行版维护者将官方开发者最新代码改动“向后移植”到旧版本代码中,即backport。这就是基础软件的“官宣”碎片化的源头。 讲道理,Linux发行版维护者与社区具有比较靠谱的开发能力和监督机制,backport又基本就是一些复制粘贴工作,应当是很稳当的……但真是如此吗? CVE-2018-5742漏洞概况 CVE-2018-5742是一个简单的缓冲区溢出类型漏洞,官方评定其漏洞等级moderate,认为危害不大,漏洞修复不积极,披露信息不多,也没有积极给出代码修复patch和新版本rpm包。因为该漏洞仅在设置DEBUG_LEVEL为10以上才会触发,由远程攻击者构造畸形请求造成BIND服务崩溃,在正常的生产环境几乎不可能具有危害,RedHat官方也只是给出了用户自查建议。 这个漏洞只出现在RHEL和CentOS版本7中搭载的BIND 9.9.4-65及之后版本。RedHat同ISC的声明中都证实,这个漏洞的引入原因,是RedHat在尝试将BIND 9.11版本2016年新增的NTA机制向后移植到RedHat 7系中固定搭载的BIND 9.9版本代码时,偶然的代码错误。NTA是DNS安全扩展(DNSSEC)中,用于在特定域关闭DNSSEC校验以避免不必要的校验失败的机制;但这个漏洞不需要对NTA本身有进一步了解。 漏洞具体分析 官方没有给出具体分析,但根据CentOS社区里先前有用户反馈的bug,我得以很容易还原漏洞链路并定位到根本原因。 若干用户共同反馈,其使用的BIND 9.9.4-RedHat-9.9.4-72.el7发生崩溃(coredump),并给出如下的崩溃时调用栈backtrace: 这个调用过程的逻辑为,在9 dns_message_logfmtpacket函数判断当前软件设置是否DEBUG_LEVEL大于10,若是,对用户请求数据包做日志记录,先后调用8 dns_message_totext、7 dns_message_sectiontotext、6 dns_master_rdatasettotext、5 rdataset_totext将请求进行按协议分解分段后写出。 由以上关键调用环节,联动RedHat在9.9.4版本BIND源码包中关于引入NTA特性的源码patch,进行代码分析,很快定位到问题产生的位置,在上述backtrace中的5,masterdump.c文件rdataset_totext函数。漏洞相关代码片段中,RedHat进行backport后,这里引入的代码为: 这里判断对于请求中的注释类型数据,直接通过isc_buffer_putstr宏对缓存进行操作,在BIND工程中自定义维护的缓冲区结构对象target上,附加一字节字符串(一个分号)。而漏洞就是由此产生:isc_buffer_putstr中不做缓冲区边界检查保证,这里在缓冲区已满情况下将造成off-by-one溢出,并触发了缓冲区实现代码中的assertion。 而ISC上游官方版本的代码在这里是怎么写的呢?找到ISC版本BIND 9.11代码,这里是这样的: 这里可以看到,官方代码在做同样的“附加一个分号”这个操作时,审慎的使用了做缓冲区剩余空间校验的str_totext函数,并额外做返回值成功校验。而上述提到的str_totext函数与RETERR宏,在移植版本的masterdump.c中,RedHat开发者也都做了保留。但是,查看代码上下文发现,在RedHat开发者进行代码移植过程中,对官方代码进行了功能上的若干剪裁,包括一些细分数据类型记录的支持;而这里对缓冲区写入一字节,也许开发者完全没想到溢出的可能,所以自作主张地简化了代码调用过程。 问题思考 这个漏洞本身几乎没什么危害,但是背后足以引起思考。 没有人在“借”别人代码时能不出错 不同于之前章节提到的那种场景——将代码文件或片段复制到自己类似的代码上下文借用——backport作为一种官方且成熟的做法,借用的代码来源、粘贴到的代码上下文,是具有同源属性的,而且开发者一般是追求稳定性优先的社区开发人员,似乎质量应该有足够保障。但是这里的关键问题是:代码总要有一手、充分的语义理解,才能有可信的使用保障;因此,只要是处理他人的代码,因为不够理解而错误使用的风险,只可能减小,没办法消除。 如上分析,本次漏洞的产生看似只是做代码移植的开发者“自作主张”之下“改错了”。但是更广泛且可能的情况是,原始开发者在版本迭代中引入或更新大量基础数据结构、API的定义,并用在新的特性实现代码中;而后向移植开发人员仅需要最小规模的功能代码,所以会对增量代码进行一定规模的修改、剪裁、还原,以此适应旧版本基本代码。这些过程同样伴随着第三方开发人员不可避免的“望文生义”,以及随之而来的风险。后向移植操作也同样助长了软件碎片化过程,其中每一个碎片都存在这样的问题;每一个碎片在自身生命周期也将有持续性影响。 多级复制粘贴无异于雪上加霜 这里简单探讨的是企业通行的系统和基础软件建设实践。一些国内外厂商和社区发布的定制化Linux发行版,本身是有其它发行版,如CentOS特定版本渊源的,在基础软件上即便同其上游发行版最新版本间也存在断层滞后。RedHat相对于基础软件开发者之间已经隔了一层backport,而我们则人为制造了二级风险。 在很多基础而关键的软件上,企业系统基础设施的维护者出于与RedHat类似的初衷,往往会决定自行backport一份拷贝;通过早年心脏滴血事件的洗礼,即暴露出来OpenSSL一个例子。无论是需要RHEL还没来得及移植的新版本功能特性,还是出于对特殊使用上下文场景中更高执行效率的追求,企业都可能自行对RHEL上基础软件源码包进行修改定制重打包。这个过程除了将风险幂次放大外,也进一步加深了代码的不可解释性(包括基础软件开发人员流动性带来的不可解释)。 Ⅳ. 从武功到死穴:从systemd-journald信息泄露一窥API误用 1月10日凌晨两点,漏洞预警平台爬收取一封漏洞披露邮件。披露者是Qualys,那就铁定是重型发布了。最后看披露漏洞的目标,systemd?这就非常有意思了。 一些必要背景 systemd是什么,不好简单回答。Linux上面软件命名,习惯以某软件名后带个‘d’表示后台守护管理程序;所以systemd就可以说是整个系统的看守吧。而即便现在描述了systemd是什么,可能也很快会落伍,因为其初始及核心开发者Lennart Poettering(供职于Red Hat)描述它是“永无开发完结完整、始终跟进技术进展的、统一所有发行版无止境的差异”的一种底层软件。笼统讲有三个作用:中央化系统及设置管理;其它软件开发的基础框架;应用程序和系统内核之间的胶水。如今几乎所有Linux发行版已经默认提供systemd,包括RHEL/CentOS 7及后续版本。总之很基础、很底层、很重要就对了。systemd本体是个主要实现init系统的框架,但还有若干关键组件完成其它工作;这次被爆漏洞的是其journald组件,是负责系统事件日志记录的看守程序。 额外地还想简单提一句Qualys这个公司。该公司创立于1999年,官方介绍为信息安全与云安全解决方案企业,to B的安全业务非常全面,有些也是国内企业很少有布局的方面;例如上面提到的涉及碎片化和代码移植过程的历史漏洞移动,也在其漏洞管理解决方案中有所体现。但是我们对这家公司粗浅的了解来源于其安全研究团队近几年的发声,这两年间发布过的,包括有『stack clash』、『sudo get_tty_name提权』、『OpenSSH信息泄露与堆溢出』、『GHOST:glibc gethostbyname缓冲区溢出』等大新闻(仅截至2017年年中)。从中可见,这个研究团队专门啃硬骨头,而且还总能开拓出来新的啃食方式,往往爆出来一些别人没想到的新漏洞类型。从这个角度,再联想之前刷爆朋友圈的《安全研究者的自我修养》所倡导的“通过看历史漏洞、看别人的最新成果去举一反三”的理念,可见差距。 CVE-2018-16866漏洞详情 这次漏洞披露,打包了三个漏洞: ·16864和16865是内存破坏类型 ·16866是信息泄露 ·而16865和16866两个漏洞组和利用可以拿到root shell。 漏洞分析已经在披露中写的很详细了,这里不复述;而针对16866的漏洞成因来龙去脉,Qualys跟踪的结果留下了一点想象和反思空间,我们来看一下。 漏洞相关代码片段是这样的(漏洞修复前): 读者可以先肉眼过一遍这段代码有什么问题。实际上我一开始也没看出来,向下读才恍然大悟。 这段代码中,外部信息输入通过buf传入做记录处理。输入数据一般包含有空白字符间隔,需要分隔开逐个记录,有效的分隔符包括空格、制表符、回车、换行,代码中将其写入常量字符串;在逐字符扫描输入数据字符串时,将当前字符使用strchr在上述间隔符字符串中检索是否匹配,以此判断是否为间隔符;在240行,通过这样的判断,跳过记录单元字符串的头部连续空白字符。 但是问题在于,strchr这个极其基础的字符串处理函数,对于C字符串终止字符'\0'的处理上有个坑:'\0'也被认为是被检索字符串当中的一个有效字符。所以在240行,当当前扫描到的字符为字符串末尾的NULL时,strchr返回的是WHITESPACE常量字符串的终止位置而非NULL,这导致了越界。 看起来,这是一个典型的问题:API误用(API mis-use),只不过这个被误用的库函数有点太基础,让我忍不住想是不是还会有大量的类似漏洞……当然也反思我自己写的代码是不是也有同样情况,然而略一思考就释然了——我那么笨的代码都用for循环加if判断了:) 漏洞引入和消除历史 有意思的是,Qualys研究人员很贴心地替我做了一步漏洞成因溯源,这才是单独提这个漏洞的原因。漏洞的引入是在2015年的一个commit中: 在GitHub中,定位到上述2015年的commit信息,这里commit的备注信息为: journald: do not strip leading whitespace from messages. Keep leading whitespace for compatibility with older syslog implementations. Also useful when piping formatted output to the logger command. Keep removing trailing whitespace. OK,看起来是一个兼容性调整,对记录信息不再跳过开头所有连续空白字符,只不过用strchr的简洁写法比较突出开发者精炼的开发风格(并不),说得过去。 之后在2018年八月的一个当时尚未推正式版的另一次commit中被修复了,先是还原成了ec5ff4那次commit之前的写法,然后改成了加校验的方式: 虽然Qualys研究者认为上述的修改是“无心插柳”的改动,但是在GitHub可以看到,a6aadf这次commit是因为有外部用户反馈了输入数据为单个冒号情况下journald堆溢出崩溃的issue,才由开发者有目的性地修复的;而之后在859510这个commit再次改动回来,理由是待记录的消息都是使用单个空格作为间隔符的,而上一个commit粗暴地去掉了这种协议兼容性特性。 如果没有以上纠结的修改和改回历史,也许我会倾向于怀疑,在最开始漏洞引入的那个commit,既然改动代码没有新增功能特性、没有解决什么问题(毕竟其后三年,这个改动的代码也没有被反映issue),也并非出于代码规范等考虑,那么这么轻描淡写的一次提交,难免有人为蓄意引入漏洞的嫌疑。当然,看到几次修复的原因,这种可能性就不大了,虽然大家仍可以保留意见。但是抛开是否人为这个因素,单纯从代码的漏洞成因看,一个传统但躲不开的问题仍值得探讨:API误用。 API误用:程序员何苦为难程序员 如果之前的章节给读者留下了我反对代码模块化和复用的印象,那么这里需要正名一下,我们认可这是当下开发实践不可避免的趋势,也增进了社会开发速度。而API的设计决定了写代码和用代码的双方“舒适度”的问题,由此而来的API误用问题,也是一直被当做单纯的软件工程课题讨论。在此方面个人并没有什么研究,自然也没办法系统地给出分类和学术方案,只是谈一下自己的经验和想法。 一篇比较新的学术文章总结了API误用的研究,其中一个独立章节专门分析Java密码学组件API误用的实际,当中引述之前论文认为,密码学API是非常容易被误用的,比如对期望输入数据(数据类型,数据来源,编码形式)要求的混淆,API的必需调用次序和依赖缺失(比如缺少或冗余多次调用了初始化函数、主动资源回收函数)等。凑巧在此方面我有一点体会:曾经因为业务方需要,需要使用C++对一个Java的密码基础中间件做移植。Java对密码学组件支持,有原生的JDK模块和权威的BouncyCastle包可用;而C/C++只能使用第三方库,考虑到系统平台最大兼容和最小代码量,使用Linux平台默认自带的OpenSSL的密码套件。但在开发过程中感受到了OpenSSL满满的恶意:其中的API设计不可谓不反人类,很多参数没有明确的说明(比如同样是表示长度的函数参数,可能在不同地方分别以字节/比特/分组数为计数单位);函数的线程安全没有任何解释标注,需要自行试验;不清楚函数执行之后,是其自行做了资源释放还是需要有另外API做gc,不知道资源释放操作时是否规规矩矩地先擦除后释放……此类问题不一而足,导致经过了漫长的测试之后,这份中间件才提供出来供使用。而在业务场景中,还会存在比如其它语言调用的情形,这些又暴露出来OpenSSL API误用的一些完全无从参考的问题。这一切都成为了噩梦;当然这无法为我自己开解是个不称职开发的指责,但仅就OpenSSL而言其API设计之恶劣也是始终被人诟病的问题,也是之后其他替代者宣称改进的地方。 当然,问题是上下游都脱不了干系的。我们自己作为高速迭代中的开发人员,对于二方、三方提供的中间件、API,又有多少人能自信地说自己仔细、认真地阅读过开发指南和API、规范说明呢?做过通用产品技术运营的朋友可能很容易理解,自己产品的直接用户日常抛出不看文档的愚蠢问题带来的困扰。对于密码学套件,这个问题还好办一些,毕竟如果在没有背景知识的情况下对API望文生义地一通调用,绝大多数情况下都会以抛异常形式告终;但还是有很多情况,API误用埋下的是长期隐患。 不是所有API误用情形最终都有机会发展成为可利用的安全漏洞,但作为一个由人的因素引入的风险,这将长期存在并困扰软件供应链(虽然对安全研究者、黑客与白帽子是很欣慰的事情)。可惜,传统的白盒代码扫描能力,基于对代码语义的理解和构建,但是涉及到API则需要预先的抽象,这一点目前似乎仍然是需要人工干预的事情;或者轻量级一点的方案,可以case by case地分析,为所有可能被误用的API建模并单独扫描,这自然也有很强局限性。在一个很底层可信的开发者还对C标准库API存在误用的现实内,我们需要更多的思考才能说接下来的解法。 Ⅴ. 从规则到陷阱:NASA JIRA误配置致信息泄露血案 软件的定义包括了代码组成的程序,以及相关的配置、文档等。当我们说软件的漏洞、风险时,往往只聚焦在其中的代码中;关于软件供应链安全风险,我们的比赛、前面分析的例子也都聚焦在了代码的问题;但是真正的威胁都来源于不可思议之处,那么代码之外有没有可能存在来源于上游的威胁呢?这里就借助实例来探讨一下,在“配置”当中可能栽倒的坑。 引子:发不到500英里以外的邮件? 让我们先从一个轻松愉快的小例子引入。这个例子初见于Linux中国的一篇译文。 简单说,作者描述了这么一个让人啼笑皆非的问题:单位的邮件服务器发送邮件,发送目标距离本地500英里范围之外的一律失败,邮件就像悠悠球一样只能飞出一定距离。这个问题本身让描述者感到尴尬,就像一个技术人员被老板问到“为什么从家里笔记本上Ctrl-C后不能在公司台式机上Ctrl-V”一样。 经过令人窒息的分析操作后,笔者定位到了问题原因:笔者作为负责的系统管理员,把SunOS默认安装的Senmail从老旧的版本5升级到了成熟的版本8,且对应于新版本诸多的新特性进行了对应配置,写入配置文件sendmail.cf;但第三方服务顾问在对单位系统进行打补丁升级维护时,将系统软件“升级”到了系统提供的最新版本,因此将Sendmail实际回退到了版本5,却为了软件行为一致性,原样保留了高版本使用的配置文件。但Sendmail并没有在大版本间保证配置文件兼容性,这导致很多版本5所需的配置项不存在于保留下来的sendmail.cf文件中,程序按默认值0处理;最终引起问题的就是,邮件服务器与接收端通信的超时时间配置项,当取默认配置值0时,邮件服务器在1个单位时间(约3毫秒)内没有收到网络回包即认为超时,而这3毫秒仅够电信号打来回飞出500英里。 这个“故事”可能会给技术人员一点警醒,错误的配置会导致预期之外的软件行为,但是配置如何会引入软件供应链方向的安全风险呢?这就引出了下一个重磅实例。 JIRA配置错误致NASA敏感信息泄露案例 我们都听过一个事情,马云在带队考察美国公司期间问Google CEO Larry Page自视谁为竞争对手,Larry的回答是NASA,因为最优秀的工程师都被NASA的梦想吸引过去了。由此我们显然能窥见NASA的技术水位之高,这样的人才团队大概至少是不会犯什么低级错误的。 但也许需要重新定义“低级错误”……1月11日一篇技术文章披露,NASA某官网部署使用的缺陷跟踪管理系统JIRA存在错误的配置,可分别泄漏内部员工(JIRA系统用户)的全部用户名和邮件地址,以及内部项目和团队名称到公众,如下: 问题的原因解释起来也非常简单:JIRA系统的过滤器和配置面板中,对于数据可见性的配置选项分别选定为All users和Everyone时,系统管理人员想当然地认为这意味着将数据对所有“系统用户”开放查看,但是JIRA的这两个选项的真实效果逆天,是面向“任意人”开放,即不限于系统登录用户,而是任何查看页面的人员。看到这里,我不厚道地笑了……“All users”并不意味着“All ‘users’”,意不意外,惊不惊喜? 但是这种字面上把戏,为什么没有引起NASA工程师的注意呢,难道这样逆天的配置项没有在产品手册文档中加粗标红提示吗?本着为JIRA产品设计找回尊严的态度,我深入挖掘了一下官方说明,果然在Atlassian官方的一份confluence文档(看起来更像是一份增补的FAQ)中找到了相关说明: 所有未登录访客访问时,系统默认认定他们是匿名anonymous用户,所以各种权限配置中的all users或anyone显然应该将匿名用户包括在内。在7.2及之后版本中,则提供了“所有登录用户”的选项。 可以说是非常严谨且贴心了。比较讽刺的是,在我们的软件供应链安全大赛·C源代码赛季期间,我们设计圈定的恶意代码攻击目标还包括JIRA相关的敏感信息的窃取,但是却想不到有这么简单方便的方式,不动一行代码就可以从JIRA中偷走数据。 软件的使用,你“配”吗? 无论是开放的代码还是成型的产品,我们在使用外部软件的时候,都是处于软件供应链下游的消费者角色,为了要充分理解上游开发和产品的真实细节意图,需要我们付出多大的努力才够“资格”? 上一章节我们讨论过源码使用中必要细节信息缺失造成的“API误用”问题,而软件配置上的“误用”问题则复杂多样得多。从可控程度上讨论,至少有这几种因素定义了这个问题: ·软件用户对必要配置的现有文档缺少了解。这是最简单的场景,但又是完全不可避免的,这一点上我们所有有开发、产品或运营角色经验的应该都曾经体会过向不管不顾用户答疑的痛苦,而所有软件使用者也可以反省一下对所有软件的使用是否都以完整细致的文档阅读作为上手的准备工作,所以不必多说。 ·软件拥有者对配置条目缺少必要明确说明文档。就JIRA的例子而言,将NASA工程师归为上一条错误有些冤枉,而将JIRA归为这条更加合适。在边角但重要问题上的说明通过社区而非官方文档形式发布是一种不负责任的做法,但未引发安全事件的情况下还有多少这样的问题被默默隐藏呢?我们没办法要求在使用软件之前所有用户将软件相关所有文档、社区问答实现全部覆盖。这个问题范围内一个代表性例子是对配置项的默认值以及对应效果的说明缺失。 ·配置文件版本兼容性带来的误配置和安全问题。实际上,上面的SunOS Sendmail案例足以点出这个问题的存在性,但是在真实场景下,很可能不会以这么戏剧性形式出现。在企业的系统运维中,系统的版本迭代常见,但为软件行为一致性,配置的跨版本迁移是不可避免的操作;而且软件的更新迭代也不只会由系统更新推动,还有大量出于业务性能要求而主动进行的定制化升级,对于中小企业基础设施建设似乎是一个没怎么被提及过的问题。 ·配置项组合冲突问题。尽管对于单个配置项可能明确行为与影响,但是特定的配置项搭配可能造成不可预知的效果。这完全有可能是由于开发者与用户在信息不对等的情况下产生:开发者认为用户应该具有必需的背景知识,做了用户应当具备规避配置冲突能力的假设。一个例子是,对称密码算法在使用ECB、CBC分组工作模式时,从密码算法上要求输入数据长度必须是分组大小的整倍数,但如果用户搭配配置了秘钥对数据不做补齐(nopadding),则引入了非确定性行为:如果密码算法库对这种组合配置按某种默认补齐方式操作数据则会引起歧义,但如果在算法库代码层面对这种组合抛出错误则直接影响业务。 ·程序对配置项处理过程的潜在暗箱操作。这区别于简单的未文档化配置项行为,仅特指可能存在的蓄意、恶意行为。从某种意义上,上述“All users”也可以认为是这样的一种陷阱,通过浅层次暗示,引导用户做出错误且可能引起问题的配置。另一种情况是特定配置组合情况下触发恶意代码的行为,这种触发条件将使恶意代码具有规避检测的能力,且在用户基数上具有一定概率的用户命中率。当然这种情况由官方开发者直接引入的可能性很低,但是在众包开发的情况下如果存在,那么扫描方案是很难检测的。 Ⅵ. 从逆流到暗流:恶意代码溯源后的挑战 如果说前面所说的种种威胁都是面向关键目标和核心系统应该思考的问题,那么最后要抛出一个会把所有人拉进赛场的理由。除了前面所有那些在软件供应链下游被动污染受害的情况,还有一种情形:你有迹可循的代码,也许在不经意间会“反哺”到黑色产业链甚至特殊武器中;而现在研究用于对程序进行分析和溯源的技术,则会让你陷入百口莫辩的境地。 案例:黑产代码模块溯源疑云 1月29日,猎豹安全团队发布技术分析通报文章《电信、百度客户端源码疑遭泄漏,驱魔家族窃取隐私再起波澜》,矛头直指黑产上游的恶意信息窃取代码模块,认定其代码与两方产品存在微妙的关联:中国电信旗下“桌面3D动态天气”等多款软件,以及百度旗下“百度杀毒”等软件(已不可访问)。 文章中举证有三个关键点。 首先最直观的,是三者使用了相同的特征字符串、私有文件路径、自定义内部数据字段格式; 其次,在关键代码位置,三者在二进制程序汇编代码层面具有高度相似性; 最终,在一定范围的非通用程序逻辑上,三者在经过反汇编后的代码语义上显示出明显的雷同,并提供了如下两图佐证(图片来源): 文章指出的涉事相关软件已经下线,对于上述样本文件的相似度试验暂不做复现,且无法求证存在相似、疑似同源的代码在三者中占比数据。对于上述指出的代码雷同现象,猎豹安全团队认为: 我们怀疑该病毒模块的作者通过某种渠道(比如“曾经就职”),掌握有中国电信旗下部分客户端/服务端源码,并加以改造用于制作窃取用户隐私的病毒,另外在该病毒模块的代码中,我们还发现“百度”旗下部分客户端的基础调试日志函数库代码痕迹,整个“驱魔”病毒家族疑点重重,其制作传播背景愈发扑朔迷离。 这样的推断,固然有过于直接的依据(例如三款代码中均使用含有“baidu”字样的特征注册表项);但更进一步地,需要注意到,三个样本在所指出的代码位置,具有直观可见的二进制汇编代码结构的相同,考虑到如果仅仅是恶意代码开发者先逆向另外两份代码后借鉴了代码逻辑,那么在面临反编译、代码上下文适配重构、跨编译器和选项的编译结果差异等诸多不确定环节,仍能保持二进制代码的雷同,似乎确实是只有从根本上的源代码泄漏(抄袭)且保持相同的开发编译环境才能成立。 但是我们却又无法做出更明确的推断。这一方面当然是出于严谨避免过度解读;而从另一方面考虑,黑产代码的一个关键出发点就是“隐藏自己”,而这里居然如此堂而皇之地照搬了代码,不但没有进行任何代码混淆、变形,甚至没有抹除疑似来源的关键字符串,如果将黑产视为智商在线的对手,那这里背后是否有其它考量,就值得琢磨了。 代码的比对、分析、溯源技术水准 上文中的安全团队基于大量样本和粗粒度比对方法,给出了一个初步的判断和疑点。那么是否有可能获得更确凿的分析结果,来证实或证伪同源猜想呢? 无论是源代码还是二进制,代码比对技术作为一种基础手段,在软件供应链安全分析上都注定仍然有效。在我们的软件供应链安全大赛期间,针对PE二进制程序类型的题目,参赛队伍就纷纷采用了相关技术手段用于目标分析,包括:同源性分析,用于判定与目标软件相似度最高的同软件官方版本;细粒度的差异分析,用于尝试在忽略编译差异和特意引入的混淆之外,定位特意引入的恶意代码位置。当然,作为比赛中针对性的应对方案,受目标和环境引导约束,这些方法证明了可行性,却难以保证集成有最新技术方案。那么做一下预言,在不计入情报辅助条件下,下一代的代码比对将能够到达什么水准? 这里结合近一年和今年内,已发表和未发表的学术领域顶级会议的相关文章来简单展望: ·针对海量甚至全量已知源码,将可以实现准确精细化的“作者归属”判定。在ACM CCS‘18会议上曾发表的一篇文章《Large-Scale and Language-Oblivious Code Authorship Identification》,描述了使用RNN进行大规模代码识别的方案,在圈定目标开发者,并预先提供每个开发者的5-7份已知的代码文件后,该技术方案可以很有效地识别大规模匿名代码仓库中隶属于每个开发者的代码:针对1600个Google Code Jam开发者8年间的所有代码可以实现96%的成功识别率,而针对745个C代码开发者于1987年之后在GitHub上面的全部公开代码仓库,识别率也高达94.38%。这样的结果在当下的场景中,已经足以实现对特定人的代码识别和跟踪(例如,考虑到特定开发人员可能由于编码习惯和规范意识,在时间和项目跨度上犯同样的错误);可以预见,在该技术方向上,完全可以期望摆脱特定已知目标人的现有数据集学习的过程,并实现更细粒度的归属分析,例如代码段、代码行、提交历史。 ·针对二进制代码,更准确、更大规模、更快速的代码主程序分析和同源性匹配。近年来作为一项程序分析基础技术研究,二进制代码相似性分析又重新获得了学术界和工业界的关注。在2018年和2019(已录用)的安全领域四大顶级会议上,每次都会有该方向最新成果的展示,如S&P‘2019上录用的《Asm2Vec: Boosting Static Representation Robustness for Binary Clone Search against Code Obfuscation and Compiler Optimization》,实现无先验知识的条件下的最优汇编代码级别克隆检测,针对漏洞库的漏洞代码检测可实现0误报、100%召回。而2018年北京HITB会议上,Google Project Zero成员、二进制比对工具BinDiff原始作者Thomas Dullien,探讨了他借用改造Google自家SimHash算法思想,用于针对二进制代码控制流图做相似性检测的尝试和阶段结果;这种引入规模数据处理的思路,也可期望能够在目前其他技术方案大多精细化而低效的情况下,为高效、快速、大规模甚至全量代码克隆检测勾出未来方案。 ·代码比对方案对编辑、优化、变形、混淆的对抗。近年所有技术方案都以对代码“变种”的检测有效性作为关键衡量标准,并一定程度上予以保证。上文CCS‘18论文工作,针对典型源代码混淆(如Tigress)处理后的代码,大规模数据集上可有93.42%的准确识别率;S&P‘19论文针对跨编译器和编译选项、业界常用的OLLVM编译时混淆方案进行试验,在全部可用的混淆方案保护之下的代码仍然可以完成81%以上的克隆检测。值得注意的是以上方案都并非针对特定混淆方案单独优化的,方法具有通用价值;而除此以外还有很多针对性的的反混淆研究成果可用;因此,可以认为在采用常规商用代码混淆方案下,即便存在隐藏内部业务逻辑不被逆向的能力,但仍然可以被有效定位代码复用和开发者自然人。 代码溯源技术面前的“挑战” 作为软件供应链安全的独立分析方,健壮的代码比对技术是决定性的基石;而当脑洞大开,考虑到行业的发展,也许以下两种假设的情景,将把每一个“正当”的产品、开发者置于尴尬的境地。 代码仿制 在本章节引述的“驱魔家族”代码疑云案例中,黑产方面通过某种方式获得了正常代码中,功能逻辑可以被自身复用的片段,并以某种方法将其在保持原样的情况下拼接形成了恶意程序。即便在此例中并非如此,但这却暴露了隐忧:将来是不是有这种可能,我的正常代码被泄漏或逆向后出现在恶意软件中,被溯源后扣上黑锅? 这种担忧可能以多种渠道和形式成为现实。 从上游看,内部源码被人为泄漏是最简单的形式(实际上,考虑到代码的完整生命周期似乎并没有作为企业核心数据资产得到保护,目前实质上有没有这样的代码在野泄漏还是个未知数),而通过程序逆向还原代码逻辑也在一定程度上可获取原始代码关键特征。 从下游看,则可能有多种方式将恶意代码伪造得像正常代码并实现“碰瓷”。最简单地,可以大量复用关键代码特征(如字符串,自定义数据结构,关键分支条件,数据记录和交换私有格式等)。考虑到在进行溯源时,分析者实际上不需要100%的匹配度才会怀疑,因此仅仅是仿造原始程序对于第三方公开库代码的特殊定制改动,也足以将公众的疑点转移。而近年来类似自动补丁代码搜索生成的方案也可能被用来在一份最终代码中包含有二方甚至多方原始代码的特征和片段。 基于开发者溯源的定点渗透 既然在未来可能存在准确将代码与自然人对应的技术,那么这种技术也完全可能被黑色产业利用。可能的忧患包括强针对性的社会工程,结合特定开发者历史代码缺陷的漏洞挖掘利用,联动第三方泄漏人员信息的深层渗透,等等。这方面暂不做联想展开。 〇. 没有总结 作为一场旨在定义“软件供应链安全”威胁的宣言,阿里安全“功守道”大赛将在后续给出详细的分解和总结,其意义价值也许会在一段时间之后才能被挖掘。 但是威胁的现状不容乐观,威胁的发展不会静待;这一篇随笔仅仅挑选六个侧面做摘录分析,可即将到来的趋势一定只会进入更加发散的境地,因此这里,没有总结。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/systemino/article/details/90114743。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-02-05 13:33:43
300
转载
MySQL
...何在MySQL中新建数据库之后,进一步的探索可以聚焦于数据库优化、安全性管理以及最新的MySQL版本特性。近日,MySQL 8.0版本的发布带来了许多重要更新,如窗口函数的增强、JSON支持的改进以及默认事务隔离级别的变更(从REPEATABLE READ变为READ COMMITTED),这些都为开发者提供了更高效、灵活的数据管理工具。 针对数据库性能优化,了解索引原理与实践策略至关重要。例如,选择合适的索引类型(B树、哈希、全文等),合理设计表结构以减少JOIN操作的复杂度,以及定期分析并优化执行计划,都是提升MySQL数据库性能的关键手段。 此外,随着数据安全问题日益凸显,MySQL的安全配置和权限管理同样值得深入研究。学习如何设置复杂的密码策略、实现用户访问审计、利用SSL加密传输数据,以及对备份与恢复策略进行定制化设计,是确保数据库系统稳定运行和数据安全的重要步骤。 综上所述,在掌握了MySQL数据库的基础创建操作后,持续关注MySQL最新动态,深入了解数据库性能调优和安全管理领域,将极大地助力您在实际项目中构建更加健壮、高效的数据库架构。
2023-08-12 18:53:34
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码农
JSON
...念、操作方法以及其在数据交换中的重要角色后,进一步探索相关技术领域的发展和实践应用显得尤为重要。近期,随着Web服务和API接口设计的不断优化,JSON格式的数据传输愈发普遍,其中JSON数组的高效处理成为众多开发者关注的焦点。 例如,在2022年发布的JavaScript新版标准ECMAScript 2022(ES13)中,对JSON.stringify()和JSON.parse()方法进行了性能提升和错误处理机制的增强,让开发者在处理包含大量数据或复杂嵌套结构的JSON数组时更为得心应手。同时,许多现代前端框架如React、Vue.js等也提供了与JSON数组紧密相关的高级特性,如状态管理工具Redux利用JSON序列化进行状态持久化,Vue3更是通过Composition API简化了JSON数据到组件状态的映射过程。 另外,针对不同场景下的数据类型兼容性问题,一些跨平台开发库如axios、fetch等在发起HTTP请求时,会自动处理JSON数组和其他数据类型的转换,确保前后端数据交互的无缝衔接。而在大数据处理和云计算领域,诸如AWS Lambda、Azure Functions等无服务器计算服务也广泛支持JSON数组作为输入输出参数,极大地提高了数据集成和处理的灵活性。 因此,对于任何涉及数据处理和交换的现代编程项目而言,掌握并熟练运用JSON数组不仅是一种基础技能,更是在实际开发中实现高效、稳定运行的关键要素。了解和紧跟行业发展趋势,结合前沿技术动态来深化对JSON数组的理解和实践,无疑将助力开发者不断提升工作效率和代码质量。
2023-05-08 12:00:44
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软件工程师
Docker
...环境中,存储卷是一种持久化数据存储机制,使得容器内部的数据能够独立于容器生命周期之外,即使容器被删除或重启,存储卷中的数据也能得以保留。文中提到,大量使用存储卷可能会对Docker性能产生负面影响,建议减少不必要的存储卷,并考虑使用网络存储卷以优化存储效率。 Docker镜像(Image) , Docker镜像是创建Docker容器的基础模板,包含了运行应用所需的所有文件系统结构和依赖库。在实际应用中,下载和使用大量的Docker镜像会占用较多存储空间和网络带宽,可能导致容器启动时间变长。为了解决这个问题,文章提倡避免不必要的镜像使用,并建议构建基于Dockerfile的自定义镜像,以便更高效地管理和优化容器的启动与运行过程。
2023-04-04 23:17:36
512
算法侠
JQuery
...种,允许服务器将小量数据存储在客户端(用户的浏览器)。在文章中,当用户通过下拉框选择打印机后,其选择的打印机ID会被保存到cookie中。这样做可以持久化存储用户的偏好设置,以便在后续访问时调用该信息,从而实现模拟“记住”用户选择打印机的效果。 下拉框(Dropdown List) , 在网页界面设计中,下拉框是一种常见的表单元素,它提供了一组预设选项供用户选择。文中描述了如何使用jQuery动态生成一个下拉框,并填充从系统获取的打印机列表,让用户能从中选择特定的打印机作为默认打印设备。这种交互方式有助于提升用户体验,让页面功能更具人性化。然而,需要注意的是,实际上JavaScript在标准浏览器环境下并不能直接获取系统打印机列表,此处只是为了演示而假设存在这样的功能。
2024-01-14 10:20:01
291
算法侠
Docker
...ace),大大提升了数据卷的性能与管理灵活性。overlay2 驱动利用联合文件系统解决了多层读写的问题,而 CSI 标准化了容器编排系统与存储系统的交互方式,让第三方存储提供商可以更便捷地为 Kubernetes 和 Docker 等平台提供存储服务。 同时,随着云原生应用的普及,有越来越多的企业关注如何实现容器持久化数据的安全备份与恢复。例如,云服务商如 AWS、阿里云等均提供了针对容器数据卷的备份服务,通过集成于容器编排平台的插件或API,实现实时或定期的数据备份,确保即使在容器故障或环境迁移时,也能快速恢复应用程序状态。 此外,关于权限管理方面,容器安全领域的研究也持续深入。一些先进的容器安全工具,比如 Open Policy Agent (OPA) 和 Aqua Security,能够帮助用户精细控制容器内部文件系统的访问权限,从而有效防止因不当权限配置导致的数据泄漏或破坏。 综上所述,在实际运用 Docker 进行容器部署时,不仅需要理解基础的挂载状态原理与解决方法,还需紧跟技术发展步伐,结合最新存储方案及安全策略,以保证容器环境中数据的高效、安全存储与访问。
2023-01-13 17:03:08
524
逻辑鬼才
Java
...何通过SQL语句实现数据库的升序和降序排列后,我们进一步探索这一功能在实际项目开发中的应用以及相关技术动态。 近日,随着大数据处理需求的增长,Apache Calcite开源项目发布了新的优化方案,针对SQL查询中的排序操作进行了深度优化。Calcite作为动态数据管理框架的核心组件,支持包括JDBC在内的多种接口,可以高效执行包含复杂ORDER BY子句的大规模数据查询任务,极大地提升了Java应用程序对数据库进行排序操作的性能。 同时,在Oracle最新发布的Java持久化API(JPA)2.3版本中,对于实体类的排序也有了更灵活的支持。开发者不仅可以利用注解@OrderBy对字段进行默认排序设置,还可以在运行时动态调整排序策略,这无疑为Java开发者在处理大量数据排序场景时提供了更多便利。 此外,考虑到数据库性能调优的重要性,建议读者进一步研究索引对排序查询的影响。适当的索引设计能够显著加快数据库的排序速度,特别是在涉及大量数据且频繁进行排序操作的应用场景下。例如,MySQL的B+树索引结构天然适合用于支持ORDER BY和LIMIT操作,合理创建和使用索引将极大提升SQL排序查询效率。 综上所述,虽然Java中基于SQL的排序操作看似基础,但在现代数据库管理和应用开发中,它与高级查询优化技术、持久化框架特性以及底层数据库索引原理等多方面知识紧密相连,值得广大开发者持续关注并深入学习。
2023-08-17 09:50:12
327
数据库专家
JQuery
...看板是一款功能强大的数据可视化工具,可以帮助企业快速地展示大量数据,并提供直观可视化的图表和图形。该插件基于JavaScript和jQuery框架,使用了百度开源的echarts库,能够适应不同的业务场景和数据要求。 使用jQuery插件echarts大屏看板,企业可以方便地创建多种类型的数据大屏看板,如销售、生产、物流等。同时,该插件还提供了许多高级功能,如自定义图表样式、实时刷新数据、异步加载数据等,进一步增强了企业的数据可视化效果。 //基本用法 $('div').echarts({ option: { //echarts图表配置项 title: { text: '某产品销售情况', subtext: '数据来自国家统计局' }, tooltip: {}, legend: { data: ['销量'] }, xAxis: { data: ["1月", "2月", "3月", "4月", "5月", "6月"] }, yAxis: {}, series: [{ name: '销量', type: 'bar', data: [5, 20, 36, 10, 10, 20] }] } }); 上述代码展示了如何使用jQuery插件echarts创建一个简单的柱状图。首先,通过$('div').echarts()选择对应的容器,并传入echarts图表配置项option。接着,通过option配置项设置图表的基本属性和数据,如标题、坐标轴、系列等。 企业可以根据自己的实际需求和数据特点,调整echarts图表的相关属性和样式,达到最佳效果。使用这个强大的数据可视化工具,企业可以更好地监控关键业务指标、发现异常数据并采取相应措施,提高业务决策的效率与准确度。
2024-04-28 16:11:37
299
代码侠
SeaTunnel
...件,在实现系统解耦、异步处理任务等方面发挥着关键作用。然而,诸如SeaTunnel等数据处理工具与RabbitMQ的对接异常问题也引起了广泛的关注。 据近日某大型互联网公司的一份技术报告披露,他们在进行实时数据流处理时,曾遭遇过类似SeaTunnel连接RabbitMQ异常的问题。经过细致排查,他们发现主要问题在于网络拓扑结构变化导致的通信不稳定以及配置更新后未及时生效。为此,他们优化了配置管理和网络策略,同时强化了监控报警机制,确保一旦出现连接异常能够快速定位并恢复。 此外,深入研究RabbitMQ的官方文档和技术社区讨论,我们会发现一些鲜为人知的配置细节和最佳实践。例如,通过调整心跳超时时间、预声明队列和交换器、合理设置TCP缓冲区大小等方式,可以有效提升RabbitMQ的连接稳定性,并降低因长时间无响应或瞬时流量高峰引发的连接异常风险。 总之,解决SeaTunnel与RabbitMQ连接异常问题不仅需要对基础配置有深入理解和准确操作,还要关注网络环境及服务端内部运行状态,并结合当下最新的技术动态与实践经验不断优化,以确保数据传输服务的高效稳定运行。
2023-02-19 09:32:34
119
草原牧歌-t
RocketMQ
...正常运行,还可能导致数据丢失。所以呢,你瞧,在设计分布式系统的时候,有一个挺关键的问题咱们得好好琢磨琢磨,那就是怎么才能聪明又高效地把堆积如山的消息给处理好,确保整个系统的稳定性和可靠性杠杠的。 二、RocketMQ简介 RocketMQ是由阿里巴巴开源的一款基于Java的高性能、高可用、可扩展的分布式消息中间件。它能够灵活支持各种消息传输模式,比如发布/订阅模式、点对点模式等,而且人家还自带了不少酷炫的高级功能。比如说,事务处理啊,保证消息按顺序发送啥的,让你用起来既顺手又安心。 三、RocketMQ消息积压原因分析 1. 网络延迟 在网络不稳定的情况下,消息可能因为延迟而不能及时到达接收方。 2. 服务器故障 如果服务器突然崩溃或者负载过高,那么消息就可能会堆积在服务器上,无法进行处理。 3. 消息消费速度慢 如果消息的消费速度远低于生产速度,那么就会导致消息积压。 4. 消费者异常 如果消费者程序出现异常,例如程序挂起或者重启,那么未被消费的消息就会堆积起来。 四、RocketMQ消息积压解决方案 1. 异步处理 对于一些不重要的消息,可以采用异步处理的方式,将消息放入一个队列中,然后在后台线程中慢慢处理这些消息。 2. 提升消费速度 通过优化消费者的程序逻辑,提升消息的消费速度,减少消息的积压。 3. 设置最大消息积压量 可以通过设置RocketMQ的配置参数,限制消息的最大积压量,当达到这个量时,RocketMQ就会拒绝新的消息。 4. 使用死信队列 对于那些无论如何都无法被消费的消息,可以将其放入死信队列中,由人工来处理这些消息。 五、代码示例 以下是一个使用RocketMQ处理消息积压的例子: java // 创建Producer实例 DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("MyProducer"); // 设置Producer相关的属性 producer.setNamesrvAddr("localhost:9876"); producer.start(); // 创建Message实例 Message msg = new Message("topic", "tag", ("Hello RocketMQ").getBytes()); // 发送消息 SendResult sendResult = producer.send(msg); 在这个例子中,我们首先创建了一个Producer实例,然后设置了其相关的属性,最后发送了一条消息。 六、结论 消息积压是分布式系统中常见的问题,但通过合理的策略和工具,我们可以有效地解决这个问题。RocketMQ这款超强的消息中间件,就像一个超级信使,浑身都是本领,各种功能一应俱全,还能根据你的需求灵活调整配置。它就像是我们消息生产和消费的贴心管家,确保整个系统的稳定性和可靠性杠杠的,让我们的工作省心又高效。
2023-03-14 15:04:18
159
春暖花开-t
MemCache
...象缓存系统,用于减轻数据库负载,提升动态Web应用的性能。通过暂时存储常用数据(如数据库查询结果)在内存中,Memcached减少了对持久化存储层的直接访问频率,从而显著提高了数据读取速度。 Topkeys , 在Memcached环境下,topkeys是指被查询次数最多的键集合,这些键具有较高的访问热度。通过对topkeys进行统计和分析,可以帮助开发者识别热点数据,优化缓存策略,调整数据分布,并预测未来流量趋势,以实现Memcached服务性能的最大化。 LRU(最近最少使用)替换策略 , LRU是一种常用的内存管理算法,尤其在缓存系统中广泛采用。当Memcached的内存空间不足时,LRU策略会选择最近最少使用的数据项(即最长时间未被访问的数据)进行淘汰,为新数据腾出空间。在本文语境下,提及改进版本的LRU策略可能指针对Memcached的特定应用场景和需求对其进行优化,以更精确地判断和处理哪些数据应该优先被替换出缓存。
2023-07-06 08:28:47
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寂静森林-t
VUE
...义actions进行异步操作,mutations处理同步状态变更,以及getters获取状态,使得状态变化具有可预测性,易于调试,并且能够方便地实现状态在不同场景如页面刷新后的持久化。 localStorage , localStorage是浏览器提供的Web Storage API的一部分,允许Web应用程序在用户的浏览器本地存储数据,且数据不会随会话结束而消失,除非被明确删除或因浏览器缓存限制而被清理。在本文上下文中,localStorage用于持久化存储Vue应用中的当前步骤状态currentStep,确保用户在刷新页面后仍能回到上次操作所在的步骤。 Element UI , Element UI 是一套基于 Vue.js 的开源 UI 组件库,它提供了一系列丰富、高质量的 UI 元素,旨在帮助开发者快速搭建企业级桌面端前端项目。在本文中提到的分步表单组件便是 Element UI 中的一个功能组件,用于将复杂的表单拆分成多个步骤展示给用户,使表单填写过程更为清晰、流畅,同时配合Vue的状态管理机制,可以有效解决多步骤表单在页面刷新后的状态保持问题。
2023-08-05 21:43:30
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岁月如歌_
MyBatis
...于提升Java开发中数据库操作的灵活性与可读性具有重要意义。然而,在实际项目中,如何更高效、安全地运用动态SQL以应对复杂业务场景和性能优化需求,是开发者持续关注的话题。 近期,有专家针对MyBatis动态SQL的安全隐患进行了深度剖析。据《Java开发者月刊》2023年第二期报道,不恰当的动态SQL使用可能导致SQL注入风险增加,尤其是当参数未经严格过滤直接拼接进SQL语句时。因此,建议开发者在利用MyBatis动态SQL特性的同时,务必结合预编译参数化查询(PreparedStatement)来有效防止SQL注入攻击。 此外,《高性能MyBatis实践指南》一书详细阐述了在大型项目中,通过合理设计Mapper XML结构、优化动态条件构建以及采用批处理等方式,可以显著降低SQL解析开销并提高整体系统性能。书中提到,尽管MyBatis动态SQL功能强大,但也需谨慎评估每一段动态代码对数据库访问性能的影响,适时采取缓存策略或数据库索引优化等手段,确保在满足业务需求的前提下,最大化系统的响应速度和并发能力。 综上所述,深入掌握MyBatis动态SQL并关注其在实际应用中的安全性和性能表现,将有助于我们在日常开发工作中更好地驾驭这一强大工具,从而构建出更加健壮、高效的Java应用程序。
2024-02-16 11:34:53
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风轻云淡_
Hibernate
...ibernate进行数据库操作时会遇到一个非常棘手的问题——实体类与数据库表不匹配。这个问题可能会让咱们的应用程序闹脾气罢工,所以咱们得学几招应对这种情况,确保它能顺畅运行哈。 二、问题概述 当我们创建一个Java对象并将其持久化到数据库中时,Hibernate会将这个对象映射到数据库中的一个表。不过,有时候我们可能会遇到这么个情况:得对实体类做点调整,但又不想动那个数据库表结构一分一毫。这就产生了实体类与数据库表不匹配的问题。 三、问题原因分析 首先,我们要明白为什么会出现这种问题。通常,这有两个原因: 1. 数据库设计 在早期的项目开发过程中,我们可能没有对数据库进行详细的设计,或者因为各种原因(如时间限制、技术选择等),数据库的设计并不完全符合我们的业务需求。这就可能导致实体类与数据库表不匹配。 2. 重构需求 随着项目的持续发展,我们可能会发现原来的实体类有一些不足之处,需要进行一些修改。但是这些修改可能会导致实体类与数据库表不匹配。 四、解决方法 面对实体类与数据库表不匹配的问题,我们可以采取以下几种解决方案: 1. 手动更新数据库 这是最直接也是最简单的方法。查了查数据库,我获取到了实体类所对应的表格结构信息,接着亲自手动对数据库的表结构进行了更新。这种方法虽然可行,但缺点是工作量大,且容易出错。 2. 使用Hibernate的工具类 Hibernate提供了一些工具类,可以帮助我们自动更新数据库的表结构。例如,我们可以使用org.hibernate.tool.hbm2ddl.SchemaExport类来生成DDL脚本,然后执行这个脚本来更新数据库的表结构。这种方法的优点是可以减少工作量,缺点是如果表结构比较复杂,生成的DDL脚本可能会比较长。 3. 使用JPA的特性 如果我们正在使用Java Persistence API(JPA)来操作数据库,那么可以考虑使用JPA的一些特性来处理实体类与数据库表不匹配的问题。比如,我们可以通过在实体类上贴个@Table标签,告诉系统这个类对应的是哪张数据表;给属性打上@Column标签,就好比在说“这个属性就是那张表里的某列”;而给主键字段标记上@Id注解,就类似在强调“瞧,这是它的身份证号”。这样的方式,是不是感觉更加直观、接地气了呢?这样一来,我们就能轻松实现一个目标:无需对数据库表结构动手脚,也能确保实体类和数据库表完美同步、保持一致。就像是在不重新装修房间的前提下,让家具布局和设计图纸完全匹配一样。 五、总结 总的来说,实体类与数据库表不匹配是一个常见的问题,我们需要根据实际情况选择合适的解决方案。甭管你是手把手更新数据库,还是使唤Hibernate那些工具娃,甚至玩转JPA的各种骚操作,都得咱们肚子里有点数据库的墨水和技术上的两把刷子才行。因此,我们应该不断提升自己的技术水平,以便更好地应对各种技术挑战。
2023-03-09 21:04:36
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秋水共长天一色-t
Flink
...理框架,专为在大规模数据集上实现低延迟、高吞吐量和容错性的实时计算而设计。它不仅支持处理无界(实时)数据流,还能够高效地处理有界(批处理)数据集,提供了统一的数据处理API,使得开发者可以在同一套系统中无缝地进行流处理和批处理。 算子执行异常 , 在Apache Flink的上下文中,算子执行异常是指在执行流处理任务过程中,由于各种原因(如数据不一致性、系统稳定性问题或代码错误等)导致Flink内部运算组件(算子)无法正常工作,从而抛出的运行时异常。这类异常会中断作业的正常执行流程,需要通过排查并解决根源问题来确保流处理系统的稳定性和正确性。 checkpoint , 在Apache Flink中,checkpoint是一种分布式快照机制,用于定期保存流处理应用的状态。当系统发生故障时,可以利用最近一次成功的checkpoint恢复应用状态,保证从故障点开始继续处理数据,从而实现流处理任务的容错性和 Exactly-Once 语义(即每个数据项只被精确处理一次)。在实际应用场景中,Flink通过协调各个算子的状态,并将这些状态持久化到可靠的存储系统(如HDFS或云存储服务),以实现checkpoint功能。
2023-11-05 13:47:13
463
繁华落尽-t
MyBatis
...发时,我们经常会遇到数据库操作的问题。而在这个过程中,MyBatis就成为了一个非常强大的工具。它其实是个半自动的数据存储小帮手,能够让你把SQL指令悄悄塞进Java对象里头,就像是给对象穿上了能和数据库流畅对话的“隐形衣”。 在本文中,我们将深入研究MyBatis的注解方式实现SQL映射。让我们来通过几个实实在在的例子,亲身感受一下如何用注解这玩意儿让咱们的代码变得更加简洁易懂,从而嗖嗖地提升开发效率,就像给编程过程按下了快进键一样。 二、什么是MyBatis MyBatis是基于Object-Relational Mapping(ORM)思想的一款优秀的持久层框架。它的工作原理是将一个复杂的SQL语句映射为一个简单的Java方法,然后由MyBatis框架去执行这个SQL语句,并返回结果集。 在MyBatis中,我们可以使用两种方式来定义SQL映射:XML文件和注解。在这篇文章中,我们将主要讨论如何使用注解来实现SQL映射。 三、MyBatis的注解使用 首先,我们需要在我们的类上添加一个@Mapper注解。这个东西啊,是个神奇的小标签,它的作用是告诉大伙儿,这个类其实是个接口,并且呢,它还特别标注自己是一个Mapper类型的接口。就像是给这个接口戴了个“我是Mapper接口”的小帽子,让人一眼就能认出它的身份。 java @Mapper public interface UserMapper { // ... } 接下来,我们可以在我们的方法上添加一些注解来指定SQL语句。例如,我们可以使用@Select注解来指定查询语句。 java @Select("SELECT FROM user WHERE id = {id}") User selectUserById(int id); 在上面的例子中,{id}是一个占位符,它的值将在运行时从参数列表中获取。这使得我们可以灵活地改变SQL语句的内容。 除了@Select注解,MyBatis还提供了其他的注解,如@Insert、@Update、@Delete等,分别用于执行插入、更新和删除操作。 java @Insert("INSERT INTO user (name, age) VALUES ({name}, {age})") void insertUser(User user); 以上就是MyBatis使用注解实现SQL映射的基本步骤。当然啦,还有很多牛逼哄哄的高级功能,比如动态SQL、延迟加载这些小玩意儿,在我们日常使用的过程中,会不断地摸索和学习,让它们为我们所用。 四、总结 总的来说,使用MyBatis的注解方式实现SQL映射是一种非常方便、高效的方式。它不仅可以让我们的代码更加简洁,而且还能提高开发效率。我相信,在未来的开发中,MyBatis将会发挥更大的作用。 最后,我想说的是,虽然MyBatis可以帮助我们解决很多问题,但我们也需要不断地学习和探索,以便更好地利用它。毕竟,技术是一把双刃剑,掌握得好,就能给我们带来无穷的力量。
2023-01-16 14:18:50
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笑傲江湖-t
ZooKeeper
...大之处在于提供了诸如数据发布/订阅、分布式锁、集群管理等多种服务。然而,在实际使用过程中,我们可能会遇到 NoChildrenForEphemeralsException 这个异常。本文将带你一起深入理解这个异常产生的原因,并通过丰富的代码实例,揭示解决这一问题的关键要点。 2. 理解NoChildrenForEphemeralsException NoChildrenForEphemeralsException 是 ZooKeeper 在特定场景下抛出的一种异常,它通常发生在尝试为临时节点创建子节点时。在ZooKeeper的设计理念里,有个挺有趣的设定——临时节点(我们暂且叫它“瞬时小子”)是不允许有自己的小崽崽(也就是子节点)的。为啥呢?因为这个“瞬时小子”的生命周期紧紧绑定了会话的有效期,一旦会话结束,唉,那这个“瞬时小子”就像一阵风一样消失不见了,连带着它身上挂着的所有数据也一并被清理掉。这样一来,如果它下面还有子节点的话,这些子节点也就跟着无影无踪了,这显然跟咱们期望的节点树结构能够长久稳定、保持一致性的原则不太相符哈。 2.1 示例代码:触发异常的情景 java // 创建ZooKeeper客户端连接 ZooKeeper zookeeper = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, null); // 创建临时节点 String ephemeralNodePath = zookeeper.create("/ephemeralNode", "data".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL); // 尝试为临时节点创建子节点,此处会抛出NoChildrenForEphemeralsException zookeeper.create(ephemeralNodePath + "/child", "childData".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); 运行上述代码,当你试图在临时节点上创建子节点时,ZooKeeper 就会抛出 NoChildrenForEphemeralsException 异常。 3. 解决方案与应对策略 面对 NoChildrenForEphemeralsException 异常,我们的解决方案主要有以下两点: 3.1 设计调整:避免在临时节点下创建子节点 首先,我们需要检查应用的设计逻辑,确保不违反 ZooKeeper 关于临时节点的规则。比如说,假如你想要存一组有关系的数据,可以考虑不把它们当爹妈孩子那样放在ZooKeeper里,而是像亲兄弟一样肩并肩地放在一起。 3.2 使用永久节点替代临时节点 对于那些需要维护子节点的场景,应选择使用永久节点(Persistent Node)。下面是一个修改后的代码示例: java // 创建ZooKeeper客户端连接 ZooKeeper zookeeper = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, null); // 创建永久节点 String parentNodePath = zookeeper.create("/parentNode", "parentData".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); // 在永久节点下创建子节点,此时不会抛出异常 String childNodePath = zookeeper.create(parentNodePath + "/child", "childData".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); 4. 总结与思考 处理 NoChildrenForEphemeralsException 异常的过程,实际上是对 ZooKeeper 设计理念和应用场景深度理解的过程。我们应当尊重并充分利用其特性,而非强加不符合规范的操作。在实践中,正确地识别并运用临时节点和永久节点的特性,不仅能够规避此类异常的发生,更有助于提升整个分布式系统的稳定性和可靠性。所以,每一次我们理解和解决那些不寻常的问题,其实就是在踏上一段探寻技术本质的冒险旅程。这样的旅途不仅时常布满各种挑战,但也总能让我们收获满满,就像寻宝一样刺激又富有成果。
2024-01-14 19:51:17
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青山绿水
Hibernate
...专门为了让我们在处理数据库那堆头疼的持久层开发时,能够轻松不少,简单许多。然而,在实际操作时,咱们免不了会遇到各种稀奇古怪的错误,就比如这个让人头疼的问题:“org.hibernate.PropertyNotFoundException”,说的就是在实体类里怎么也找不到指定的那个属性。这是一个常见的问题,也是Hibernate开发中的一个难点。这篇文章将详细介绍这个问题的原因,如何解决,以及一些最佳实践。 二、原因分析 1. 实体类没有声明该属性 首先,我们需要确保我们的实体类已经正确地声明了要访问的属性。要是属性名你给拼错了,或者大小写没对上号,Hibernate这小家伙可就要闹脾气,抛出异常给你看了。例如: java public class User { private String username; // getters and setters } 如果我们尝试访问名为“ussername”的属性,Hibernate会抛出异常,因为实际的属性名为“username”。 2. Hibernate配置不正确 另一个可能导致此异常的原因是Hibernate配置不正确。在咱的Hibernate配置文件里头,咱们得特意告诉Hibernate哪些属性是咱们重点关注的对象。如果我们在设置属性的时候不小心落下了什么,Hibernate这位“大侦探”可就找不着北了,这时候它就会闹个小脾气,抛出一个异常来提醒我们呢。例如: xml 在这个例子中,我们告诉Hibernate我们在用户类中关心两个属性:“id”和“username”。如果我们忘记添加“username”,Hibernate就无法找到它,从而抛出异常。 三、解决方案 1. 检查实体类的声明 检查实体类是否正确地声明了要访问的属性,包括属性名的拼写和大小写。如果有错误,修复它们。 2. 更新Hibernate配置 如果实体类正确地声明了所有属性,那么可能是Hibernate配置不正确。打开Hibernate配置文件,确认所有的属性都在其中声明。如果没有,添加它们。 3. 使用IDE自动完成 如果以上两种方法都无法解决问题,你可以试试看使用IDE的自动完成功能。大多数现代IDE都有这个功能,可以帮助你在编写代码时自动补全属性名。 四、最佳实践 为了避免出现这种问题,我们可以采取以下一些最佳实践: 1. 避免拼写错误和大小写不一致 在编写实体类时,避免出现拼写错误和大小写不一致。这不仅能够避免Hibernate闹脾气抛出异常,同时还能让代码读起来更顺溜,维护起来也更加轻松愉快。 2. 定期检查Hibernate配置 定期检查Hibernate配置,确保所有的属性都被正确地声明了。这样可以预防因配置错误导致的“org.hibernate.PropertyNotFoundException”。 3. 使用IDE的自动完成功能 在编写代码时,充分利用IDE的自动完成功能。这不仅可以提高编码效率,还可以减少错误的发生。 五、总结 “org.hibernate.PropertyNotFoundException: 在实体类中找不到指定的属性”是一个常见的问题,但只要我们了解其原因并采取正确的措施,就可以轻松解决。希望这篇文章能够帮助你更好地理解和处理这个问题。记住啊,编程这活儿,就跟绣花一样,得耐着性子,仔仔细细地来。每一个犯的小错误,都不是啥坏事,反而都是你进步的垫脚石,是你成长过程中的小彩蛋~
2023-06-23 12:49:40
551
笑傲江湖-t
ZooKeeper
...r中设置和获取节点的数据? 1. 简介 嗨,大家好!今天我们要聊的是Apache ZooKeeper,这是一款超级实用且功能强大的分布式协调服务。这个工具能帮我们搞定集群里头的各种复杂活儿,比如设置管理、名字服务,还有分布式锁这些 tricky 的事情。而今天我们主要讨论的是如何在ZooKeeper中设置和获取节点的数据。这个过程虽然看起来简单,但其中却蕴含了不少技巧和经验。废话不多说,让我们直接进入正题吧! 2. 安装与配置 首先,我们需要确保ZooKeeper已经正确安装并运行。如果你是新手,不妨先看看官方文档,学着自己安装一下。或者,你也可以直接用Docker,几下敲敲代码就搞定了,超级方便! bash docker run -d --name zookeeper -p 2181:2181 zookeeper 这样我们就有了一个本地的ZooKeeper服务。接下来,我们可以开始编写客户端代码了。 3. 设置数据 3.1 使用Java API设置数据 让我们先从Java API开始。想象一下,我们要在系统里建个新家,就叫它/myapp/config吧。然后呢,我们往这个新家里放点儿配置文件,好让它知道该怎么干活。下面是一个简单的代码示例: java import org.apache.zookeeper.ZooKeeper; import org.apache.zookeeper.CreateMode; import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids; public class ZookeeperExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建ZooKeeper实例 ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, watchedEvent -> {}); // 设置节点数据 byte[] data = "some config data".getBytes(); String path = "/myapp/config"; // 创建临时节点 String createdPath = zk.create(path, data, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println("Created node: " + createdPath); // 关闭连接 zk.close(); } } 在这个例子中,我们首先创建了一个ZooKeeper实例,并指定了连接超时时间。然后呢,我们就用create这个魔法命令变出了一个持久节点,还往里面塞了一些配置信息。最后,我们关闭了连接。 3.2 使用Python API设置数据 如果你更喜欢Python,也可以使用Python客户端库kazoo来操作ZooKeeper。下面是一个简单的示例: python from kazoo.client import KazooClient zk = KazooClient(hosts='127.0.0.1:2181') zk.start() 设置节点数据 zk.create('/myapp/config', b'some config data', makepath=True) print("Node created") zk.stop() 这段代码同样创建了一个持久节点,并写入了一些配置信息。这里我们使用了makepath=True参数来自动创建父节点。 4. 获取数据 4.1 使用Java API获取数据 接下来,我们来看看如何获取节点的数据。假设我们要读取刚刚创建的那个节点中的配置信息,可以这样做: java import org.apache.zookeeper.ZooKeeper; public class ZookeeperExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建ZooKeeper实例 ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, watchedEvent -> {}); // 获取节点数据 byte[] data = zk.getData("/myapp/config", false, null); System.out.println("Data: " + new String(data)); // 关闭连接 zk.close(); } } 在这个例子中,我们使用getData方法读取了节点/myapp/config中的数据,并将其转换为字符串打印出来。 4.2 使用Python API获取数据 同样地,使用Python的kazoo库也可以轻松完成这一操作: python from kazoo.client import KazooClient zk = KazooClient(hosts='127.0.0.1:2181') zk.start() 获取节点数据 data, stat = zk.get('/myapp/config') print("Node data: " + data.decode()) zk.stop() 这里我们使用了get方法来获取节点数据,同时返回了节点的状态信息。 5. 总结与思考 通过上面的代码示例,我们可以看到,无论是使用Java还是Python,设置和获取ZooKeeper节点数据的过程都非常直观。但实际上,在真实使用中可能会碰到一些麻烦,比如说网络卡顿啊,或者有些节点突然不见了之类的。这就得在开发时不断地调整和改进,确保系统又稳又靠谱。 希望今天的分享对你有所帮助!如果你有任何问题或建议,欢迎随时交流。
2025-01-25 15:58:48
45
桃李春风一杯酒
Flink
...中的节点可能无法交换数据,进而导致任务执行失败或数据处理不一致。在Apache Flink中,网络分区可能会影响任务的正常执行,因此需要采取相应的措施来应对。 检查点 , Flink中的一种机制,用于定期将任务的状态保存到持久化存储中。通过启用检查点,即使发生网络分区或其他故障,任务也可以从最近的检查点恢复,从而保证数据的一致性和任务的可靠性。检查点的间隔时间可以通过代码配置。 保存点 , 类似于检查点,但由用户主动触发的一种状态保存方式。保存点允许用户在特定时刻手动创建任务的状态快照,以便在需要时恢复任务。保存点提供了更高的灵活性,用户可以根据实际情况选择何时创建保存点。
2024-12-30 15:34:27
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飞鸟与鱼
Kafka
...,以及存储和处理实时数据流。其内置的跨数据中心复制功能能够确保在不同地理位置的数据中心之间实现数据的可靠同步。 Replication(复制)机制 , 在Kafka中,Replication机制是指为了提高系统可用性和数据持久性而设计的一种数据冗余策略。每个Topic分区的数据会在多个服务器上创建副本,其中有一个Leader节点负责接收和处理生产者发送的消息,而其他Follower节点则从Leader那里复制这些消息。当Leader节点出现故障时,系统会自动从Follower中选举出新的Leader,保证服务不间断,同时确保所有数据中心之间的数据一致性。 Zookeeper , Zookeeper是一个分布式的,开放源码的分布式应用程序协调服务,它为大型分布式系统提供了配置维护、命名服务、分布式同步和组服务等关键功能。在Kafka的跨数据中心复制场景中,Zookeeper用于管理集群元数据,设置和维护复制组(Cluster),将参与跨数据中心同步的所有Kafka集群统一管理和协调,确保整个系统的稳定运行和正确配置。
2023-03-17 20:43:00
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幽谷听泉-t
站内搜索
用于搜索本网站内部文章,支持栏目切换。
知识学习
实践的时候请根据实际情况谨慎操作。
随机学习一条linux命令:
alias ll='ls -alh' - 创建一个别名,使ll命令等同于ls
-alh查看详细列表。
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