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Datax
...本环境配置后,对于大数据处理和迁移领域的最新动态及深入应用,以下是一些推荐的延伸阅读内容: 1. 阿里云实时数据集成服务MaxCompute DataWorks:作为DataX的“同门兄弟”,阿里云推出的MaxCompute DataWorks提供了更为全面的数据开发、治理、服务和安全能力。近期,DataWorks升级了其数据同步模块,支持更丰富的数据源接入,实现了分钟级数据入湖,并增强了实时数据处理性能,为用户带来了全新的数据整合体验。 2. DataX在金融业数据迁移中的实战案例分析:某知名金融机构最近分享了利用DataX进行跨系统、跨数据中心大规模数据迁移的成功经验,深入剖析了如何结合DataX特性优化迁移策略以确保数据一致性与迁移效率,为业界提供了宝贵的操作指南。 3. 开源社区对DataX生态发展的讨论:随着开源技术的快速发展,国内外开发者们围绕DataX在GitHub等平台展开了热烈讨论,不仅对DataX的功能扩展提出了新的设想,还针对不同场景下的问题给出了针对性解决方案。例如,有开发者正在研究如何将DataX与Kafka、Flink等流处理框架更好地融合,实现准实时的数据迁移与处理。 4. 基于DataX的企业级数据治理最佳实践:在企业数字化转型的过程中,DataX在数据治理体系中扮演着重要角色。一篇由业内专家撰写的深度解读文章,探讨了如何通过定制化DataX任务以及与其他数据治理工具如Apache Atlas、Hue等配合,构建起符合企业需求的数据生命周期管理方案。 5. DataX新版本特性解析及未来展望:DataX项目团队持续更新产品功能,新发布的版本中包含了诸多改进与新特性,如增强对云数据库的支持、优化分布式作业调度算法等。关注这些新特性的解读文章,有助于用户紧跟技术潮流,充分利用DataX提升数据处理效能,降低运维成本。
2024-02-07 11:23:10
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心灵驿站-t
SeaTunnel
...源、高性能、易用的大数据集成与开发工具,适用于复杂的数据同步、ETL和实时计算场景。在本文的语境中,用户在使用SeaTunnel处理大规模数据时可能会遇到未在官方文档明确列出的异常状况。 数据倾斜 , 在分布式计算环境中,数据倾斜是指在进行数据分区和并行处理时,某些任务或节点所分配到的数据量远大于其他任务或节点的现象,这会导致系统资源利用不均,部分节点负载过高,进而引发性能瓶颈甚至任务失败。文中提到的未知异常可能就是由数据倾斜问题导致的。 FlinkKafkaSource , FlinkKafkaSource是Apache Flink提供的一个用于从Apache Kafka读取数据的源组件。在SeaTunnel中,用户可以配置FlinkKafkaSource作为数据输入源,将Kafka中的消息流转换为可供进一步处理的数据流。 Rescale操作 , 在Apache Flink中,Rescale是一种数据平衡策略,用于解决数据倾斜问题。它通过重新分布数据,使得在并行计算过程中,各个并行任务接收到的数据量尽可能均衡,从而避免因数据分布不均导致的性能下降和异常情况。 堆栈跟踪 , 堆栈跟踪(Stack Trace)是指当程序运行发生错误或异常时,系统记录下当时的执行路径信息,包括调用方法的顺序、函数调用位置以及相关变量信息等。在调试SeaTunnel出现的未知异常时,查看堆栈跟踪是定位问题源头的关键步骤之一,有助于开发者了解错误发生的详细上下文环境。
2023-09-12 21:14:29
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海阔天空
Flink
...nPlan:解锁实时数据处理的秘密 嘿,朋友们!今天我要带你们一起探索一个神奇的世界——Apache Flink中的JobGraph和ExecutionPlan。这两个概念可是Flink实时数据处理架构里的大明星,有了它们,咱们就能打造出又快又稳的数据流应用啦!在这篇文章中,我们将深入探讨它们的作用,以及如何通过实际的例子来更好地理解和运用它们。 1. JobGraph 构建数据流的蓝图 首先,让我们从JobGraph开始。想一想吧,在Flink里写数据流程序的时候,其实你就是在画一幅任务的蓝图,这幅蓝图就叫JobGraph。JobGraph就像是一个虚拟的工作流程图,里面装着所有干活的小工具(我们叫它们“算子”)和数据的来源(也就是“数据源”),还有这些小工具和来源之间是怎么串在一起的。 为什么JobGraph如此重要? - 抽象与简化:它将复杂的业务逻辑抽象成一系列简单的算子和数据流,使得开发者能够专注于核心业务逻辑,而无需关心底层的执行细节。 - 灵活性:由于它是基于算子的模型,因此可以根据需要轻松地添加、删除或修改算子,以适应不同的业务需求。 示例代码: java StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); DataStream source = env.addSource(new SocketTextStreamFunction("localhost", 9999)); DataStream transformed = source.map(new MapFunction() { @Override public String map(String value) throws Exception { return value.toUpperCase(); } }); transformed.print(); env.execute("Simple Flink Job"); 这段代码展示了如何创建一个简单的Flink任务,该任务从一个Socket接收字符串数据,将其转换为大写,并打印结果。这里的source和transformed就是构成JobGraph的一部分。 2. ExecutionPlan 通往高效执行的道路 接下来,我们来看看ExecutionPlan。当你的JobGraph准备好之后,Flink会根据它生成一个ExecutionPlan。这个计划详细说明了怎么在集群上同时跑数据流,包括怎么安排任务、分配资源之类的。 为什么ExecutionPlan至关重要? - 性能优化:ExecutionPlan考虑到了各种因素(如网络延迟、机器负载等)来优化任务的执行效率,确保数据流能够快速准确地流动。 - 容错机制:通过合理的任务划分和错误恢复策略,ExecutionPlan可以保证即使在某些节点失败的情况下,整个系统也能稳定运行。 示例代码: 虽然ExecutionPlan本身并不直接提供给用户进行编程操作,但你可以通过配置参数来影响它的生成。例如: java env.setParallelism(4); // 设置并行度为4 这条语句会影响ExecutionPlan中任务的并行执行方式。更高的并行度通常能让吞吐量变得更好,但同时也可能会让网络通信变得更复杂,增加不少额外的工作量。 3. 探索背后的秘密 JobGraph与ExecutionPlan的互动 现在,让我们思考一下JobGraph和ExecutionPlan之间的关系。可以说,JobGraph是ExecutionPlan的基础,没有一个清晰的JobGraph,就无法生成有效的ExecutionPlan。ExecutionPlan就是JobGraph的具体操作指南,它告诉你怎么把这些抽象的想法变成实实在在的计算任务。 思考与探讨: - 在设计你的Flink应用程序时,是否考虑过JobGraph的结构对最终性能的影响? - 你有没有尝试过调整ExecutionPlan的某些参数来提升应用程序的效率? 4. 实践中的挑战与解决方案 最后,我想分享一些我在使用Flink过程中遇到的实际问题及解决方案。 问题1:数据倾斜导致性能瓶颈 - 原因分析:数据分布不均匀可能导致某些算子处理的数据量远大于其他算子,从而形成性能瓶颈。 - 解决办法:可以通过重新设计JobGraph,比如引入更多的分区策略或调整算子的并行度来缓解这个问题。 问题2:内存溢出 - 原因分析:长时间运行的任务可能会消耗大量内存,尤其是在处理大数据集时。 - 解决办法:合理设置Flink的内存管理策略,比如增加JVM堆内存或利用Flink的内存管理API来控制内存使用。 --- 好了,朋友们,这就是我对Flink中的JobGraph和ExecutionPlan的理解和分享。希望这篇文章能让你深深体会到它们的价值,然后在你的项目里大展身手,随意挥洒!如果你有任何疑问或者想要进一步讨论的话题,欢迎随时留言交流! 记住,学习技术就像一场旅行,重要的是享受过程,不断探索未知的领域。希望我们在数据流的世界里都能成为勇敢的探险家!
2024-11-05 16:08:03
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雪落无痕
Spark
Spark在应对数据传输中断问题上的策略与实践 1. 引言 在大数据处理领域,Apache Spark无疑是一颗璀璨的明星。它厉害的地方在于,拥有超高效的内存计算技术和无比强大的分布式处理本领,在对付海量数据时,那展现出来的性能简直牛到不行!然而,在日常实际操作时,我们常常会碰到这样一些头疼的问题:网络时不时闹脾气、硬件时不时掉链子,这些都可能让咱们的数据传输被迫中断,让人措手不及。好嘞,那么Spark究竟是怎么巧妙地应对这些挑战,而且还处理得如此优雅呢?不如咱们一起揭开这个谜底,深入研究一下,并通过实际的代码实例来看看Spark在碰见数据传输中断这档子事时,到底藏着哪些令人拍案叫绝的设计妙招吧! 2. Spark的数据传输机制概述 Spark的核心组件——RDD(弹性分布式数据集)的设计理念就包含了一种对数据容错性的独特理解。RDD有个特别牛的本领,它能像记日记一样,把创建以来的所有转换操作步骤都一一记录下来。这样,万一数据在传输过程中掉了链子或者出现丢失的情况,它就不用从头开始重新找数据,而是直接翻看“历史记录”,按照之前的操作再来一遍计算过程,这个厉害的功能我们称之为“血统”特性。就像是给数据赋予了一种家族传承的记忆力,让数据自己知道怎么重生。 3. 数据传输中断的应对策略 a. CheckPointing机制:为了进一步增强容错性,Spark提供了CheckPointing功能。通过对RDD执行检查点操作,Spark会将RDD数据持久化存储到可靠的存储系统(如HDFS)上。这样,万一数据不小心飞了,咱们就能直接从检查点那里把数据拽回来,完全不需要重新计算那些繁琐的依赖操作。 scala val rdd = sc.parallelize(1 to 100) rdd.checkpoint() // 设置检查点 // ...一系列转化操作后 rdd.count() // 若在此过程中出现数据传输中断,Spark可以从检查点重新恢复数据 b. 宽窄依赖与数据分区:Spark根据任务间的依赖关系将其分为宽依赖和窄依赖。窄依赖这玩意儿,就好比你做拼图时,如果某一片拼错了或者丢了,你只需要重新找那一片或者再拼一次就行,不用全盘重来。而宽依赖呢,就像是Spark在处理大数据时的一个大招,它通过一种叫“lineage”的技术,把任务分成不同的小关卡(stage),然后在每个关卡内部,那些任务可以同时多个一起尝试完成,即使数据传输过程中突然掉链子了,也能迅速调整策略,继续并行推进,大大减少了影响。 c. 动态资源调度:Spark的动态资源调度器能实时监控任务状态,当检测到数据传输中断或任务失败时,会自动重新提交任务并在其他可用的工作节点上执行,从而保证了整体任务的连续性和完整性。 4. 实际案例分析与思考 假设我们在处理一个大规模流式数据作业时遭遇网络波动导致的数据块丢失,此时Spark的表现堪称“智能”。首先,由于RDD的血统特性,Spark会尝试重新计算受影响的数据分片。若该作业启用了CheckPointing功能,则直接从检查点读取数据,显著减少了恢复时间。同时,Spark这家伙有个超级聪明的动态资源调度器,一旦发现问题就像个灵活的救火队员,瞬间就能重新给任务排兵布阵。这样一来,整个数据处理过程就能在眨眼间恢复正常,接着马不停蹄地继续运行下去。 5. 结论 Spark以其深思熟虑的设计哲学和强大的功能特性,有效地应对了数据传输中断这一常见且棘手的问题。无论是血统追溯这一招让错误无处遁形,还是CheckPointing策略的灵活运用,再或者是高效动态调度资源的绝活儿,都充分展现了Spark在处理大数据时对容错性和稳定性的高度重视,就像一位严谨的大厨对待每一道菜肴一样,确保每个环节都万无一失,稳如磐石。这不仅让系统的筋骨更强壮了,还相当于给开发者们在应对那些错综复杂的现实环境时,送上了超级给力的“保护盾”和“强心剂”。 在实践中,我们需要结合具体的应用场景和业务需求,合理利用Spark的这些特性,以最大程度地减少数据传输中断带来的影响,确保数据处理任务的顺利进行。每一次成功地跨过挑战的关卡,背后都有Spark这家伙对大数据世界的独到见解和持之以恒的探索冒险在发挥作用。
2024-03-15 10:42:00
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星河万里
Apache Pig
随着大数据时代的到来,数据处理成为了各行业不可或缺的一环。Apache Pig作为Hadoop生态系统中的重要组成部分,以其简洁的脚本语言和强大的数据处理能力,为数据工程师和分析师提供了高效、灵活的工具。然而,面对不断增长的数据量和复杂性,如何优化Apache Pig的性能、提升其可扩展性和增强用户体验,成为了当前研究和实践的重点。 一、性能优化 在大数据处理场景中,性能优化是提升系统效率的关键。Apache Pig的性能瓶颈主要体现在数据加载、内存管理和并行计算等方面。为了优化性能,可以采取以下策略: 1. 数据预处理:在加载数据之前进行预处理,如去除重复记录、缺失值填充或数据标准化,可以减少后续处理的负担。 2. 内存管理优化:合理设置内存缓冲区大小,避免频繁的磁盘I/O操作,提高数据加载速度。 3. 并行计算优化:利用分布式计算框架的并行处理能力,合理划分任务,减少单点瓶颈。 二、可扩展性提升 随着数据规模的不断扩大,如何保证Apache Pig系统在增加数据量时仍能保持良好的性能和稳定性,是其面临的另一大挑战。提升可扩展性的方法包括: 1. 动态资源分配:通过自动调整集群资源(如CPU、内存和存储),确保在数据量增加时能够及时响应,提高系统的适应性。 2. 水平扩展:增加节点数量,分散计算和存储压力,利用分布式架构的优势,实现负载均衡。 3. 算法优化:采用更高效的算法和数据结构,减少计算复杂度,提高处理效率。 三、用户体验增强 提升用户体验,使得Apache Pig更加易于学习和使用,对于吸引更多的开发者和分析师至关重要。这可以通过以下几个方面实现: 1. 可视化工具:开发图形化界面或增强现有工具的可视化功能,使非专业用户也能轻松理解和操作Apache Pig脚本。 2. 文档和教程:提供详尽的文档和易于理解的教程,帮助新用户快速上手,同时更新最佳实践和案例研究,促进社区交流。 3. 社区建设和支持:建立活跃的开发者社区,提供技术支持和问题解答服务,促进资源共享和经验交流。 四、结语 Apache Pig作为大数据处理领域的重要工具,其性能优化、可扩展性和用户体验的提升,是推动其在实际应用中发挥更大价值的关键。通过上述策略的实施,不仅能够提高Apache Pig的效率和可靠性,还能吸引更多开发者和分析师加入,共同推动大数据技术的发展和应用。随着技术的不断进步和创新,Apache Pig有望在未来的数据处理领域扮演更加重要的角色。
2024-09-30 16:03:59
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繁华落尽
Spark
在大数据处理领域,Apache Spark作为一款高效、分布式计算框架,其对大量小文件的处理性能优化一直是研究与实践的焦点。近期,随着技术的发展和社区的不断探索,Spark在这一方面的性能优化又有了新的突破。 首先,针对小文件问题,Apache Spark 3.0版本引入了一种称为“DataSource V2”的新接口,它允许数据源实现更细粒度的分区读取策略,从而降低小文件场景下的I/O开销。通过DataSource V2 API,开发者可以自定义数据源以适应大量小文件的读取需求,极大提升了处理效率。 其次,业界也开始尝试结合云存储服务进行优化。例如,AWS Glue团队与EMR团队合作,推出了专门针对S3中大量小文件场景的优化方案,通过整合动态分区剪枝、数据压缩以及智能合并等技术手段,有效改善了Spark在处理S3中小文件时的性能瓶颈。 此外,有研究人员深入探讨了如何利用Spark现有的资源管理策略,如动态资源分配和任务调度机制,来进一步提升处理大量小文件的工作负载效能。他们提出通过合理调整并行度、优化内存使用及预聚合等策略,可以在一定程度上缓解小文件带来的性能影响。 综上所述,尽管处理大量小文件是Spark面临的一大挑战,但随着技术的迭代更新以及实践经验的积累,我们正逐步找到更多有效的解决方案,并将持续优化Spark在此类场景下的表现,以更好地服务于实际业务需求。
2023-09-19 23:31:34
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清风徐来-t
Hadoop
...am集成的基础上,大数据处理领域的最新进展和应用案例值得进一步探究。近期,多家全球知名企业如亚马逊、微软和谷歌等正在积极优化其云服务中对Hadoop及ETL工具的支持,以适应更复杂的数据处理需求。例如,AWS EMR(Elastic MapReduce)已全面支持Apache NiFi的托管部署,用户可无缝集成NiFi到Hadoop集群,实现数据摄取、转换和加载的自动化。 同时,Apache Beam作为统一编程模型,在实时流处理领域展现出了巨大潜力。Google Dataflow基于Apache Beam框架,提供了强大的批处理和流式处理能力,并且持续更新兼容更多数据源和目的地,包括Hadoop生态系统的组件。近期发布的Beam 2.30版本中,增强了与Hadoop FileSystem的集成,使得开发者能够更加便捷地在Beam程序中操作HDFS数据。 此外,随着数据隐私和安全问题日益凸显,业界对于如何在使用Hadoop和ETL工具的同时确保数据安全提出了更高要求。一些最新的研究论文和行业报告探讨了如何结合加密技术、访问控制策略以及审计机制,保障大数据处理流程中的数据安全与合规性,这为在实践中深化Hadoop与各类ETL工具的应用提供了重要指导。 综上所述,关注Hadoop与ETL工具集成的最新动态和技术演进,将有助于企业和开发者紧跟大数据处理发展趋势,构建高效、安全的大数据解决方案,从而在数字化转型浪潮中占据竞争优势。
2023-06-17 13:12:22
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繁华落尽-t
Golang
...的项目只需要简单地拿数据,直接去用那些复杂查询方法,就可能会遇到“未实现”的问题,就像你拿着个高级的多功能工具去做一件只需要基本工具就能搞定的事一样。所以,选择合适的工具很重要! 如何解决“未实现” 1. 明确需求与功能优先级 在开始编码之前,确保对项目的整体需求有清晰的理解,并优先实现那些对业务至关重要的功能。对于非核心需求,可以考虑在未来版本中添加或作为可选特性。 2. 使用空实现或占位符 在设计接口或类时,为未实现的方法提供一个空实现或占位符,这样可以避免运行时的“未实现”错误,同时为未来的实现提供清晰的接口定义。 3. 错误处理与日志记录 在调用可能引发“未实现”错误的代码块前,添加适当的错误检查和日志记录。这不仅有助于调试,也能在问题发生时为用户提供有意义的反馈。 4. 模块化与解耦 通过将功能拆分为独立的模块或服务,可以降低不同部分之间的依赖关系,从而更容易地处理“未实现”的情况。当某个模块的实现发生变化时,其他模块受到的影响也会减少。 5. 持续集成与自动化测试 通过自动化测试,可以在早期阶段捕获“未实现”的错误,确保代码的稳定性和一致性。同时,持续集成流程可以帮助团队及时发现并修复这类问题。 结语 面对“未实现”的挑战,重要的是保持灵活性和前瞻性。哎呀,搞定这个问题得靠点心思呢!首先,你得搞清楚问题的根本原因,这就像解谜一样,得一步步来。然后,安排功能实现的顺序就挺像编排一场精彩的节目,得有头有尾,不能乱套。最后,别忘了设置有效的错误处理策略,就像是给你的项目上了一份保险,万一出啥状况也能从容应对。这样一来,整个过程就能流畅多了,避免了很多不必要的麻烦。在不断学习和实践中,开发者能够更好地适应变化,提升软件质量和用户体验。嘿,听好了!每次碰到那些没搞定的事情,那可是个大好机会,能让你学东西,还能把事情做得更好呢!就像是在玩游戏,遇到难关了,你就得想办法突破,对吧?这不就是升级打怪嘛!所以,别灰心,每一步小小的失败都是通往更牛逼、更灵活的软件系统的必经之路!
2024-07-26 15:58:24
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素颜如水
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...专业一点就是WBS的分解,如何分解得好,不同的分解都能把任务分解下来,而且表面上也是满足要求的,但是可以说不同的分解在时间或者理解或者沟通成本等方面都会有影响。 做为程序员,我们先看看下面代码 一 for(int i=0;i<1000;i++){for(int j=0;j<10;j++){//do something } } 二 for(int j=0;j<10;j++){for(int i=0;i<1000;i++){//do something } } 针对这两段代码 都是以 i,j为参数做一些事情,但是两个的效果是否一样呢?没有区别,对在程序上面什么区别,结果也基本上没有什么区别。但是我今天的文章中是认为这个是有区别的。你现在要把10000箱东西搬上1楼,现在有两种方案,第一种是 每次搬10箱,搬1000次,第二种是 每次搬1000箱,搬10次。所以这里看出来就是有区别的了,这个我们就要看什么成本高,比如一次搬10箱 成本为X,每增加一箱会增加小x的成本,但是上一次楼的成本是Y,那么两种方案会得到如下成本公式。 第一种:成本=X+1000Y 第二种:成本=X+990x+10Y 最后通过计算是能选出来个成本最低的方案来执行的。 回到工作分解结构上来的。比如3个功能要分解,每个功能有3部分,1.接收数据,2.处理数据,3.写入数据库,当然三个功能是不同的内容,只是大体结构相同。我目前见得最多的是这样分,直接按3个功能分成3个任务,一种是一个功能的一部分分成一个任务,也就是分下来有6个任务。 这里我有点微微的吐嘲一下分成6个任务的坏处。我们先说一下好处。 1.3个人每个人拿3个小任务,任务显得小,对他们压力小一些。 2.每个人处理自己的3个任务类似,可能处理整速度快,而且分配时按善长哪一块分配哪一块的方式,较为合理。 下面说一下坏处,我认为还是弊大于利,下面列一些坏处(因为目前公司就是很多这样分配的任务) 1.3部分功能,3个文档,如果分给3个人来做,那么每个人都要求很精确的理解文档的意思,然后找出自己要做的部分来处理。 2.3个人看3个文档,假设每个文档由一个设计人员设计,那么这3个设计人员都要与3个开发人员产生沟通(所以沟通成本约为第一种方安的3倍,可能小于3倍) 3.开发人员在这种做多个相似(我们假设相似,其实这些问题因该由一个好的架构设计来处理)的编码情况下容易厌倦,产生复制修改代码的情况。 4.还有一部分成本前面3点都没有说到,也是沟通的成本,也就是一个功能里面的三个部分的衔接问题,也就是每个功能模块多了2个开发人员的沟通,也就是多出6个单位沟通成本。 先就说这么几点吧。但是我觉得已经很致命了,公司经常出现重复的沟通,就是上面所说的一个设计人员要同多个开发说明一件事情,而且不是在一起说,是开发在参与到开发过程中时,反馈回去,然后只有同这个开发沟通,可能与每个开发沟通的内容有一部分不是重复的,但是他们的设计内容都是一个模块当中的。而且公司经常出来开发与开发的衔接部分的沟通,有分歧时也会叫设计人员参与进来。所以这样分配的最大的成本就是沟通上面的成本,或者是变更方面的成本最大,比如一个功能模块有要变动,那么可能要通知3个开发人员。要是第一种方案可能就通知一个开发人员就行了。这里也不是说其他的人员不通知,我这里的意思是通知的力度是不一样的,如果是一个责任矩阵(Responsibility Matrix)来看的话,可能这种一点的方案会3个开发人员A,一个组长R,其它人员I。如果是上面一种方案那么可能是1个开发人员A,一个组长R,其它人员I.这里我也就是想说明他们的力度是不一样的。当然成本肯定也不一样。 插入:(我打算在以后的文章中加入插入系列,主要用于解释一些我认为比较有趣,或者有用,或者对我对大家来说可能陌生,但是有印像,本人也是通过查询总结出来的一些东西,多数为一些名词解释) 插入: 责任矩阵 责任矩阵是以表格形式表示完成工作分解结构中工作细目的个人责任方法。这是在项目管理中一个十分重要的工具,因为他强调每一项工作细目由谁负责,并表明每个人的角色在整个项目中的地位。制定责任色(RACI)(R=Responsible,A=Accountable,C=Consulted,I=Informed)。 插入后面继续说,刚才已经吐槽了一下一种方案的坏处,所以我认为对于分解还是逃不过模块,一个人做不下来的大模块,分解成小模块,每个模块主要就是IPO,输入什么,做什么事,出输什么,模块接口要设计好,这样一个一个的装配上就是一个大的系统,而不是把一个模块的类似部分或者说一个独立的功能模块再来分开。最小的模块我们就是函数,或者现在面向对象可以说类,但是细化下来的思想面向过程还是有用处的。这里我就强调一点,现代的设计中多用接口这个东西吧,你慢慢会发现他有很大的用处的。 总结:从昨天下午开始写这个,今天才完成中间有断开,所以可能思路不太清析,但是主要说的一点就是工作分解结构里面的一小部分内容,说了说两种分解方式的优劣。建议大家以接口设计,功能模块,类等去处理分解任务。 转载于:https://www.cnblogs.com/gw2010/p/3781447.html 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_34253126/article/details/94304775。 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。
2023-07-29 21:22:45
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转载
Impala
... 引言 在大数据时代,高效的数据分析成为企业决策的重要支撑。Apache Impala,这个家伙可真不简单!它就像个超级英雄,专门负责搞定那些海量数据的大任务。别看数据量大得能装满好几座山(PB级别),Impala一上阵,立马就能飞快地帮我们查询到需要的信息,而且还是那种边聊天边玩手机也能随时翻阅数据的那种速度,简直不要太爽!所以,如果你想找一个既能快速响应又能处理大数据的小伙伴,Impala绝对是你的菜!嘿,你知道吗?Impala的厉害之处在于它有个超酷的设计理念!那就是不让那些中间的数据白白地躺在那儿不动,而是尽可能地让所有的任务一起并肩作战。这样一来,不管你的数据有多大,Impala都能像小菜一碟一样,高效地完成查询,让你的数据分析快人一步!是不是超级牛逼啊?然而,要充分发挥Impala的潜力,硬件配置的选择与优化至关重要。嘿,兄弟!这篇大作就是要好好扒一扒 Impala 这个家伙的查询速度和咱们硬件设备之间的那点事儿。咱们要拿真实的代码例子来说明,怎么才能把这事儿给整得既高效又顺溜。咱们得聊聊,怎么根据你的硬件配置,调整 Impala 的设置,让它跑起来更快,效率更高。别担心,咱们不会用一堆干巴巴的术语让你头疼,而是用一些接地气的语言,让你一看就懂,一学就会的那种。准备好了吗?咱们这就开始,探索这个神秘的关系,找出最佳的优化策略,让你的查询快如闪电,流畅如丝! 1. Impala查询性能的关键因素 Impala的性能受到多种因素的影响,包括但不限于硬件资源、数据库架构、查询优化策略等。硬件配置作为基础,直接影响着查询的响应时间和效率。 - 内存:Impala需要足够的内存来缓存查询计划和执行状态,同时存储中间结果。内存的大小直接影响到并行度和缓存效果,进而影响查询性能。 - CPU:CPU的计算能力决定了查询执行的速度,尤其是在多线程环境下。合理的CPU分配可以显著提升查询速度。 - 网络:数据存储和计算之间的网络延迟也会影响查询性能,尤其是在分布式环境中。优化网络配置可以减少数据传输时间。 2. 实例代码 配置与优化 接下来,我们通过一段简单的代码实例,展示如何通过配置和优化来提升Impala的查询性能。 示例代码:查询性能调优配置 python 假设我们正在使用Cloudera Manager进行配置管理 调整Impala节点的内存配置 cloudera_manager.set_impala_config('memory', { 'query_mem_limit': '2GB', 根据实际需求调整查询内存限制 'coordinator_memory_limit': '16GB', 协调器的最大内存限制 'executor_memory_limit': '16GB' 执行器的最大内存限制 }) 调整CPU配额 cloudera_manager.set_impala_config('cpu', { 'max_threads_per_node': 8, 每个节点允许的最大线程数 'max_threads_per_core': 2 每个核心允许的最大线程数 }) 开启并行查询功能 cloudera_manager.set_impala_config('parallelism', { 'default_parallelism': 'auto' 自动选择最佳并行度 }) 运行查询前,确保表数据更新已同步到Impala cloudera_manager.refresh_table('your_table_name') cloudera_manager.compute_stats('your_table_name') print("配置已更新,查询性能调优已完成。") 这段代码展示了如何通过Cloudera Manager调整Impala节点的内存限制、CPU配额以及开启自动并行查询功能。通过这样的配置,我们可以针对特定的查询场景和数据集进行优化,提高查询性能。 3. 性能监控与诊断 为了确保硬件配置达到最佳状态,持续的性能监控和诊断至关重要。利用Impala自带的诊断工具,如Explain Plan和Profile,可以帮助我们深入了解查询执行的详细信息,包括但不限于执行计划、CPU和内存使用情况、I/O操作等。 Examine Plan 示例 bash 使用Explain Plan分析查询执行计划 impala-shell> EXPLAIN SELECT FROM your_table WHERE column = 'value'; 输出的结果将展示查询的执行计划,帮助识别瓶颈所在,为后续的优化提供依据。 4. 结语 Impala的查询性能与硬件配置息息相关,合理的配置不仅能提升查询效率,还能优化资源利用,降低运行成本。通过本文的探讨和示例代码的展示,希望能够激发读者对Impala性能优化的兴趣,并鼓励大家在实践中不断探索和尝试,以实现大数据分析的最佳效能。嘿,兄弟!你得明白,真正的硬仗可不只在找答案,而是在于找到那个对特定工作环境最合适的平衡点。这事儿啊,一半靠的是技巧,另一半还得靠点智慧。就像调鸡尾酒一样,你得知道加多少冰,放什么酒,才能调出那个完美的味道。所以,别急着去死记硬背那些公式和规则,多琢磨琢磨,多试试错,慢慢你会发现,找到那个平衡点,其实挺像在创作一首诗,又像是在解一道谜题。
2024-08-19 16:08:50
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晚秋落叶
Kylin
... 一、引言 探索数据仓库的奥秘 在数据驱动的时代,如何高效地处理和分析海量数据是企业面临的关键挑战之一。哎呀,你听说过Kylin这个家伙没?这家伙在Apache开源项目里可是个大明星!它凭借着超棒的性能和超灵活的特性,在大数据分析这块地盘上可是独领风骚呢!就像是在数据这片海洋里,Kylin就是那条游得最快、最灵活的大鱼,让人不得不佩服它的实力和魅力!哎呀,你知道的,当Kylin碰上了MySQL这种关系型数据库,俩人之间的联接优化问题可真是个大课题啊!这事儿得好好琢磨琢磨,不然数据跑起来可就慢了不止一点点。你得想想怎么能让它们配合得天衣无缝,让数据查询快如闪电,用户体验棒棒哒!这背后涉及到的技术细节可多了去了,比如索引优化、查询语句的编写技巧,还有就是数据库配置的调整,每一步都得精心设计,才能让整个系统运行得既高效又稳定。所以,这不仅仅是个理论问题,更是一场实战演练,考验的是咱们对数据库知识的掌握和运用能力呢!本文将带你一起揭开这个谜题的面纱,从理论到实践,全方位解析Kylin与MySQL联接优化的关键点。 二、理论基础 理解Kylin与MySQL的联接机制 在深入讨论优化策略之前,我们首先需要理解两者之间的基本联接机制。Kylin是一个基于Hadoop的列式存储OLAP引擎,它通过预先计算并存储聚合数据来加速查询速度。而MySQL作为一个广泛使用的SQL数据库管理系统,提供了丰富的查询语言和存储能力。嘿,兄弟!你听过数据联接这事儿吗?它通常在咱们把数据从一个地方搬进另一个地方或者在查询数据的时候出现。就像拼图一样,对了,就是那种需要精准匹配才能完美组合起来的拼图。用对了联接策略,那操作效率简直能嗖的一下上去,比火箭还快呢!所以啊,小伙伴们,别小瞧了这个小小的联接步骤,它可是咱们大数据处理里的秘密武器! 三、策略一 优化联接条件 实践示例: sql -- 原始查询语句 SELECT FROM kylin_table JOIN mysql_table ON kylin_table.id = mysql_table.id; -- 优化后的查询语句 SELECT FROM kylin_table JOIN mysql_table ON kylin_table.id = mysql_table.id AND kylin_table.date >= '2023-01-01' AND kylin_table.date <= '2023-12-31'; 通过在联接条件中加入过滤条件(如时间范围),可以减少MySQL服务器需要处理的数据量,从而提高联接效率。 四、策略二 利用索引优化 实践示例: 在MySQL表上为联接字段创建索引,可以大大加速查询速度。同时,在Kylin中,确保相关维度的列已经进行了适当的索引,可以进一步提升性能。 sql -- MySQL创建索引 CREATE INDEX idx_kylin_table_id ON kylin_table(id); -- Kylin配置维度索引 id long true 通过这样的配置,不仅MySQL的查询速度得到提升,Kylin的聚合计算也更加高效。 五、策略三 批量导入与增量更新 实践示例: 对于大型数据集,考虑使用批量导入策略,而不是频繁的增量更新。哎呀,你瞧,咱们用批量导入这招,就像是给MySQL服务器做了一次减压操,让它不那么忙碌,喘口气。同时,借助Kylin的离线大法,我们就能让那些实时查询快如闪电,不拖泥带水。这样一来,不管是数据处理还是查询速度,都大大提升了,用户满意度也蹭蹭往上涨呢! bash 批量导入脚本示例 $ hadoop fs -put data.csv /input/ $ bin/hive -e "LOAD DATA INPATH '/input/data.csv' INTO TABLE kylin_table;" 六、策略四 优化联接模式 选择合适的联接模式(如内联接、外联接等)对于性能优化至关重要。哎呀,你得知道,在咱们实际干活的时候,选对了数据联接的方式,就像找到了开锁的金钥匙,能省下不少力气,避免那些没必要的数据大扫荡。比如说,你要是搞个报表啥的,用对了联接方法,数据就乖乖听话,找起来快又准,省得咱们一个个文件翻,一个个字段找,那得多费劲啊!所以,挑对工具,效率就是王道! 实践示例: 假设我们需要查询所有在特定时间段内的订单信息,并且关联了用户的基本信息。这里,我们可以使用内联接: sql SELECT FROM orders o INNER JOIN users u ON o.user_id = u.user_id WHERE o.order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-12-31'; 七、总结与展望 通过上述策略的实施,我们能够显著提升Kylin与MySQL联接操作的性能。哎呀,你知道优化数据库操作这事儿,可真是个门道多得很!比如说,调整联接条件啊,用上索引来提速啊,批量导入数据也是一大妙招,还有就是选对联接方式,这些小技巧都能让咱们的操作变得顺畅无比,响应速度嗖嗖的快起来。就像开车走高速,不堵车不绕弯,直奔目的地,那感觉,爽歪歪!哎呀,随着咱手里的数据越来越多,就像超市里的货物堆积如山,技术这玩意儿也跟咱们的手机更新换代一样快。所以啊,要想让咱们的系统运行得又快又好,就得不断调整和改进策略。就像是给汽车定期加油、保养,让它跑得既省油又稳定。这事儿,可得用心琢磨,不能偷懒!未来,随着更多高级特性如分布式计算、机器学习集成等的引入,Kylin与MySQL的联接优化将拥有更广阔的应用空间,助力数据分析迈向更高层次。
2024-09-20 16:04:27
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百转千回
Hadoop
...之一,用于存储大规模数据集。它将一个大文件分割成多个小块,并将这些小块分散存储在不同服务器上,确保即使部分服务器发生故障,数据也不会丢失,同时支持并行处理数据。 网络延迟 , 指数据在网络中传输所需的时间间隔,通常以毫秒为单位衡量。在HDFS环境中,若数据节点分布于地理位置相距较远的数据中心,则数据传输过程中会出现较大的网络延迟,进而导致读取速度下降。文章提到可以通过检查代码执行时间和优化副本策略来诊断是否存在网络延迟问题。 数据本地性 , 指的是数据被请求时,其所在的存储节点与发起请求的客户端之间的距离关系。理想状态下,数据应尽可能存储在靠近客户端的位置,以减少跨节点的数据传输开销。文章中提到可以通过调整副本策略来改善数据本地性,例如设置dfs.replication参数,使文件副本更集中于特定节点,从而提高读取效率。
2025-05-04 16:24:39
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月影清风
Hadoop
...,朋友们!如果你对大数据处理感兴趣,那你一定听说过Hadoop这个名字。嘿,作为一个码农,我跟Hadoop的初次见面真的把我惊呆了!它的功能太牛了,感觉就像发现了一个全新的世界,简直太酷了吧!简单说呢,Hadoop就是一个开源的“大数据管家”,专门负责存东西、弄数据,而且不管数据多到啥程度,它都能应付得漂漂亮亮的!它就像是一个超级仓库,可以轻松应对各种规模的数据任务。 为什么Hadoop这么受欢迎呢?因为它解决了传统数据库在处理大规模数据时的瓶颈问题。比如说啊,你在一家电商公司当数据分析师,每天的工作就是跟上亿条用户的点击、浏览、下单这些行为记录打交道,简直就像在海量的信息海洋里淘宝一样!如果用传统的数据库,可能早就崩溃了。但Hadoop不一样,它可以将这些数据分散到多个服务器上进行并行处理,效率杠杠的! 不过,Hadoop的魅力远不止于此。嘿,大家好!今天我想跟你们分享一个关于Hadoop的超棒功能——它居然能让你在不同的访问控制协议之间轻松切换文件!是不是听着就很带感?哎呀,是不是觉得这事听着有点绕?别慌,我这就用大白话给你说道说道,保证你一听就明白! --- 二、什么是跨访问控制协议迁移? 首先,我们得明白什么是访问控制协议。简单说,就是规定谁可以访问你的数据以及他们能做些什么的规则。好比说啊,你有个公共文件柜,你想让一些人只能打开看看里面的东西,啥都不能动;但另外一些人呢,不仅能看,还能随便改,甚至直接把东西清空或者拿走。这就是访问控制协议的作用。 那么,“跨访问控制协议迁移”又是什么意思呢?想象一下,你有两个不同的系统,它们各自有自己的访问控制规则。比如说,一个是Linux那边的ACL(访问控制列表)系统,另一个则是Windows里的NTFS权限系统,两者各有各的玩法。现在,你要把文件从一个系统迁移到另一个系统,而且你还想保留原来的访问控制设置。这就需要用到跨访问控制协议迁移的技术了。 为什么要关心这个功能呢?因为现实世界中,企业往往会有多种操作系统和存储环境。要是你对文件的权限管理不当,那可就麻烦了,要么重要数据被泄露出去,要么一不小心就把东西给搞砸了。而Hadoop通过其强大的灵活性,完美地解决了这个问题。 --- 三、Hadoop如何实现跨访问控制协议迁移? 接下来,让我们来看看Hadoop是如何做到这一点的。其实,这主要依赖于Hadoop的分布式文件系统(HDFS)和它的API库。为了更好地理解,我们可以一步步来分析。 3.1 HDFS的基本概念 HDFS是Hadoop的核心组件之一,它是用来存储大量数据的分布式文件系统。这就像是一个超大号的硬盘,不过它有点特别,不是集中在一个地方存东西,而是把数据切成小块,分散到不同的“小房间”里去。这样做的好处是即使某个节点坏了,也不会影响整个系统的运行。 HDFS还提供了一套丰富的接口,允许开发者自定义文件的操作行为。这就为实现跨访问控制协议迁移提供了可能性。 3.2 实现步骤 实现跨访问控制协议迁移大致分为以下几个步骤: (1)读取源系统的访问控制信息 第一步是获取源系统的访问控制信息。比如,如果你正在从Linux系统迁移到Windows系统,你需要先读取Linux上的ACL配置。 java // 示例代码:读取Linux ACL import org.apache.hadoop.fs.FileSystem; import org.apache.hadoop.fs.Path; import java.io.IOException; public class AccessControlReader { public static void main(String[] args) throws IOException { Path path = new Path("/path/to/source/file"); FileSystem fs = FileSystem.get(new Configuration()); // 获取ACL信息 String acl = fs.getAclStatus(path).toString(); System.out.println("Source ACL: " + acl); } } 这段代码展示了如何使用Hadoop API读取Linux系统的ACL信息。可以看到,Hadoop已经为我们封装好了相关的API,调用起来非常方便。 (2)转换为目标系统的格式 接下来,我们需要将读取到的访问控制信息转换为目标系统的格式。比如,将Linux的ACL转换为Windows的NTFS权限。 java // 示例代码:模拟ACL到NTFS的转换 public class AclToNtfsConverter { public static void convert(String linuxAcl) { // 这里可以编写具体的转换逻辑 System.out.println("Converting ACL to NTFS: " + linuxAcl); } } 虽然这里只是一个简单的打印函数,但实际上你可以根据实际需求编写复杂的转换算法。 (3)应用到目标系统 最后一步是将转换后的权限应用到目标系统上。这一步同样可以通过Hadoop提供的API来完成。 java // 示例代码:应用NTFS权限 public class NtfsPermissionApplier { public static void applyPermissions(Path targetPath, String ntfsPermissions) { try { // 模拟应用权限的过程 System.out.println("Applying NTFS permissions to " + targetPath.toString() + ": " + ntfsPermissions); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } 通过这三个步骤,我们就完成了从源系统到目标系统的访问控制协议迁移。 --- 四、实战演练 一个完整的案例 为了让大家更直观地理解,我准备了一个完整的案例。好啦,想象一下,我们现在要干的事儿就是把一个文件从一台Linux服务器搬去Windows服务器,而且还得保证这个文件在新家里的“门禁权限”跟原来一模一样,不能搞错! 4.1 准备工作 首先,确保你的开发环境中已经安装了Hadoop,并且配置好相关的依赖库。此外,还需要准备两台机器,一台装有Linux系统,另一台装有Windows系统。 4.2 编写代码 接下来,我们编写代码来实现迁移过程。首先是读取Linux系统的ACL信息。 java // 读取Linux ACL Path sourcePath = new Path("/source/file.txt"); FileSystem linuxFs = FileSystem.get(new Configuration()); String linuxAcl = linuxFs.getAclStatus(sourcePath).toString(); System.out.println("Linux ACL: " + linuxAcl); 然后,我们将这些ACL信息转换为NTFS格式。 java // 模拟ACL到NTFS的转换 AclToNtfsConverter.convert(linuxAcl); 最后,将转换后的权限应用到Windows系统上。 java // 应用NTFS权限 Path targetPath = new Path("\\\\windows-server\\file.txt"); NtfsPermissionApplier.applyPermissions(targetPath, "Full Control"); 4.3 执行结果 执行完上述代码后,你会发现文件已经被成功迁移到了Windows系统,并且保留了原有的访问控制设置。是不是很神奇? --- 五、总结与展望 通过这篇文章,我相信你对Hadoop支持文件的跨访问控制协议迁移有了更深的理解。Hadoop不仅是一个强大的工具,更是一种思维方式的转变。它就像个聪明的老师,不仅教我们怎么用分布式的思路去搞定问题,还时不时敲打我们:嘿,别忘了数据的安全和规矩可不能丢啊! 未来,随着技术的发展,Hadoop的功能会越来越强大。我希望你能继续探索更多有趣的话题,一起在这个充满挑战的世界里不断前行! 加油吧,程序员们!
2025-04-29 15:54:59
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风轻云淡
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...空间效率极高的概率型数据结构,用于判断一个元素是否在一个集合中。在文章的上下文中,Bloom Filter通过使用多个独立的哈希函数将元素映射到一个固定长度的位数组上,当插入元素时,会在相应位置置为1。查询时,如果所有哈希函数对应的位置均为1,则该元素可能存在集合中;若存在某个位置为0,则该元素一定不在集合中。因此,Bloom Filter有可能产生误报(False Positive),但不会漏报(False Negative)。在处理海量数据时,因其占用内存小且查询速度快,常被用于判重、过滤等场景。 Trie树(前缀树) , Trie树是一种有序字典树,也称为前缀树或数码查找树,特别适用于存储和检索字符串集合。在本文语境下,Trie树通过字符在树中的路径表示一个字符串,并且相同前缀的字符串在树中有公共前缀路径。利用这种特性,可以高效地统计词频、进行字符串搜索和去重等操作,尤其在处理大量字符串数据时优势明显。 MapReduce , MapReduce是Google提出的一种分布式编程模型,主要应用于大数据并行计算领域。在文中提到,面对海量数据处理难题时,MapReduce提供了一种解决方案。它将复杂的计算任务分解成两个阶段。
2024-03-01 12:40:17
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... 此时我们要做相应的处理,虚引用指向的值,是无法直接get()获取的 虚引用使用场景 一般情况(其它情况暂时没什么用),虚引用指向堆外内存(直接被操作系统管理的内存),JVM无法对其回收 当虚引用对象被回收时,JVM的垃圾回收无法自动回收堆外内存, 但是此时,虚引用对象被回收,会将其放在队列中 操作人员,看到队列中有对象被回收,就进行相应操作,回收堆内存 如何回收堆外内存 C和C++有函数可以用 java现在也提供了Unsafe类可以操作堆外内存,具体请参考上一篇博客,总之,JDK1.8只能通过反射来用,JDK1.9以上可以通过new Unsafe对象来用 Unsafe类的方法有: copyMemory():直接访问内存 allocateMemory():直接分配内存,这就必须手动回收内存了 freeMemory():回收内存 下面是一个虚引用例子,自己看吧,懂得自然懂,现在看不懂的,先收藏或者保存上,以后回来看 / 一个对象是否有虚引用的存在,完全不会对其生存时间构成影响, 也无法通过虚引用来获取一个对象的实例。 为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。 虚引用和弱引用对关联对象的回收都不会产生影响,如果只有虚引用活着弱引用关联着对象, 那么这个对象就会被回收。它们的不同之处在于弱引用的get方法,虚引用的get方法始终返回null, 弱引用可以使用ReferenceQueue,虚引用必须配合ReferenceQueue使用。 jdk中直接内存的回收就用到虚引用,由于jvm自动内存管理的范围是堆内存, 而直接内存是在堆内存之外(其实是内存映射文件,自行去理解虚拟内存空间的相关概念), 所以直接内存的分配和回收都是有Unsafe类去操作,java在申请一块直接内存之后, 会在堆内存分配一个对象保存这个堆外内存的引用, 这个对象被垃圾收集器管理,一旦这个对象被回收, 相应的用户线程会收到通知并对直接内存进行清理工作。 事实上,虚引用有一个很重要的用途就是用来做堆外内存的释放, DirectByteBuffer就是通过虚引用来实现堆外内存的释放的。/import java.lang.ref.PhantomReference;import java.lang.ref.Reference;import java.lang.ref.ReferenceQueue;import java.util.LinkedList;import java.util.List;public class T04_PhantomReference {private static final List<Object> LIST = new LinkedList<>();private static final ReferenceQueue<M> QUEUE = new ReferenceQueue<>();public static void main(String[] args) {PhantomReference<M> phantomReference = new PhantomReference<>(new M(), QUEUE);new Thread(() -> {while (true) {LIST.add(new byte[1024 1024]);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();Thread.currentThread().interrupt();}System.out.println(phantomReference.get());} }).start();new Thread(() -> {while (true) {Reference<? extends M> poll = QUEUE.poll();if (poll != null) {System.out.println("--- 虚引用对象被jvm回收了 ---- " + poll);} }}).start();try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }} 2、容器 1、发展历史(一定要了解) map容器你需要了解的历史 JDK早期,java提供了Vector和Hashtable两个容器,这两个容器,很多操作都加了锁Synchronized,对于某些不需要用锁的情况下,就显得十分影响性能,所以现在基本没人用这两个容器,但是面试经常问这两个容器里面的数据结构等内容 后来,出现了HashMap,此容器完全不加锁,是用的最多的容器 但是完全不加锁未免不完善,所以java提供了如下方式,将HashMap变为加锁的 //通过Collections.synchronizedMap(HashMap)方法,将其变为加锁Map集合,其中泛型随意,UUID只是举例。static Map<UUID, UUID> m = Collections.synchronizedMap(new HashMap<UUID, UUID>()); 通过阅读源码发现,上面方法将HashMap变为加锁,也是使用Synchronized,只是锁的内容更细,但并不比HashTable效率高多少 所以衍生除了新的容器ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap 此容器,插入效率不如上面的,因为它做了各种判断和CAS,但是差距不是特别大 读取效率很高,100个线程同时访问,每个线程读取一百万次实测 Hashtable 39s ,SynchronizedHashMap 38s ,ConcurrentHashMap 1.7s 前两个将近40秒,ConcurrentHashMap只需要不到2s,由此可见此容器读取效率极高 2、为什么推荐使用Queue来做高并发 为什么推荐Queue(队列) Queue接口提供了很多针对多线程非常友好的API(offer ,peek和poll,其中BlockingQueue还添加了put和take可以阻塞),可以说专门为多线程高并发而创造的接口,所以一般我们使用Queue而不用List 以下代码分别使用链表LinkList和ConcurrentQueue,对比一下速度 LinkList用了5s多,ConcurrentQueue几乎瞬间完成 Concurrent接口就是专为多线程设计,多线程设计要多考虑Queue(高并发用)的使用,少使用List / 有N张火车票,每张票都有一个编号 同时有10个窗口对外售票 请写一个模拟程序 分析下面的程序可能会产生哪些问题? 重复销售?超量销售? 使用Vector或者Collections.synchronizedXXX 分析一下,这样能解决问题吗? 就算操作A和B都是同步的,但A和B组成的复合操作也未必是同步的,仍然需要自己进行同步 就像这个程序,判断size和进行remove必须是一整个的原子操作 @author 马士兵/import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TicketSeller3 {static List<String> tickets = new LinkedList<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号:" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {synchronized(tickets) {if(tickets.size() <= 0) break;try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("销售了--" + tickets.remove(0));} }}).start();} }} 队列 import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class TicketSeller4 {static Queue<String> tickets = new ConcurrentLinkedQueue<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号:" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {String s = tickets.poll();if(s == null) break;else System.out.println("销售了--" + s);} }).start();} }} 3、多线程常用容器 1、ConcurrentHashMap(无序)和ConcurrentSkipListMap(有序,链表,使用跳表数据结构,让查询更快) 跳表:http://blog.csdn.net/sunxianghuang/article/details/52221913 import java.util.;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class T01_ConcurrentMap {public static void main(String[] args) {Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();//Map<String, String> map = new ConcurrentSkipListMap<>(); //高并发并且排序//Map<String, String> map = new Hashtable<>();//Map<String, String> map = new HashMap<>(); //Collections.synchronizedXXX//TreeMapRandom r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];CountDownLatch latch = new CountDownLatch(ths.length);long start = System.currentTimeMillis();for(int i=0; i<ths.length; i++) {ths[i] = new Thread(()->{for(int j=0; j<10000; j++) map.put("a" + r.nextInt(100000), "a" + r.nextInt(100000));latch.countDown();});}Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());try {latch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);System.out.println(map.size());} } 2、CopyOnWriteList(写时复制)和CopyOnWriteSet 适用于,高并发是,读的多,写的少的情况 当我们写的时候,将容器复制,让写线程去复制的线程写(写的时候加锁) 而读线程依旧去读旧的(读的时候不加锁) 当写完,将对象指向复制后的已经写完的容器,原来容器销毁 大大提高读的效率 / 写时复制容器 copy on write 多线程环境下,写时效率低,读时效率高 适合写少读多的环境 @author 马士兵/import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.Vector;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class T02_CopyOnWriteList {public static void main(String[] args) {List<String> lists = //new ArrayList<>(); //这个会出并发问题!//new Vector();new CopyOnWriteArrayList<>();Random r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];for(int i=0; i<ths.length; i++) {Runnable task = new Runnable() {@Overridepublic void run() {for(int i=0; i<1000; i++) lists.add("a" + r.nextInt(10000));} };ths[i] = new Thread(task);}runAndComputeTime(ths);System.out.println(lists.size());}static void runAndComputeTime(Thread[] ths) {long s1 = System.currentTimeMillis();Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());Arrays.asList(ths).forEach(t->{try {t.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} });long s2 = System.currentTimeMillis();System.out.println(s2 - s1);} } 3、synchronizedList和ConcurrentLinkedQueue package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class T04_ConcurrentQueue {public static void main(String[] args) {List<String> strsList = new ArrayList<>();List<String> strsSync = Collections.synchronizedList(strsList);//加锁ListQueue<String> strs = new ConcurrentLinkedQueue<>();//Concurrent链表队列,就是读快for(int i=0; i<10; i++) {strs.offer("a" + i); //add添加,但是不同点是,此方法会返回一个布尔值}System.out.println(strs);System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.poll());//取出,取完后将元素去除System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.peek());//取出,但是不会将元素从队列删除System.out.println(strs.size());//双端队列Deque} } 4、LinkedBlockingQueue 链表阻塞队列(无界链表,可以一直装东西,直到内存满(其实,也不是无限,其长度Integer.MaxValue就是上限,毕竟最大就这么大)) 主要体现在put和take方法,put添加的时候,如果队列满了,就阻塞当前线程,直到队列有空位,继续插入。take方法取的时候,如果没有值,就阻塞,等有值了,立马去取 import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T05_LinkedBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new LinkedBlockingQueue<>();static Random r = new Random();public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 100; i++) {try {strs.put("a" + i); //如果满了,当前线程就会等待(实现阻塞),等多会有空位,将值插入TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(r.nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "p1").start();for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {for (;;) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " take -" + strs.take()); //取内容,如果空了,当前线程就会等待(实现阻塞)} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "c" + i).start();} }} 5、ArrayBlockingQueue 有界阻塞队列(因为Array需要指定长度) import java.util.Random;import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_ArrayBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new ArrayBlockingQueue<>(10);static Random r = new Random();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 10; i++) {strs.put("a" + i);}//strs.put("aaa"); //满了就会等待,程序阻塞//strs.add("aaa");//strs.offer("aaa");strs.offer("aaa", 1, TimeUnit.SECONDS);System.out.println(strs);} } 6、特殊的阻塞队列1:DelayQueue 延时队列(按时间进行调度,就是隔多长时间运行,谁隔的少,谁先) 以下例子中,我们添加线程到队列顺序为t12345,正常情况下,会按照顺序运行,但是这里有了延时时间,也就是时间越短,越先执行 步骤很简单,拿到延时队列 指定构造方法 继承 implements Delayed 重写 compareTo和getDelay import java.util.Calendar;import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.DelayQueue;import java.util.concurrent.Delayed;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T07_DelayQueue {static BlockingQueue<MyTask> tasks = new DelayQueue<>();static Random r = new Random();static class MyTask implements Delayed {String name;long runningTime;MyTask(String name, long rt) {this.name = name;this.runningTime = rt;}@Overridepublic int compareTo(Delayed o) {if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS))return -1;else if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) return 1;else return 0;}@Overridepublic long getDelay(TimeUnit unit) {return unit.convert(runningTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);}@Overridepublic String toString() {return name + " " + runningTime;} }public static void main(String[] args) throws InterruptedException {long now = System.currentTimeMillis();MyTask t1 = new MyTask("t1", now + 1000);MyTask t2 = new MyTask("t2", now + 2000);MyTask t3 = new MyTask("t3", now + 1500);MyTask t4 = new MyTask("t4", now + 2500);MyTask t5 = new MyTask("t5", now + 500);tasks.put(t1);tasks.put(t2);tasks.put(t3);tasks.put(t4);tasks.put(t5);System.out.println(tasks);for(int i=0; i<5; i++) {System.out.println(tasks.take());//获取的是toString方法返回值} }} 7、特殊的阻塞队列2:PriorityQueque 优先队列(二叉树算法,就是排序) import java.util.PriorityQueue;public class T07_01_PriorityQueque {public static void main(String[] args) {PriorityQueue<String> q = new PriorityQueue<>();q.add("c");q.add("e");q.add("a");q.add("d");q.add("z");for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println(q.poll());} }} 8、特殊的阻塞队列3:SynchronusQueue 同步队列(线程池用处非常大) 此队列容量为0,当插入元素时,必须同时有个线程往外取 就是说,当你往这个队列里面插入一个元素,它就拿着这个元素站着(阻塞),直到有个取元素的线程来,它就把元素交给它 就是用来同步数据的,也就是线程间交互数据用的一个特殊队列 package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.SynchronousQueue;public class T08_SynchronusQueue { //容量为0public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BlockingQueue<String> strs = new SynchronousQueue<>();new Thread(()->{//这个线程就是消费者,来取值try {System.out.println(strs.take());//和同步队列要值} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.put("aaa"); //阻塞等待消费者消费,就拿着aaa站着,等线程来取//strs.put("bbb");//strs.add("aaa");System.out.println(strs.size());} } 9、特殊的阻塞队列4:TransferQueue 传递队列 此队列加入了一个方法transfer()用来向队列添加元素 但是和put()方法不同的是,put添加完元素就走了 而这个方法,添加完自己就阻塞了,直到有人将这个元素取走,它才继续工作(省去我们手动阻塞) import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;public class T09_TransferQueue {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {LinkedTransferQueue<String> strs = new LinkedTransferQueue<>();new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.transfer("aaa");//放东西到队列,同时阻塞等待消费者线程,取走元素//strs.put("aaa");//如果用put就和普通队列一样,放完东西就走了/new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();/} } 3、线程池 线程池 由于单独创建线程,十分影响效率,而且无法对线程集中管理,一旦疏落,可能线程无限执行,浪费资源 线程池就是一个存储线程的游泳池,而每个线程就是池子里面的赛道 池子里的线程不执行任何任务,只是提供一个资源 而谁提交了任务,比如我想来游泳,那么池子就给你一个赛道,让你游泳 比如它想练憋气,那么给它一个赛道练憋气 当他们用完,走了,那么后面其它人再过来继续用 这就是线程池,始终只有这几个线程,不做实现,而是借用这几个线程的用户,自己掌控用这些线程资源做什么(提交任务给线程,线程空闲就帮他们完成任务) 线程池的两种类型(两类,不是两个) ThreadPoolExecutor(简称TPE) ForkJoinPool(分解汇总任务(将任务细化,最后汇总结果),少量线程执行多个任务(子任务,TPE做不到先执行子任务),CPU密集型) Executors(注意这后面有s) 它可以说是线程池工厂类,我们一般通过它创建线程池,并且它为我们封装了线程 1、常用类 Executor ExecutorService 扩展了execute方法,具有一个返回值 规定了异步执行机制,提供了一些执行器方法,比如shutdown()关闭等 但是它不知道执行器中的线程何时执行完 Callable 对Runnable进行了扩展,实现Callable的调用,可以有返回值,表示线程的状态 但是无法返回线程执行结果 Future 获得未来线程执行结果 由此,我们可以得知线程池基本的一个使用步骤 其中service.submit():为异步提交,也就是说,主线程该干嘛干嘛,我是异步执行的,和同步不一样(当前线程执行完,主线程才能继续执行,叫同步) futuer.get():获取结果集结果,此时因为异步,主线程执行到这里,结果集可能还没封装好,所以此时如果没有值,就阻塞,直到结果集出来 public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {Callable<String> c = new Callable() {@Overridepublic String call() throws Exception {return "Hello Callable";} };ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();Future<String> future = service.submit(c); //异步System.out.println(future.get());//阻塞service.shutdown();} 2、FutureTask 可充当任务的结果集 上面我们介绍Future是用来得到任务的执行结果的 而FutureTask,可以当做一个任务用,并且返回任务的结果,也就是可以跑线程,然后还可以得到线程结果 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(()->{TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);return 1000;}); //new Callable () { Integer call();}new Thread(task).start();System.out.println(task.get()); //阻塞} 3、CompletableFuture 非常灵活的任务结果集 一个非常灵活的结果集 他可以将很多执行不同任务的线程的结果进行汇总 比如一个网站,它可以启动多个线程去各大电商网站,比如淘宝,京东,收集某些或某一个商品的价格 最后,将获取的数据进行整合封装 最终,客户就可以通过此网站,获取某类商品在各网站的价格信息 / 假设你能够提供一个服务 这个服务查询各大电商网站同一类产品的价格并汇总展示 @author 马士兵 http://mashibing.com/import java.io.IOException;import java.util.Random;import java.util.concurrent.CompletableFuture;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_01_CompletableFuture {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {long start, end;/start = System.currentTimeMillis();priceOfTM();priceOfTB();priceOfJD();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use serial method call! " + (end - start));/start = System.currentTimeMillis();CompletableFuture<Double> futureTM = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM());CompletableFuture<Double> futureTB = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTB());CompletableFuture<Double> futureJD = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfJD());CompletableFuture.allOf(futureTM, futureTB, futureJD).join();//当所有结果集都获取到,才汇总阻塞CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM()).thenApply(String::valueOf).thenApply(str-> "price " + str).thenAccept(System.out::println);end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use completable future! " + (end - start));try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }private static double priceOfTM() {delay();return 1.00;}private static double priceOfTB() {delay();return 2.00;}private static double priceOfJD() {delay();return 3.00;}/private static double priceOfAmazon() {delay();throw new RuntimeException("product not exist!");}/private static void delay() {int time = new Random().nextInt(500);try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.printf("After %s sleep!\n", time);} } 4、TPE型线程池1:ThreadPoolExecutor 原理及其参数 线程池由两个集合组成,一个集合存储线程,一个集合存储任务 存储线程:可以规定大小,最多可以有多少个,以及指定核心线程数量(不会被回收) 任务队列:存储任务 细节:初始线程池没有线程,当有一个任务来,线程池起一个线程,又有一个任务来,再起一个线程,直到达到核心线程数量 核心线程数量达到时,新来的任务将存储到任务队列中等待核心线程处理完成,直到任务队列也满了 当任务队列满了,此时再次启动一个线程(非核心线程,一旦空闲,达到指定时间将会消失),直到达到线程最大数量 当线程容器和任务容器都满了,又来了线程,将会执行拒绝策略 上面的细节涉及的所有步骤内容,均由创建线程池的参数执行 下面是ThreadPoolExecutor构造方法参数的源码注释 / 用给定的初始值,创建一个新的线程池 @param corePoolSize 核心线程数量 @param maximumPoolSize 最大线程数量 @param keepAliveTime 当线程数大于核心线程数量时,空闲的线程可生存的时间 @param unit 时间单位 @param workQueue 任务队列,只能包含由execute提交的Runnable任务 @param threadFactory 工厂,用于创建线程给线程池调度的工厂,可以自定义 @param handler 拒绝策略(可以自定义,JDK默认提供4种),当线程边界和队列容量已经满了,新来线程被阻塞时使用的处理程序/public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) JDK提供的4种拒绝策略,不常用,一般都是自己定义拒绝策略 Abort:抛异常 Discard:扔掉,不抛异常 DiscardOldest:扔掉排队时间最久的(将队列中排队时间最久的扔掉,然后让新来的进来) CallerRuns:调用者处理任务(谁通过execute方法提交任务,谁处理) ThreadPoolExecutor继承关系 继承关系:ThreadPoolExecutor->AbstractExectorService类->ExectorService接口->Exector接口 Executors(注意这后面有s) 它可以说是线程池工厂类,我们一般通过它创建线程池,并且它为我们封装了线程 看看下面创建线程池,哪里用到了它 使用实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.;public class T05_00_HelloThreadPool {static class Task implements Runnable {private int i;public Task(int i) {this.i = i;}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Task " + i);try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }@Overridepublic String toString() {return "Task{" +"i=" + i +'}';} }public static void main(String[] args) {ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4,60, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());//创建线程池,核心2个,最大4个,空闲线程存活时间60s,任务队列容量4,使用默认线程工程,创建线程。拒绝策略是JDK提供的for (int i = 0; i < 8; i++) {tpe.execute(new Task(i));//供提交8次任务}System.out.println(tpe.getQueue());//查看任务队列tpe.execute(new Task(100));//提交新的任务System.out.println(tpe.getQueue());tpe.shutdown();//关闭线程池} } 5、TPE型线程池2:SingleThreadPool 单例线程池(只有一个线程) 为什么有单例线程池 有任务队列,有线程池管理机制 Executors(注意这后面有s) 它可以说是线程池工厂类,我们一般通过它创建线程池,并且它为我们封装了线程 看看下面哪里用到了它 /创建单例线程池,扔5个任务进去,查看输出结果,看看有几个线程执行任务/import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});} }} 6、TPE型线程池3:CachedPool 缓存,存储线程池 此线程池没有核心线程,来一个任务启动一个线程(最多Integer.MaxValue,不会放在任务队列,因为任务队列容量为0),每个线程空闲后,只能活60s 实例 import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();//通过Executors获取池子for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{//提交任务System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});}service.shutdown();} } 7、TPE型线程池4:FixedThreadPool 固定线程池 此线次池,用于创建一个固定线程数量的线程池,不会回收 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;public class T09_FixedThreadPool {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {//并发执行long start = System.currentTimeMillis();getPrime(1, 200000); long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并发执行耗费时间final int cpuCoreNum = 4;//并行执行ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNum);MyTask t1 = new MyTask(1, 80000); //1-5 5-10 10-15 15-20MyTask t2 = new MyTask(80001, 130000);MyTask t3 = new MyTask(130001, 170000);MyTask t4 = new MyTask(170001, 200000);Future<List<Integer>> f1 = service.submit(t1);Future<List<Integer>> f2 = service.submit(t2);Future<List<Integer>> f3 = service.submit(t3);Future<List<Integer>> f4 = service.submit(t4);start = System.currentTimeMillis();f1.get();f2.get();f3.get();f4.get();end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并行耗费时间}static class MyTask implements Callable<List<Integer>> {int startPos, endPos;MyTask(int s, int e) {this.startPos = s;this.endPos = e;}@Overridepublic List<Integer> call() throws Exception {List<Integer> r = getPrime(startPos, endPos);return r;} }static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;}static List<Integer> getPrime(int start, int end) {List<Integer> results = new ArrayList<>();for(int i=start; i<=end; i++) {if(isPrime(i)) results.add(i);}return results;} } 8、TPE型线程池5:ScheduledPool 预定,延时线程池 根据延时时间(隔多长时间后运行),排序,哪个线程先执行,用户只需要指定核心线程数量 此线程池返回的池对象,和提交任务方法都不一样,比较涉及到时间 import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T10_ScheduledPool {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(4);service.scheduleAtFixedRate(()->{//提交延时任务try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(new Random().nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName());}, 0, 500, TimeUnit.MILLISECONDS);//指定延时时间和单位,第一个任务延时0毫秒,之后的任务,延时500毫秒} } 9、手写拒绝策略小例子 import java.util.concurrent.;public class T14_MyRejectedHandler {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(4, 4,0, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(6),Executors.defaultThreadFactory(),new MyHandler());//将手写拒绝策略传入}static class MyHandler implements RejectedExecutionHandler {//1、继承RejectedExecutionHandler@Overridepublic void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {//2、重写方法//log("r rejected")//伪代码,表示通过log4j.log()报一下日志,拒绝的时间,线程名//save r kafka mysql redis//可以尝试保存队列//try 3 times //可以尝试几次,比如3次,重新去抢队列,3次还不行就丢弃if(executor.getQueue().size() < 10000) {//尝试条件,如果size>10000了,就执行拒绝策略//try put again();//如果小于10000,尝试将其放到队列中} }} } 10、ForkJoinPool线程池1:ForkJoinPool 前面我们讲过线程分为两大类,TPE和FJP ForkJoinPool(分解汇总任务(将任务细化,最后汇总结果),少量线程执行多个任务(子任务,TPE做不到先执行子任务),CPU密集型) 适合将大任务切分成多个小任务运行 两个方法,fork():分子任务,将子任务分配到线程池中 join():当前任务的计算结果,如果有子任务,等子任务结果返回后再汇总 下面实例实现,一百万个随机数求和,由两种方法实现,一种ForkJoinPool分任务并行,一种使用单线程做 import java.io.IOException;import java.util.Arrays;import java.util.Random;import java.util.concurrent.ForkJoinPool;import java.util.concurrent.RecursiveAction;import java.util.concurrent.RecursiveTask;public class T12_ForkJoinPool {//1000000个随机数求和static int[] nums = new int[1000000];//一堆数static final int MAX_NUM = 50000;//分任务时,每个任务的操作量不能多于50000个,否则就继续细分static Random r = new Random();//使用随机数将数组初始化static {for(int i=0; i<nums.length; i++) {nums[i] = r.nextInt(100);}System.out.println("---" + Arrays.stream(nums).sum()); //stream api 单线程就这么做,一个一个加}//分任务,需要继承,可以继承RecursiveAction(不需要返回值,一般用在不需要返回值的场景)或//RecursiveTask(需要返回值,我们用这个,因为我们需要最后获取求和结果)两个更好实现的类,//他俩继承与ForkJoinTaskstatic class AddTaskRet extends RecursiveTask<Long> {private static final long serialVersionUID = 1L;int start, end;AddTaskRet(int s, int e) {start = s;end = e;}@Overrideprotected Long compute() {if(end-start <= MAX_NUM) {//如果任务操作数小于规定的最大操作数,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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...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
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JSON
...理解了如何从JSON数据中获取数组名字的值之后,我们可以进一步探索更复杂的JSON操作场景以及JavaScript中处理JSON的高级技巧。近日,随着Web服务和API接口的广泛应用,JSON作为数据交换的标准格式,其解析与操作的重要性日益凸显。 例如,2023年5月,Node.js社区发布了一篇关于优化JSON性能的文章,其中详述了如何利用最新版本V18中的JSON.parse()方法的新特性提高大数据量JSON解析速度。通过引入新的Streaming API和改进的内存管理机制,开发者可以更高效地处理大规模JSON数据流,并动态获取嵌套数组或对象的名字及其对应值。 另外,对于那些需要深度访问JSON结构的应用场景,如配置文件解析、复杂状态管理等,JavaScript提供了诸如Lodash这样的工具库,提供了诸如_.get()、_.set()等便捷方法,使得根据路径字符串动态获取或设置JSON任意层级的数据成为可能,大大提升了开发效率及代码可读性。 同时,针对安全性考量,在实际项目中处理JSON时应确保进行有效的数据验证和错误处理,防止因恶意构造或意外损坏的JSON数据导致的安全漏洞。例如,使用AJV等JSON Schema验证库,可以在数据解析前对其进行严格校验,从而降低潜在风险。 综上所述,对JSON数组名值获取的基础理解是前端乃至全栈开发者的必备技能之一,而随着技术发展和安全需求的提升,掌握更多先进的JSON处理策略与工具将为开发者应对各种复杂应用场景提供有力支持。
2023-10-30 12:28:39
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编程狂人
Java
...展》 随着云计算和大数据时代的到来,Java作为企业级应用开发的首选语言,其多线程技术的重要性日益凸显。近日,Oracle发布了Java 17版本,其中对并发编程的支持有了显著提升。新版本引入了Actor模型的改进版——JSR 4204,使得Java开发者能够更轻松地构建无状态、无并发问题的分布式系统。 此外,Java 17引入了JEP 395,即“Coroutines for the Java Virtual Machine”,这允许程序员在单线程环境中编写异步代码,提高了代码的简洁性和可读性。Coroutine技术结合了轻量级线程和协程的优点,使得Java程序员能更好地处理高并发场景下的任务切换。 对于线程池管理,Java 17也提供了新的优化,如对线程池大小动态调整的支持,有助于在保证系统性能的同时避免资源浪费。而Java社区对于并行计算和GPU加速的探索也在不断深入,例如Project Loom计划中的ZGC垃圾收集器,旨在提供更好的线程安全性与性能。 同时,随着微服务架构的流行,Java并发编程的挑战也转向了如何设计和管理复杂的分布式系统。研究者们正在探索如何在分布式环境中实现高效的线程通信,如零拷贝、低延迟网络编程等。 总的来说,Java多线程技术的发展不仅体现在语言层面的更新,更在于如何帮助开发者解决实际问题,提高系统的并发性能和可扩展性。无论是企业级应用开发还是新兴技术领域,Java的并发编程能力都将发挥关键作用。
2024-04-10 16:02:45
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码农
Python
...h》发布了一篇关于“处理分类任务中样本不平衡问题的最新策略与实践”的深度研究文章(请查阅具体文献)。该文详细探讨了各种平衡技术的理论基础、实际应用及潜在影响,并对比了包括RandomUnderSampler和RandomOverSampler在内的多种方法在不同数据集上的表现效果。 同时,Kaggle社区最近举办了一场专门针对不均衡数据集的竞赛,参赛者们积极尝试并分享了多样化的样本平衡技巧,如SMOTE(合成少数类过采样技术)、ADASYN(自适应合成过采样)以及集成多种采样方法等,这些前沿实战经验对于理解和改进样本不平衡问题具有很高的参考价值。 另外,TechCrunch的一篇报道指出,在医疗影像识别和金融风控等领域,由于正负样本天然分布的极度不平衡,样本平衡处理技术成为提高模型准确率和减少误报的关键手段。报道引用了多个实例,展示了如何在实际场景中运用欠采样、过采样及其衍生技术有效提升模型性能。 综上所述,对样本不平衡问题的研究与实践始终与时俱进,不断有新的解决方案和技术涌现。深入研读相关学术论文、关注业界竞赛动态以及追踪行业报道,都能帮助我们更好地掌握和应对这一核心问题。
2023-06-26 13:46:11
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逻辑鬼才
Python
...在图像识别和自然语言处理任务上,这一策略有效降低了模型过拟合风险并提高了泛化能力。 此外,信息熵还在金融风控、网络流量分析等领域发挥着重要作用。例如,金融机构利用交易数据的信息熵来评估市场风险与不确定性,帮助投资者做出更精准的投资决策。而在网络安全方面,信息熵被用来检测异常网络行为,通过量化网络流量的随机性,可有效发现潜在的攻击行为。 总之,从理论到实践,信息熵无处不在,它不仅是一个强大的数学工具,更是推动各领域技术进步的关键要素。随着算法和计算能力的不断提升,信息熵的应用将更加广泛且深入,值得广大科研工作者和工程师持续关注和研究。
2023-08-02 10:52:00
222
数据库专家
MySQL
...解如何将MySQL的数据导出到HTML后,进一步探索数据库与前端交互的实践和最新技术动态将有助于提升开发效率和用户体验。近期,随着Web应用复杂度的增加,数据可视化需求日益增强,各类JavaScript库如React、Vue.js结合现代模板引擎如Pug、Handlebars等提供了更为便捷高效的数据库数据到HTML转换方案。 例如,Next.js框架结合Apollo GraphQL能够实现实时从MySQL或其他数据库获取数据,并无缝渲染至前端界面。开发者可以利用GraphQL的强大查询能力,精确选择需要的数据字段,减少网络传输量,同时提高页面加载速度。 此外,针对大数据处理场景,Apache Superset等开源BI工具也支持直接连接MySQL数据库并生成丰富的交互式HTML报表,满足企业级数据分析和展示需求。 不仅如此,对于数据库内容的安全性和隐私保护,开发者应关注最新的GDPR等相关法规,确保在数据导出过程中遵循数据最小化原则,对敏感信息进行合理脱敏处理,避免在生成的HTML文件中泄露用户隐私。 综上所述,在实际项目中,根据具体业务需求和技术栈选择合适的数据库数据导出及前端展现策略,不仅限于上述提及的技术,更应持续关注领域内的新技术发展和最佳实践,以期达到高效、安全、易用的目标。
2023-12-22 18:05:58
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编程狂人
Java
...增强系统的响应能力和处理能力。另外,通过结合使用BlockingQueue,可以构建出生产者消费者模式,有效解决线程间数据交换的问题,确保存款请求与取款请求按照先进先出(FIFO)或其他策略有序进行处理。 同时,随着JDK版本的更新,Java内存模型(JMM)的完善以及对原子变量类(AtomicInteger、AtomicLong等)的支持,使得我们能够更好地理解和利用这些底层机制优化并行计算性能,降低死锁概率,提高系统整体并发效率。 此外,对于分布式系统中的银行账户模型,还可以研究分布式锁服务(如Redis或ZooKeeper提供的分布式锁机制),以应对集群环境下多个节点间的并发控制挑战,确保全局一致性。 综上所述,尽管基于wait和notify的经典线程同步方式在特定场合下依然适用,但不断发展的Java并发库为我们提供了更多与时俱进、更为高效且功能丰富的工具,帮助开发者构建更为稳健且高性能的并发程序。
2023-09-21 14:29:58
387
电脑达人
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随机学习一条linux命令:
free -h
- 以人类可读格式显示系统内存和交换空间使用情况。
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