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Impala
...以下挑战: - 内存资源限制:Impala在处理大量数据时严重依赖内存。当Impala Daemon的内存不够用,无法承载更多的工作负载时,就可能会引发频繁的磁盘数据交换(I/O操作),这样一来,查询速度可就要大打折扣啦,明显慢下来不少。例如,如果一个大型JOIN操作无法完全装入内存,就可能引发此类问题。 sql -- 示例:假设两个大表join操作超出内存限制 SELECT a., b. FROM large_table_a AS a JOIN large_table_b AS b ON a.key = b.key; - 分区策略与数据分布:Impala的性能也受到表分区策略的影响。假如数据分布得不够均匀,或者咱们分区的方法没整对,就很可能让部分节点“压力山大”,这样一来,整体查询速度也跟着“掉链子”啦。 - 并发查询管理:在高并发查询环境下,Impala的资源调度机制也可能成为制约因素。特别是在处理海量数据的时候,大量的同时请求可能会把集群资源挤得够呛,这样一来,查询响应的速度就难免会受到拖累了。 4. 针对性优化措施与思考 面对以上挑战,我们可以采取如下策略来改善Impala处理大数据的能力: - 合理配置硬件资源:根据实际业务需求,为Impala集群增加更多的内存资源,确保其能够有效应对大数据量的查询任务。 - 优化分区策略:对于大数据表,采用合适的分区策略(如范围分区、哈希分区等),保证数据在集群中的均衡分布,减少热点问题。 - 调整并发控制参数:根据集群规模和业务特性,合理设置Impala的并发查询参数(如impalad.memory.limit、query.max-runtime等),以平衡系统资源分配。 - 数据预处理与缓存:对于经常访问的热数据,可以考虑进行适当的预处理和缓存,减轻Impala的在线处理压力。 综上所述,虽然Impala在处理大数据量时存在一定的局限性,但通过深入了解其内在工作机制,结合实际业务需求进行有针对性的优化,我们完全可以将其打造成高效的数据查询利器。在这个过程中,我们实实在在地感受到了人类智慧在挑战技术极限时的那股冲劲儿,同时,也亲眼目睹了科技与挑战之间一场永不停歇、像打乒乓球一样的精彩博弈。 结语 技术的发展总是在不断解决问题的过程中前行,Impala在大数据处理领域的挑战同样推动着我们在实践中去挖掘其潜力,寻求更优解。今后,随着软硬件技术的不断升级和突破,我们完全可以满怀信心地期待,Impala会在处理大数据这个大难题上更上一层楼,为大家带来更加惊艳、无可挑剔的服务体验。
2023-11-16 09:10:53
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雪落无痕
Spark
...k的整体性能。 动态资源分配 , 动态资源分配是Apache Spark的一项资源管理特性,可根据当前作业负载动态调整各个Spark应用程序所占用的集群资源(如CPU核心数、内存大小等)。在处理大量小文件等复杂工作负载时,合理运用动态资源分配策略有助于提高系统资源利用率和作业执行效率。
2023-09-19 23:31:34
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清风徐来-t
Dubbo
... 引言 在构建分布式系统时,选择合适的远程过程调用(RPC)框架至关重要。嘿,你知道Dubbo吗?这家伙在编程圈里可是相当火的,尤其是一群爱搞大项目的大佬们。它就像个武林高手,用的招式既简单又狠,而且特别能应对那些复杂的分布式场景,简直就是程序员们的得力助手。它的API设计得简洁明了,用起来就像喝下午茶一样轻松,但威力却一点不减,性能杠杠的。所以,如果你是个喜欢挑战复杂系统的开发者,Dubbo绝对是你不可错过的神器!本文将深入探讨Dubbo的异步调用模式,不仅解释其原理,还将通过代码示例展示如何在实际项目中应用这一特性。 1. Dubbo异步调用的原理 在传统的RPC调用中,客户端向服务器发送请求后,必须等待服务器响应才能继续执行后续操作。哎呀,你知道的,在那些超级繁忙的大系统里,咱们用的那种等待着一个任务完成后才开始另一个任务的方式,很容易就成了系统的卡点,让整个系统跑不动或者跑得慢。就像是在一条繁忙的街道上,大家都在排队等着过马路,结果就堵得水泄不通了。Dubbo通过引入异步调用机制,极大地提升了系统的响应能力和吞吐量。 Dubbo的异步调用主要通过Future接口来实现。当客户端发起异步调用时,它会生成一个Future对象,并在服务器端返回结果后,通过这个对象获取结果。这种方式允许客户端在调用完成之前进行其他操作,从而充分利用了系统资源。 2. 实现异步调用的步骤 假设我们有一个简单的服务接口 HelloService,其中包含一个异步调用的方法 sayHelloAsync。 java public interface HelloService { CompletableFuture sayHelloAsync(String name); } @Service @Reference(async = true) public class HelloServiceImpl implements HelloService { @Override public CompletableFuture sayHelloAsync(String name) { return CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello, " + name); } } 在这段代码中,HelloService 接口定义了一个异步方法 sayHelloAsync,它返回一个 CompletableFuture 类型的结果。哎呀,兄弟!你瞧,咱们的HelloServiceImpl就像个小机灵鬼,它可聪明了,不仅实现了接口,还在sayHelloAsync方法里玩起了高科技,用CompletableFuture.supplyAsync这招儿,给咱们来了个异步大戏。这招儿一出,嘿,整个程序都活了起来,后台悄悄忙活,不耽误事儿,等干完活儿,那结果直接就送到咱们手里,方便极了! 3. 客户端调用异步方法 在客户端,我们可以通过调用 Future 对象的 thenAccept 方法来处理异步调用的结果,或者使用 whenComplete 方法来处理结果和异常。 java @Autowired private HelloService helloService; public void callHelloAsync() { CompletableFuture future = helloService.sayHelloAsync("World"); future.thenAccept(result -> { System.out.println("Received response: " + result); }); } 这里,我们首先通过注入 HelloService 实例来调用 sayHelloAsync 方法,然后使用 thenAccept 方法来处理异步调用的结果。这使得我们在调用方法时就可以进行其他操作,而无需等待结果返回。 4. 性能优化与实战经验 在实际应用中,利用Dubbo的异步调用可以显著提升系统的性能。例如,在电商系统中,商品搜索、订单处理等高并发场景下,通过异步调用可以避免因阻塞等待导致的系统响应延迟,提高整体系统的响应速度和处理能力。 同时,合理的异步调用策略也需要注意以下几点: - 错误处理:确保在处理异步调用时正确处理可能发生的异常,避免潜在的错误传播。 - 超时控制:为异步调用设置合理的超时时间,避免长时间等待单个请求影响整个系统的性能。 - 资源管理:合理管理线程池大小和任务队列长度,避免资源过度消耗或任务积压。 结语 通过本文的介绍,我们不仅了解了Dubbo异步调用的基本原理和实现方式,还通过具体的代码示例展示了如何在实际项目中应用这一特性。哎呀,你知道吗?当咱们玩儿的分布式系统越来越复杂,就像拼积木一样,一块儿比一块儿大,这时候就需要一个超级厉害的工具来帮我们搭房子了。这个工具就是Dubbo,它就像是个万能遥控器,能让我们在不同的小房间(服务)之间畅通无阻地交流,特别适合咱们现在搭建高楼大厦(分布式应用)的时候用。没有它,咱们可得费老鼻子劲儿了!兄弟,掌握Dubbo的异步调用这招,简直是让你的程序跑得飞快,就像坐上了火箭!而且,这招还能让咱们在设计程序时有更多的花样,就像是厨师有各种调料一样,能应付各种复杂的菜谱,无论是大鱼大肉还是小清新,都能轻松搞定。这样,你的系统就既能快又能灵活,简直就是程序员界的武林高手嘛!
2024-08-03 16:26:04
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春暖花开
ZooKeeper
1. 引言 在分布式系统中,Apache ZooKeeper作为一款强大的协调服务工具,其稳定性和可靠性至关重要。然而,在实际操作的时候,我们时不时会碰到个让人脑壳疼的难题——ZooKeeper这家伙老是蹦出磁盘I/O错误的消息,真是够闹心的。这不仅可能会让各个节点间的数据同步乱成一团糟,甚至可能把整个集群都搞得摇摇欲坠,稳定性大打折扣!这篇东西,我们打算从实实在在的案例开始聊起,再配上些代码实例,把这个问题掰开揉碎了讲明白,同时也会分享一些咱们想到的解决办法和对策,保证接地气儿! 2. ZooKeeper与磁盘I/O的关系 ZooKeeper作为一个高度依赖持久化存储的服务,它需要频繁地将内存中的数据变更同步到磁盘上以保证数据的一致性。当ZooKeeper节点的磁盘I/O性能不足或者磁盘空间紧张时,就容易触发此类错误。例如,当我们调用ZooKeeper的create()方法创建一个新的节点时: java ZooKeeper zookeeper = new ZooKeeper("localhost:2181", 3000, null); String path = "/my_znode"; String data = "Hello, ZooKeeper!"; zookeeper.create(path, data.getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); 上述代码会在ZooKeeper服务器上创建一个持久化的节点并写入数据,这个过程就涉及到磁盘I/O操作。如果此时磁盘I/O出现问题,那么节点创建可能会失败,抛出异常。 3. 磁盘I/O错误的表现及影响 当ZooKeeper日志中频繁出现“Disk is full”、“No space left on device”或“I/O error”的警告时,表明存在磁盘I/O问题。这种状况会导致ZooKeeper没法顺利完成事务日志和快照文件的写入工作,这样一来,那些关键的数据持久化,还有服务器之间的选举、同步等核心功能都会受到连带影响。到了严重的时候,甚至会让整个服务直接罢工,无法提供服务。 4. 探究原因与解决方案 (1)磁盘空间不足 这是最直观的原因,可以通过清理不必要的数据文件或增加磁盘空间来解决。例如,定期清理ZooKeeper的事务日志和快照文件,可以使用自带的zkCleanup.sh脚本进行自动维护: bash ./zkCleanup.sh -n myServer1:2181/myZooKeeperCluster -p /data/zookeeper/version-2 (2)磁盘I/O性能瓶颈 如果磁盘读写速度过慢,也会影响ZooKeeper的正常运行。此时应考虑更换为高性能的SSD硬盘,或者优化磁盘阵列配置,提高I/O吞吐量。另外,一个蛮实用的办法就是灵活调整ZooKeeper的刷盘策略。比如说,我们可以适当地给syncLimit和tickTime这两个参数值加加油,让它们变大一些,这样一来,就能有效地降低刷盘操作的频率,让它不用那么频繁地进行写入操作,更贴近咱们日常的工作节奏啦。 (3)并发写入压力大 高并发场景下,大量写入请求可能会导致磁盘I/O瞬间飙升。对于这个问题,我们可以采取一些措施,比如运用负载均衡技术,让ZooKeeper集群的压力得到分散缓解,就像大家一起扛米袋,别让一个节点给累垮了。另外,针对实际情况,咱们也可以灵活调整,对ZooKeeper客户端API的调用来个“交通管制”,根据业务需求合理限流控制,避免拥堵,保持运行流畅。 5. 结论 面对ZooKeeper运行过程中出现的磁盘I/O错误,我们需要具体问题具体分析,结合监控数据、日志信息以及系统资源状况综合判断,采取相应措施进行优化。此外,良好的运维习惯和预防性管理同样重要,如定期检查磁盘空间、合理分配资源、优化系统配置等,都是避免这类问题的关键所在。说真的,ZooKeeper就相当于我们分布式系统的那个“底座大石头”,没它不行。只有把这块基石稳稳当当地砌好,咱们的系统才能健壮得像头牛,让人放心可靠地用起来。 以上内容,不仅是我在实践中积累的经验总结,也是我不断思考与探索的过程,希望对你理解和处理类似问题有所启发和帮助。记住,技术的魅力在于持续学习与实践,让我们一起在ZooKeeper的世界里乘风破浪!
2023-02-19 10:34:57
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夜色朦胧
Cassandra
...哎呀,这家伙在分布式系统这一块儿,那可是大名鼎鼎的,不仅可扩展性好到没话说,还特别可靠,就像是个超级能干的小伙伴,无论你系统有多大,它都能稳稳地撑住,从不掉链子。这玩意儿在业界的地位,那可是相当高的,可以说是分布式领域的扛把子了。嘿,兄弟!话说在这么牛的系统里头,咱们可得小心点,毕竟里面藏的坑也不少。其中,有一个老问题让好多编程大神头疼不已,那就是“CommitLogTooManySnapshotsInProgressException”。这事儿就像你在厨房里忙活,突然发现烤箱里的东西太多,一个接一个,你都不知道该先处理哪个了。这个错误信息就是告诉开发者,你的系统里同时进行的快照操作太多了,得赶紧优化一下,不然就炸锅啦!本文将深入探讨这一问题的根源,以及如何有效解决和预防。 二、问题详解 理解“CommitLogTooManySnapshotsInProgressException” 在Cassandra中,数据是通过多个副本在集群的不同节点上进行复制来保证数据的高可用性和容错能力。嘿,兄弟!你听说过数据的故事吗?每次我们打开或者修改文件,就像在日记本上写下了一句话。这些“一句话”就是我们所说的日志条目。而这个神奇的日记本,名字叫做commit log。每次有新故事(即数据操作)发生,我们就会把新写下的那一页(日志条目)放进去,好让所有人都能知道发生了什么变化。这样,每当有人想了解过去发生了什么,只要翻翻这个日记本就行啦!为了提供一种高效的恢复机制,Cassandra支持通过快照(snapshots)从commit log中恢复数据。然而,在某些情况下,系统可能会尝试创建过多的快照,导致“CommitLogTooManySnapshotsInProgressException”异常发生。 三、问题原因分析 此异常通常由以下几种情况触发: 1. 频繁的快照操作 在短时间内连续执行大量的快照操作,超过了系统能够处理的并发快照数量限制。 2. 配置不当 默认的快照并发创建数可能不适合特定的部署环境,导致在实际运行时出现问题。 3. 资源限制 系统资源(如CPU、内存)不足,无法支持更多的并发快照创建操作。 四、解决策略与实践 1. 优化快照策略 - 减少快照频率:根据业务需求合理调整快照的触发条件和频率,避免不必要的快照操作。 - 使用增量快照:在一些不需要完整数据集的情况下,考虑使用增量快照来节省资源和时间。 2. 调整Cassandra配置 - 增加快照并发创建数:在Cassandra配置文件cassandra.yaml中增加snapshots.concurrent_compactions的值,但需注意不要超过系统资源的承受范围。 - 优化磁盘I/O性能:确保磁盘I/O性能满足需求,使用SSD或者优化磁盘阵列配置,可以显著提高快照操作的效率。 3. 监控与警报 - 实时监控:使用监控工具(如Prometheus + Grafana)对Cassandra的关键指标进行实时监控,如commit log大小、快照操作状态等。 - 设置警报:当检测到异常操作或资源使用达到阈值时,及时发送警报通知,以便快速响应和调整。 五、案例研究与代码示例 假设我们正在管理一个Cassandra集群,并遇到了“CommitLogTooManySnapshotsInProgressException”。 步骤1:配置调整 yaml 在cassandra.yaml中增加快照并发创建数 snapshots.concurrent_compactions: 10 步骤2:监控配置 yaml 配置Prometheus监控,用于实时监控集群状态 prometheus: enabled: true bind_address: '0.0.0.0' port: 9100 步骤3:实施监控与警报 在Prometheus中添加Cassandra监控指标,设置警报规则,当快照操作异常或磁盘使用率过高时触发警报。 yaml Prometheus监控规则 rules: - alert: HighSnapshotConcurrency expr: cassandra_snapshot_concurrency > 5 for: 1m labels: severity: critical annotations: description: "The snapshot concurrency is high, which might lead to the CommitLogTooManySnapshotsInProgressException." runbook_url: "https://your-runbook-url.com" - alert: DiskUsageHigh expr: cassandra_disk_usage_percentage > 80 for: 1m labels: severity: warning annotations: description: "Disk usage is high, potentially causing performance degradation and failure of snapshot operations." runbook_url: "https://your-runbook-url.com" 六、总结与反思 面对“CommitLogTooManySnapshotsInProgressException”,关键在于综合考虑业务需求、系统资源和配置策略。通过合理的配置调整、有效的监控与警报机制,可以有效地预防和解决此类问题,确保Cassandra集群稳定高效地运行。哎呀,每次碰到这些难题然后搞定它们,就像是在给咱们的系统管理与优化上加了个经验值似的,每次都能让我们在分布式数据库这块领域里走得更远,不断尝试新的东西,不断创新!就像打游戏升级一样,每一次挑战都让咱们变得更强大!
2024-09-27 16:14:44
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蝶舞花间
Shell
错误的进程资源分配日志 Failed process resource allocation logging 1. 初探 什么是进程资源分配? 大家好呀!作为一个在Shell世界里摸爬滚打的技术爱好者,今天咱们来聊聊一个让人头疼的问题——错误的进程资源分配日志 Failed process resource allocation logging。首先,我们得搞清楚什么是进程资源分配。 简单来说,进程资源分配就是操作系统给每个正在运行的程序(也就是进程)分配它所需要的资源,比如内存、CPU时间片、文件句柄等。可有时候呢,系统也会闹脾气,可能是手头资源不够,也可能是因为犯了什么小糊涂,总之就没办法给某个程序分到它该得的东西,这可咋整啊!这时候,系统就会把这小插曲记下来,弄出一条像“分配资源失败记录”这样的日志信息,就跟记笔记似的。 举个例子,假设你在一个服务器上运行了多个程序,其中一个程序需要大量的内存,但是服务器的内存已经被其他程序占满了。这时候,系统可能就会甩脸子了,不给这个程序多分一点内存,还随手记一笔小日记,说这个程序又来闹事儿啦。这就是典型的进程资源分配失败场景。 --- 2. 深入 为什么会出现这种错误? 说实话,每次看到这样的日志,我都会忍不住皱眉头。为什么会出现这种错误呢?其实原因有很多,以下是我总结的一些常见原因: - 资源耗尽:最常见的原因是系统资源已经耗尽。比如内存不足、磁盘空间不够或者网络带宽被占满。 - 权限问题:有时候,进程可能没有足够的权限去申请资源。比如普通用户尝试申请超级用户才能使用的资源。 - 配置错误:系统管理员可能配置了一些错误的参数,导致资源分配失败。例如,限制了某个用户的最大文件句柄数。 - 软件bug:某些应用程序可能存在bug,导致它们请求了不合理的资源数量。 让我给大家分享一个小故事。嘿,有次我正鼓捣一个脚本呢,结果它就不停地跟我唱反调,各种报错,说什么“分配日志资源失败”啥的,气得我都想把它扔进垃圾桶了!折腾了半天才发现,原来是脚本里有段代码疯了一样想同时打开几千个文件,但系统设定的文件句柄上限才1024个,这不直接给整崩溃了嘛!修改了这个限制后,问题就解决了。真是哭笑不得啊! --- 3. 实践 如何查看和分析日志? 既然知道了问题的来源,接下来就要学会如何查看和分析这些日志了。在Linux系统里头,咱们经常会用到一些小工具,帮咱找出那些捣蛋的问题到底藏哪儿了。 3.1 查看日志文件 首先,我们需要找到存放日志的地方。一般来说,系统日志会存放在 /var/log/ 目录下。你可以通过命令 ls /var/log/ 来列出所有的日志文件。 bash $ ls /var/log/ 然后,我们可以使用 tail 命令实时监控日志文件的变化: bash $ tail -f /var/log/syslog 这段代码的意思是实时显示 /var/log/syslog 文件的内容。如果你看到类似 Failed process resource allocation logging 的字样,就可以进一步分析了。 3.2 使用 dmesg 查看内核日志 除了系统日志,内核日志也是查找问题的好地方。我们可以使用 dmesg 命令来查看内核日志: bash $ dmesg | grep "Failed process resource allocation" 这条命令会过滤出所有包含关键词 Failed process resource allocation 的日志条目。这样可以快速定位问题发生的上下文。 --- 4. 解决 动手实践解决问题 找到了问题的根源后,接下来就是解决它啦!这里我给大家提供几个实用的小技巧。 4.1 调整资源限制 如果问题是由于资源限制引起的,比如文件句柄数或内存配额不足,那么我们可以调整这些限制。例如,要增加文件句柄数,可以编辑 /etc/security/limits.conf 文件: bash soft nofile 65535 hard nofile 65535 保存后,重启系统或重新登录即可生效。 4.2 优化脚本逻辑 如果是脚本本身的问题,比如请求了过多的资源,那么就需要优化脚本逻辑了。比如,将大文件分块处理,而不是一次性加载整个文件到内存中。 bash !/bin/bash split -l 1000 large_file.txt part_ for file in part_ do 对每个小文件进行处理 echo "Processing $file" done 这段脚本将大文件分割成多个小文件,然后逐个处理,避免了内存溢出的风险。 4.3 检查硬件状态 最后,别忘了检查一下硬件的状态。有时候,内存不足可能是由于物理内存条损坏或容量不足造成的。可以用 free 命令查看当前的内存使用情况: bash $ free -h 如果发现内存确实不足,考虑升级硬件或者清理不必要的进程。 --- 5. 总结 与错误共舞 通过今天的讨论,希望大家对进程资源分配日志 Failed process resource allocation logging 有了更深入的理解。说实话,遇到这种问题确实挺让人抓狂的,但别慌!只要你搞清楚该怎么一步步排查、怎么解决,慢慢就成高手了,啥问题都难不倒你。 记住,技术的世界就像一场冒险,遇到问题并不可怕,可怕的是放弃探索。所以,下次再遇到类似的日志时,不妨静下心来,一步步分析,相信你也能找到解决问题的办法! 好了,今天的分享就到这里啦。如果你还有其他疑问,欢迎随时来找我交流哦!😄 --- 希望这篇文章对你有所帮助!如果有任何补充或建议,也欢迎留言告诉我。
2025-05-10 15:50:56
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翡翠梦境
Go Gin
...,又能保护咱们的宝贝资源不被那些坏心眼的人给掏空了。这招儿,可真是既实用又有效呢!哎呀,你知道吗?Go 语言这玩意儿,那可是超级厉害的!它就像个武林高手,出手快如闪电,又稳如泰山。用 Go 来做网站啥的,不仅效率高得飞起,代码还简洁明了,看着都舒服。而且,你放心,用 Go 做的网站安全性能杠杠的,能防得住不少小偷小摸呢!所以啊,现在好多大厂做高性能、安全的网络服务,都喜欢用 Go 语言来搞,因为它真的太牛了!gin-contrib/ratelimit 是一个用于 Go 语言中 Gin 框架的库,专门用于实现 API 访问速率限制。本文将深入探讨如何利用 gin-contrib/ratelimit 来增强 API 安全性和性能。 二、基础概念与原理 速率限制(也称为限流)是一种常见的流量控制手段,它允许系统在单位时间内处理的请求数量不超过某个阈值。哎呀,你瞧这招儿挺机灵的!它能帮咱们解决一个大难题——就是那些疯了似的并发请求,就像一群蚂蚁围攻面包,瞬间就把服务器给淹没了。这样不仅能让我们的服务器喘口气,不至于被这些请求给累趴下,还能给那些没权没份的家伙们上上锁,别让他们乱用咱们的API,搞得咱们这边乱七八糟的。这招儿,既保护了服务器,又守住了规矩,真是一举两得啊! gin-contrib/ratelimit 提供了一种简单且灵活的方式来配置和应用速率限制规则。它支持多种存储后端,包括内存、Redis 和数据库等,以适应不同的应用场景需求。 三、安装与初始化 首先,确保你的 Go 环境已经配置好,并且安装了 gin-contrib/ratelimit 库。可以通过以下命令进行安装: bash go get github.com/gin-contrib/ratelimit 接下来,在你的 Gin 应用中引入并初始化 ratelimit 包: go import ( "github.com/gin-contrib/ratelimit" "github.com/gin-gonic/gin" ) func main() { r := gin.Default() // 配置限流器 limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, // 允许每分钟最多5次请求 Duration: time.Minute, }) // 将限流器应用于路由 r.Use(limiter) // 定义路由 r.GET("/api", func(c gin.Context) { c.JSON(200, gin.H{"message": "Hello, World!"}) }) r.Run(":8080") } 四、高级功能与自定义 除了基本的速率限制配置外,gin-contrib/ratelimit 还提供了丰富的高级功能,允许开发者根据具体需求进行定制化设置。 - 基于 IP 地址的限制: go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, Duration: time.Minute, PermitsBy: ratelimit.PermitByIP, }) - 基于 HTTP 请求头的限制: go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, Duration: time.Minute, PermitsBy: ratelimit.PermitByHeader("X-User-ID"), }) - 基于用户会话的限制: go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 5, Duration: time.Minute, PermitsBy: ratelimit.PermitBySessionID, }) 这些高级功能允许你更精细地控制哪些请求会被限制,从而提供更精确的访问控制策略。 五、实践案例 基于 IP 地址的限流 假设我们需要限制某个特定 IP 地址的访问频率: go limiter := ratelimit.New(ratelimit.Config{ AllowedRequests: 10, // 每小时最多10次请求 Duration: time.Hour, PermitsBy: ratelimit.PermitByIP, }) // 在路由上应用限流器 r.Use(limiter) 六、性能考量与优化 在实际部署时,考虑到速率限制的性能影响,合理配置限流参数至关重要。哎呀,你得注意了,设定安全防护的时候,这事儿得拿捏好度才行。要是设得太严,就像在门口挂了个大锁,那些坏人进不来,可合法的访客也被挡在外头了,这就有点儿不地道了。反过来,如果设置的门槛太松,那可就相当于给小偷开了个后门,让各种风险有机可乘。所以啊,找那个平衡点,既不让真正的朋友感到不便,又能守住自家的安全,才是王道!因此,建议结合业务场景和流量预测进行参数调整。 同时,选择合适的存储后端也是性能优化的关键。哎呀,你知道的,在处理那些超级多人同时在线的情况时,咱们用 Redis 来当存储小能手,那效果简直不要太好!它就像个神奇的魔法箱,能飞快地帮我们处理各种数据,让系统运行得又顺溜又高效,简直是高并发环境里的大救星呢! 七、结论 通过集成 gin-contrib/ratelimit,我们不仅能够有效地管理 API 访问频率,还能够在保障系统稳定运行的同时,为用户提供更好的服务体验。嘿,兄弟!业务这玩意儿,那可是风云变幻,快如闪电。就像你开车,路况不一,得随时调整方向,对吧?API安全性和可用性这事儿,就跟你的车一样重要。所以,咱们得像老司机一样,灵活应对各种情况,时不时地调整和优化限流策略。这样,不管是高峰还是低谷,都能稳稳地掌控全局,让你的业务顺畅无阻,安全又高效。别忘了,这可是保护咱们业务不受攻击,保证用户体验的关键!希望本文能够帮助你更好地理解和应用 gin-contrib/ratelimit,在构建强大、安全的 API 时提供有力的支持。
2024-08-24 16:02:03
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山涧溪流
HessianRPC
...。 记得有一次我们的系统突然遭遇了流量高峰,结果服务器直接崩了,用户反馈说页面加载特别慢,有的功能根本点不开。我当时心里就嘀咕开了:“哎呀,总不能就这么干让用户体验卡在这儿吧?”后来一通排查下来,才发现是我们家的服务降级方案掉链子了。嘿,我最近琢磨起了HessianRPC里的服务降级功能,觉得挺有意思的,干脆好好研究一番,顺便把我的小心得跟大家唠唠! 2. HessianRPC简介及初探 HessianRPC是一个轻量级的远程调用框架,主要用于Java应用程序之间的通信。它支持多种协议,比如HTTP、TCP等,非常适合构建分布式系统。不过,HessianRPC本身并没有内置的服务降级功能,所以我们需要手动去实现。 刚开始接触HessianRPC的时候,我觉得它的API还挺简洁的。比如,我们可以定义一个接口: java public interface HelloService { String sayHello(String name); } 然后通过代理类来调用这个接口的方法: java HessianProxyFactory factory = new HessianProxyFactory(); HelloService helloService = (HelloService) factory.create(HelloService.class, "http://localhost:8080/hello"); String result = helloService.sayHello("World"); System.out.println(result); 看到这段代码的时候,我心里想着:“嗯,看起来挺简单的嘛!”但是,当我尝试在高负载情况下运行它时,才发现事情并没有那么简单。 3. 服务降级的重要性与实践 服务降级的核心思想就是在系统资源紧张时,优先保证核心业务的正常运转,而暂时关闭一些非关键的功能。对于HessianRPC来说,我们可以通过异常捕获的方式来实现这一点。 假设我们现在有一个UserService,其中包含了一个getUserInfo()方法。要是咱们直接用这个方法,后端服务要是挂了,程序立马就“崩”了,那用户的体验肯定惨不忍睹啊!所以,我们需要对这个方法进行改造,加入降级逻辑。 java public class UserServiceFallback implements UserService { @Override public UserInfo getUserInfo(int userId) { // 返回默认值 return new UserInfo(-1, "Default User", "No Data Available"); } } 接着,在主逻辑中使用装饰器模式来包裹原始的服务: java public class UserServiceDecorator implements UserService { private final UserService userService; private final UserService fallback; public UserServiceDecorator(UserService userService, UserService fallback) { this.userService = userService; this.fallback = fallback; } @Override public UserInfo getUserInfo(int userId) { try { return userService.getUserInfo(userId); } catch (Exception e) { System.err.println("Service unavailable, falling back..."); return fallback.getUserInfo(userId); } } } 通过这种方式,即使后端服务出现问题,我们也能够提供一个友好的备用方案,不至于让用户感到困惑。 4. 面临挑战与解决方案 当然,实际开发过程中总会遇到各种意想不到的问题。比如说,当多个服务同时发生故障时,我们应该如何合理分配降级策略?另外,频繁触发降级会不会影响性能? 为了解决这些问题,我们可以引入熔断器模式(Circuit Breaker Pattern)。简单讲啊,就好比给系统装了个“自动切换”的小开关。要是某个服务老是连不上,失败个好几次之后,这个开关就会自动启动,直接给用户返回个备用的数据,省得一直傻乎乎地去重试那个挂掉的服务,多浪费时间啊! 下面是一个基于HessianRPC的熔断器实现: java public class CircuitBreaker { private final T delegate; private boolean open = false; private int failureCount = 0; public CircuitBreaker(T delegate) { this.delegate = delegate; } public T getDelegate() { if (open && failureCount > 5) { return null; // 返回null表示断路器处于打开状态 } return delegate; } public void recordFailure() { failureCount++; if (failureCount >= 5) { open = true; } } } 将熔断器集成到之前的装饰器中: java public class CircuitBreakingUserServiceDecorator implements UserService { private final CircuitBreaker circuitBreaker; public CircuitBreakingUserServiceDecorator(CircuitBreaker circuitBreaker) { this.circuitBreaker = circuitBreaker; } @Override public UserInfo getUserInfo(int userId) { UserService userService = circuitBreaker.getDelegate(); if (userService == null) { return new UserInfo(-1, "Circuit Opened", "Service Unavailable"); } try { return userService.getUserInfo(userId); } catch (Exception e) { circuitBreaker.recordFailure(); return new UserInfo(-1, "Fallback User", "Service Unavailable"); } } } 这样,我们就能够在一定程度上缓解高负载带来的压力,并且确保系统的稳定性。 5. 总结与展望 回顾这次经历,我深刻体会到服务降级并不是一件轻松的事情。这事儿吧,不光得靠技术硬功夫,还得会提前打算,脑子转得也得快,不然真容易手忙脚乱。虽然HessianRPC没有提供现成的服务降级工具,但通过灵活运用设计模式,我们完全可以打造出适合自己项目的解决方案。 未来,我希望能够在更多场景下探索HessianRPC的应用潜力,同时也期待社区能够推出更加完善的降级框架,让开发者们少走弯路。毕竟,谁不想写出既高效又优雅的代码呢?如果你也有类似的经历或想法,欢迎随时交流讨论!
2025-05-01 15:44:28
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半夏微凉
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...即使是“轻量级”操作系统也需与时俱进,以满足用户对功能丰富、界面美观以及高效稳定的需求。从LXDE到LXQt的转变,不仅体现了开源社区对于技术趋势的敏锐把握,还展示了开发团队积极应对挑战、持续优化用户体验的决心。 近期,Lubuntu 20.04在实际应用中收获了大量正面反馈,许多用户赞赏其在保持系统资源占用较低的同时,提供了更为现代且完善的桌面体验。值得注意的是,LXQt环境在跨平台兼容性和第三方软件支持方面的表现同样出色,吸引了更多开发者为其贡献代码,进一步丰富和完善生态系统。 此外,Lubuntu 20.04弃用Ubiquity转而采用Calamares安装程序,此举在简化安装流程、提高安装效率上成效显著,为其他Linux发行版提供了新的实践参考。同时,Lubuntu不再主要针对老旧硬件进行优化,而是力求在新旧设备间找到平衡点,这也预示着未来Linux发行版将更加注重普适性与灵活性。 综上所述,Lubuntu 20.04 LTS版本的发布不仅是一个技术层面的迭代更新,更是一次关于如何在保持传统优势基础上适应新时代需求的战略调整。随着后续版本的不断改进和完善,Lubuntu将在轻量级Linux发行版领域继续保持竞争力,并有望吸引更广泛的用户群体。 而对于想要深入了解LXQt桌面环境及其背后技术原理的读者,可以关注相关开源社区的最新动态,如Qt项目官方博客、KDE社区论坛等,这些渠道会定期发布关于LXQt的新特性和开发进展的文章和技术文档。同时,也可查阅专业媒体或技术博主对Lubuntu 20.04及LXQt的深度评测和使用心得,从而全方位地了解这一变革所带来的影响和价值。
2023-05-17 18:52:15
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Go Gin
...ket的实时库存更新系统,利用Gin框架实现了毫秒级别的数据同步,极大提升了用户体验。此外,清华大学的一项研究指出,使用Gin框架配合Go语言的协程机制,可以显著降低系统资源消耗,这对于需要大规模部署的实时应用来说至关重要。同时,开源社区也在不断为Gin贡献新的功能模块,比如支持更复杂的认证机制和数据加密。这些进展不仅推动了Gin框架的迭代,也为开发者提供了更多可能性。值得注意的是,尽管Gin在实时处理方面表现出色,但在面对极端高并发场景时,仍需结合其他技术手段,如负载均衡器和分布式缓存,以确保系统的稳定性和可靠性。总之,随着技术的不断进步,像Gin这样的工具将继续在实时处理领域发挥重要作用,助力各行各业实现数字化转型。
2025-04-07 16:03:11
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时光倒流
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...面对繁复的代码逻辑和资源管理时,借鉴《金刚经》的理念,可以让我们更加关注事物的本质和联系,从而做出更为简洁高效的设计。 近期,微软.NET 5框架发布了一系列针对数据库访问性能提升的新特性。例如,引入了新的数据访问库“EF Core”,它提供了一种更为高级的ORM(对象关系映射)解决方案,使得开发者能够以声明式方式操作数据库,同时利用延迟加载等技术优化查询性能。此外,.NET 5还增强了对于异步编程的支持,通过async/await关键字,使得数据库操作在高并发场景下能够更好地释放系统资源,提高应用的响应速度和吞吐量。 另一方面,科学与技术伦理的话题也日益受到关注。如同爱因斯坦所言,科学与宗教并非对立,而是相辅相成。在当今AI技术、大数据等前沿领域,科学家们不仅需要严谨的实证精神,也需要从人文关怀角度出发,审视科技发展对社会、道德乃至人类心灵可能带来的影响。比如,在处理用户隐私数据时,遵循GDPR等法规的同时,也要体现出对个体尊严和自由意志的尊重,这正体现了科学与宗教信仰共同作用于现代社会的一面。 因此,对于软件开发者而言,不仅要掌握先进的编程技术和工具,理解并运用如《金刚经》般深邃的哲学理念来指导实践;同时紧跟时代步伐,关注行业动态和技术伦理问题,才能使自己的作品更具前瞻性和社会责任感。
2023-03-18 20:09:36
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ZooKeeper
...家,帮我们管理分布式系统中的各种事务。不过呢,在使用过程中,我们可能会遇到一些问题,比如CommitQueueFullException。哎呀,乍一听这事儿还挺唬人是吧?但其实呢,它就是在说ZooKeeper的那个内部消息队列已经爆满了,忙不过来了,所以没法再接着处理新的请求啦! 作为一个开发者,我第一次看到这个错误的时候,心里是有点慌的:“完蛋啦,是不是我的代码有问题?”但后来我慢慢发现,其实它并不是那么可怕,只要我们理解了它的原理,并且知道怎么应对,就能轻松解决这个问题。 那么,CommitQueueFullException到底是怎么回事呢?简单来说,ZooKeeper内部有一个请求队列,用来存储客户端发来的各种操作请求(比如创建节点、删除节点等)。嘿嘿,想象一下,这就好比一个超挤的电梯,已经装满了人,再有人想挤进去肯定会被拒之门外啦!ZooKeeper也一样,当它的小“队伍”排满了的时候,新来的请求就别想加塞儿了,直接就被它无情地“拒绝”了,然后还甩给你一个“异常”的小牌子,意思是说:“兄弟,这儿真的装不下了!”这种情况通常发生在高并发场景下,或者是网络延迟导致请求堆积。 为了更好地理解这个问题,我们可以看看下面这段代码: java import org.apache.zookeeper.ZooKeeper; import org.apache.zookeeper.CreateMode; public class ZookeeperExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建ZooKeeper实例 ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, event -> { System.out.println("ZooKeeper event: " + event); }); // 创建一个节点 String nodePath = zk.create("/testNode", "data".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT); System.out.println("Node created at path: " + nodePath); // 关闭连接 zk.close(); } } 在这个简单的例子中,我们尝试创建一个ZooKeeper实例并创建一个节点。如果这个时候ZooKeeper的队列满了,就会抛出CommitQueueFullException。所以,接下来我们要做的就是想办法避免这种情况的发生。 --- 二、为什么会出现CommitQueueFullException? 在深入讨论解决方案之前,我觉得有必要先搞清楚为什么会发生这种异常。其实,这背后涉及到了ZooKeeper的一些设计细节。 首先,ZooKeeper的队列大小是由配置文件中的zookeeper.commitlog.capacity参数决定的。默认情况下,这个值是比较小的,可能只有几兆字节。想象一下,你的应用像一个忙碌的快递站,接到了无数订单(也就是那些请求)。但要是快递小哥忙得顾不上送货,订单就会越堆越多,很快整个站点就塞满了,连下一份订单都没地方放了! 其次,网络环境也是一个重要因素。有时候,客户端和服务端之间的网络延迟会导致请求堆积。就算客户端那边请求没那么频繁,但要是服务端反应慢了,照样会出问题啊。 最后,还有一个容易被忽视的原因就是客户端的连接数过多。每个连接都会占用一定的资源,包括内存和CPU。要是连上的用户太多了,但服务器的“体力”又不够强(比如内存、CPU之类的资源有限),那它就很容易“忙不过来”,导致请求都排着队等着,根本处理不完。 说到这里,我忍不住想吐槽一下自己曾经犯过的错误。嘿,有次我在测试环境里弄了个能扛大流量的程序,结果发现ZooKeeper老是蹦出个叫“CommitQueueFullException”的错误,烦得不行!我当时就纳闷了:“我明明设了个挺合理的线程池大小啊,怎么还出问题了呢?”后来一查才发现,坏事了,是客户端的连接数配少了,结果请求都堵在那儿了,就像高速公路堵车一样。真是教训深刻啊! --- 三、如何优雅地处理CommitQueueFullException? 既然知道了问题的根源,那接下来就要谈谈具体的解决办法了。我觉得可以从以下几个方面入手: 1. 调整队列大小 最直接的办法当然是增大队列的容量。通过修改zookeeper.commitlog.capacity参数,可以让ZooKeeper拥有更大的缓冲空间。其实嘛,这个方法也不是啥灵丹妙药,毕竟咱们手头的硬件资源就那么多,要是傻乎乎地把队列弄得太长,说不定反而会惹出别的麻烦,比如让系统跑得更卡之类的。 代码示例: properties zookeeper.commitlog.capacity=10485760 上面这段配置文件的内容表示将队列大小调整为10MB。你可以根据实际情况进行调整。 2. 优化客户端逻辑 很多时候,CommitQueueFullException并不是因为服务器的问题,而是客户端的请求模式不合理造成的。比如说,你是否可以合并多个小请求为一个大请求?或者是否可以采用批量操作的方式减少请求次数? 举个例子,假设你在做一个日志采集系统,每天需要向ZooKeeper写入成千上万个临时节点。与其每次都往一个节点里写东西,不如一口气往多个节点里写,这样能大大减少你发出的请求次数,省事儿又高效! 代码示例: java List nodesToCreate = Arrays.asList("/node1", "/node2", "/node3"); List createdNodes = zk.create("/batch/", new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL, nodesToCreate.size()); System.out.println("Created nodes: " + createdNodes); 在这段代码中,我们一次性创建了三个临时节点,而不是分别调用三次create()方法。这样的做法不仅减少了请求次数,还提高了效率。 3. 增加服务器资源 如果以上两种方法都不能解决问题,那么可能就需要考虑升级服务器硬件了。比如增加内存、提升CPU性能,甚至更换更快的磁盘。当然,这通常是最后的选择,因为它涉及到成本和技术难度。 4. 使用异步API ZooKeeper提供了同步和异步两种API,其中异步API可以在一定程度上缓解CommitQueueFullException的问题。异步API可酷了!你提交个请求,它立马给你返回结果,根本不用傻等那个响应回来。这样一来啊,就相当于给任务队列放了个假,压力小了很多呢! 代码示例: java import org.apache.zookeeper.AsyncCallback.StringCallback; public class AsyncExample implements StringCallback { @Override public void processResult(int rc, String path, Object ctx, String name) { if (rc == 0) { System.out.println("Node created successfully at path: " + name); } else { System.err.println("Failed to create node with error code: " + rc); } } public static void main(String[] args) throws Exception { ZooKeeper zk = new ZooKeeper("localhost:2181", 5000, null); zk.createAsync("/asyncTest", "data".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT, new AsyncExample(), null); } } 在这段代码中,我们使用了createAsync()方法来异步创建节点。相比于同步版本,这种方式不会阻塞主线程,从而降低了队列满的风险。 --- 四、总结与展望 通过今天的探讨,我相信大家都对CommitQueueFullException有了更深刻的理解。嘿,别被这个错误吓到!其实啊,它也没那么可怕。只要你找到对的方法,保证分分钟搞定,就跟玩儿似的! 回顾整个过程,我觉得最重要的是要保持冷静和耐心。遇到技术难题的时候啊,别慌!先搞清楚它到底是个啥问题,就像剥洋葱一样,一层层搞明白本质。接着呢,就一步一步地去找解决的办法,慢慢来,总能找到出路的!就像攀登一座高山一样,每一步都需要脚踏实地。 最后,我想鼓励大家多动手实践。理论固然重要,但真正的成长来自于不断的尝试和失败。希望大家能够在实际项目中运用今天学到的知识,创造出更加优秀的应用! 好了,今天的分享就到这里啦!如果你还有什么疑问或者想法,欢迎随时交流哦~
2025-03-16 15:37:44
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林中小径
Ruby
...线程互相等待对方释放资源。哎呀,这种情况就叫“死锁”,简直就像两只小猫抢一个玩具,谁都不肯让步,结果大家都卡在那里动弹不得,程序也就这样傻乎乎地停在原地,啥也干不了啦! 问题出现: 想象一下,你有两个线程,A线程需要获取锁X,B线程需要获取锁Y。想象一下,A和B两个人都想打开两把锁——A拿到了锁X,B拿到了锁Y。然后呢,A心想:“我得等B先把他的锁Y打开,我才能继续。”而B也在想:“等A先把她的锁X打开,我才能接着弄。”结果俩人就这么干等着,谁也不肯先放手,最后就成了“死锁”——就像两个人在拔河,谁都不松手,僵在那里啥也干不成。 代码示例: ruby 死锁的代码 lock_a = Mutex.new lock_b = Mutex.new thread_a = Thread.new do lock_a.synchronize do puts "Thread A acquired lock A" sleep(1) lock_b.synchronize do puts "Thread A acquired lock B" end end end thread_b = Thread.new do lock_b.synchronize do puts "Thread B acquired lock B" sleep(1) lock_a.synchronize do puts "Thread B acquired lock A" end end end thread_a.join thread_b.join 分析: 在这段代码中,两个线程都在尝试获取两个不同的锁,但由于它们的顺序不同,最终导致了死锁。运行这段代码时,你会发现程序卡住了,没有任何输出。 解决方案: 为了避免死锁,我们需要遵循“总是按照相同的顺序获取锁”的原则。比如,在上面的例子中,我们可以强制让所有线程都先获取锁A,再获取锁B。 修正后的代码: ruby 避免死锁的代码 lock_a = Mutex.new lock_b = Mutex.new thread_a = Thread.new do [lock_a, lock_b].each do |lock| lock.synchronize do puts "Thread A acquired lock {lock.object_id}" end end end thread_b = Thread.new do [lock_a, lock_b].each do |lock| lock.synchronize do puts "Thread B acquired lock {lock.object_id}" end end end thread_a.join thread_b.join 总结: 死锁就像一只隐形的手,随时可能掐住你的喉咙。记住,保持一致的锁顺序是关键! --- 5. 示例三 不恰当的线程池 场景描述: 线程池是一种管理线程的方式,它可以复用线程,减少频繁创建和销毁线程的开销。但在实际使用中,很多人会因为配置不当而导致性能下降甚至崩溃。 问题出现: 假设你创建了一个线程池,但线程池的大小设置得不合理。哎呀,这就好比做饭时锅不够大,菜都堆在那儿煮不熟,菜要是放太多呢,锅又会冒烟、潽得到处都是,最后饭也没做好。线程池也一样,太小了任务堆成山,程序半天没反应;太大了吧,电脑资源直接被榨干,啥事也干不成,还得收拾烂摊子! 代码示例: ruby 线程池的错误用法 require 'thread' pool = Concurrent::FixedThreadPool.new(2) 20.times do |i| pool.post do sleep(1) puts "Task {i} completed" end end pool.shutdown pool.wait_for_termination 分析: 在这个例子中,线程池的大小被设置为2,但有20个任务需要执行。哎呀,这就好比你请了个帮手,但他一次只能干两件事,其他事儿就得排队等着,得等前面那两件事儿干完了,才能轮到下一件呢!这种情况下,整个程序的执行时间会显著延长。 解决方案: 为了优化线程池的性能,我们需要根据系统的负载情况动态调整线程池的大小。可以使用Concurrent::CachedThreadPool,它会根据当前的任务数量自动调整线程的数量。 修正后的代码: ruby 使用缓存线程池 require 'concurrent' pool = Concurrent::CachedThreadPool.new 20.times do |i| pool.post do sleep(1) puts "Task {i} completed" end end sleep(10) 给线程池足够的时间完成任务 pool.shutdown pool.wait_for_termination 总结: 线程池就像一把双刃剑,用得好可以提升效率,用不好则会成为负担。记住,线程池的大小要根据实际情况灵活调整。 --- 6. 示例四 忽略异常的代价 场景描述: 并发编程的一个常见问题是,线程中的异常不容易被察觉。如果你没有妥善处理这些异常,程序可能会因为一个小错误而崩溃。 问题出现: 假设你有一个线程在执行某个操作时抛出了异常,但你没有捕获它,那么整个线程池可能会因此停止工作。 代码示例: ruby 忽略异常的代码 threads = [] 5.times do |i| threads << Thread.new do raise "Error in thread {i}" if i == 2 puts "Thread {i} completed" end end threads.each(&:join) 分析: 在这个例子中,当i == 2时,线程会抛出一个异常。哎呀糟糕!因为我们没抓住这个异常,程序直接就挂掉了,别的线程啥的也别想再跑了。 解决方案: 为了防止这种情况发生,我们应该在每个线程中添加异常捕获机制。比如,可以用begin-rescue-end结构来捕获异常并进行处理。 修正后的代码: ruby 捕获异常的代码 threads = [] 5.times do |i| threads << Thread.new do begin raise "Error in thread {i}" if i == 2 puts "Thread {i} completed" rescue => e puts "Thread {i} encountered an error: {e.message}" end end end threads.each(&:join) 总结: 异常就像隐藏在暗处的敌人,稍不注意就会让你措手不及。学会捕获和处理异常,是成为一个优秀的并发编程者的关键。 --- 7. 结语 好了,今天的分享就到这里啦!并发编程确实是一项强大的技能,但也需要谨慎对待。大家看看今天这个例子,是不是觉得有点隐患啊?希望能引起大家的注意,也学着怎么避开这些坑,别踩雷了! 最后,我想说的是,编程是一门艺术,也是一场冒险。每次遇到新挑战,我都觉得像打开一个神秘的盲盒,既兴奋又紧张。不过呢,光有好奇心还不够,还得有点儿耐心,就像种花一样,得一点点浇水施肥,不能急着看结果。相信只要我们不断学习、不断反思,就一定能写出更加优雅、高效的代码! 祝大家编码愉快!
2025-04-25 16:14:17
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凌波微步
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在深入探讨操作系统内核安全问题后,我们了解到内核设计中的数据段共享漏洞可能导致恶意程序攻击其他进程。实际上,近年来,操作系统安全问题一直是全球信息安全领域的焦点话题之一。 近期,微软Windows操作系统的“PrintNightmare”漏洞引起了广泛关注。该漏洞存在于Windows Print Spooler服务中,允许远程攻击者执行任意代码并可能获取系统权限,影响范围涵盖多个Windows版本。研究人员通过发现并公开这一高危漏洞,促使微软紧急发布补丁进行修复,同时也警示我们在操作系统内核及服务设计时,应更加重视权限管理和资源隔离机制的严谨性。 此外,在开源操作系统Linux领域,内核安全团队也持续加强对内核模块加载、内存管理等方面的审查和加固。例如,对控制流强制技术(Control Flow Integrity, CFI)的研究与应用,旨在确保程序执行流程不被恶意篡改,从而降低因数据段共享引发的安全风险。 进一步了解操作系统内核安全可以从学术研究和技术实践两个层面着手。学术上,可查阅《Operating System Security》(由Alessandro Armando和Andrea Lanzi合著)等著作,书中详细解析了操作系统安全基础理论和实战案例;技术实践方面,积极参与开源社区如Linux内核项目的讨论与贡献,有助于紧跟内核安全防护的最新进展,并从中学习如何预防和应对类似本文所述的数据段共享漏洞。 总之,随着网络威胁环境的不断演变,操作系统内核安全的重要性日益凸显,只有不断提升内核安全防护能力,才能有效防范诸如利用全局描述符表漏洞进行的恶意攻击行为,确保用户数据和系统稳定性得到充分保障。
2023-03-14 19:08:07
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...感知的功能,占用太多系统资源造成卡顿 是不行的,备份耗时越久,被系统杀死等意外事件发生的概率也越高。 数据导出方案考量: 恢复成功率大概是30%。不需要事先备份,故备份大小和备份性能都是最优的。 备份方案考量: 备份方案的理论恢复成功率都为100%,需要考量的即为备份大小和性能。 拷贝:备份大小等于原文件大小。备份性能最好,直接拷贝文件,不需要运算。 Backup API: 备份大小等于原文件大小。备份性能最差,原因是热备份,需要用到锁机制。 .dump:因为重新进行了排序,备份大小小于原文件。备份性能居中,需要遍历数据库生成语句。 可以看出,比较折中的选择是 Dump ,备份大小具有明显优势,备份性能尚可,恢复性能较差但由于需要恢复的场景较少,算是可以接受的短板。 深入钻研 即使优化后的方案,对于大DB备份也是耗时耗电,对于移动APP来说,可能未必有这样的机会做这样重度的操作,或者频繁备份会导致卡顿和浪费使用空间。 备份思路的高成本迫使我们从另外的方案考虑,于是我们再次把注意力放在之前的Dump方案。 Dump 方案本质上是尝试从坏DB里读出信息,这个尝试一般来说会出现两种结果: DB的基本格式仍然健在,但个别数据损坏,读到损坏的地方SQLite返回SQLITE_CORRUPT错误, 但已读到的数据得以恢复。 基本格式丢失(文件头或sqlite_master损坏),获取有哪些表的时候就返回SQLITE_CORRUPT, 根本没法恢复。 第一种可以算是预期行为,毕竟没有损坏的数据能部分恢复。从成功率来看,不少用户遇到的是第二种情况,这种有没挽救的余地呢? 要回答这个问题,先得搞清楚sqlite_master是什么。它是一个每个SQLite DB都有的特殊的表, 无论是查看官方文档Database File Format,还是执行SQL语句 SELECT FROM sqlite_master;,都可得知这个系统表保存以下信息: 表名、类型(table/index)、 创建此表/索引的SQL语句,以及表的RootPage。sqlite_master的表名、表结构都是固定的, 由文件格式定义,RootPage 固定为 page 1。 正常情况下,SQLite 引擎打开DB后首次使用,需要先遍历sqlite_master,并将里面保存的SQL语句再解析一遍, 保存在内存中供后续编译SQL语句时使用。假如sqlite_master损坏了无法解析,“Dump恢复”这种走正常SQLite 流程的方法,自然会卡在第一步了。为了让sqlite_master受损的DB也能打开,需要想办法绕过SQLite引擎的逻辑。 由于SQLite引擎初始化逻辑比较复杂,为了避免副作用,没有采用hack的方式复用其逻辑,而是决定仿造一个只可以 读取数据的最小化系统。 虽然仿造最小化系统可以跳过很多正确性校验,但sqlite_master里保存的信息对恢复来说也是十分重要的, 特别是RootPage,因为它是表对应的B-tree结构的根节点所在地,没有了它我们甚至不知道从哪里开始解析对应的表。 sqlite_master信息量比较小,而且只有改变了表结构的时候(例如执行了CREATE TABLE、ALTER TABLE 等语句)才会改变,因此对它进行备份成本是非常低的,一般手机典型只需要几毫秒到数十毫秒即可完成,一致性也容易保证, 只需要执行了上述语句的时候重新备份一次即可。有了备份,我们的逻辑可以在读取DB自带的sqlite_master失败的时候 使用备份的信息来代替。 到此,初始化必须的数据就保证了,可以仿造读取逻辑了。我们常规使用的读取DB的方法(包括dump方式恢复), 都是通过执行SQL语句实现的,这牵涉到SQLite系统最复杂的子系统——SQL执行引擎。我们的恢复任务只需要遍历B-tree所有节点, 读出数据即可完成,不需要复杂的查询逻辑,因此最复杂的SQL引擎可以省略。同时,因为我们的系统是只读的, 写入恢复数据到新 DB 只要直接调用 SQLite 接口即可,因而可以省略同样比较复杂的B-tree平衡、Journal和同步等逻辑。 最后恢复用的最小系统只需要: VFS读取部分的接口(Open/Read/Close),或者直接用stdio的fopen/fread、Posix的open/read也可以 B-tree解析逻辑 Database File Format 详细描述了SQLite文件格式, 参照之实现B-tree解析可读取 SQLite DB。 实现了上面的逻辑,就能读出DB的数据进行恢复了,但还有一个小插曲。我们知道,使用SQLite查询一个表, 每一行的列数都是一致的,这是Schema层面保证的。但是在Schema的下面一层——B-tree层,没有这个保证。 B-tree的每一行(或者说每个entry、每个record)可以有不同的列数,一般来说,SQLite插入一行时, B-tree里面的列数和实际表的列数是一致的。但是当对一个表进行了ALTER TABLE ADD COLUMN操作, 整个表都增加了一列,但已经存在的B-tree行实际上没有做改动,还是维持原来的列数。 当SQLite查询到ALTER TABLE前的行,缺少的列会自动用默认值补全。恢复的时候,也需要做同样的判断和支持, 否则会出现缺列而无法插入到新的DB。 解析B-tree方案上线后,成功率约为78%。这个成功率计算方法为恢复成功的 Page 数除以总 Page 数。 由于是我们自己的系统,可以得知总 Page 数,使用恢复 Page 数比例的计算方法比人数更能反映真实情况。 B-tree解析好处是准备成本较低,不需要经常更新备份,对大部分表比较少的应用备份开销也小到几乎可以忽略, 成功恢复后能还原损坏时最新的数据,不受备份时限影响。 坏处是,和Dump一样,如果损坏到表的中间部分,比如非叶子节点,将导致后续数据无法读出。 落地实践: 剥离封装RepairKit: 从WCDB框架中,剥离修复组件,并且封装其C++的原始API为OC管理类。 备份 master 表的时机: 我们发现 SQLite 里面 B+树 算法的实现是 向下分裂 的,也就是说当一个叶子页满了需要分裂时,原来的叶子页会成为内部节点,然后新申请两个页作为他的叶子页。这就保证了根节点一旦下来,是再也不会变动的。master 表只会在新创建表或者删除一个表时才会发生变化,而CoreData的机制表明每一次数据库的变动都要改动版本标识,那么我通过缓存和查询版本标识的变动来确定何时进行备份,避免频繁备份。 备份文件有效性: 既然 DB 可以损坏,那么这个备份文件也会损坏,怎么办呢?我用了双备份,每一个版本备份两个文件,如果一个备份恢复失败,就会启动另一个备份文件恢复。 介入恢复时机: 当CoreData初始化SQLite前,校验SQLite的Head完整性,如果不完整,进行介入修复。 经过我深入研究证明了这已经是最佳做法。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/a66666225/article/details/81637368。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-11-23 18:22:40
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...务器还只是 32 位系统,运行着 Linux 2.2 版本(后来又升级到了 2.4 和 2.6,而 2.6 才支持 x86_64),只配置了很少的内存(2GB)和千兆网卡。 怎么在这样的系统中支持并发 1 万的请求呢? 从资源上来说,对 2GB 内存和千兆网卡的服务器来说,同时处理 10000 个请求,只要每个请求处理占用不到 200KB(2GB/10000)的内存和 100Kbit (1000Mbit/10000)的网络带宽就可以。 物理资源是足够的,是软件的问题,特别是网络的 I/O 模型问题。 I/O 的模型,文件 I/O和网络 I/O 模型也类似。 在 C10K 以前,Linux 中网络处理都用同步阻塞的方式,也就是每个请求都分配一个进程或者线程。 请求数只有 100 个时,这种方式自然没问题,但增加到 10000 个请求时,10000 个进程或线程的调度、上下文切换乃至它们占用的内存,都会成为瓶颈。 每个请求分配一个线程的方式不合适,为了支持 10000 个并发请求,有两个问题需要我们解决 第一,怎样在一个线程内处理多个请求,也就是要在一个线程内响应多个网络 I/O。以前的同步阻塞方式下,一个线程只能处理一个请求,到这里不再适用,是不是可以用非阻塞 I/O 或者异步 I/O 来处理多个网络请求呢? 第二,怎么更节省资源地处理客户请求,也就是要用更少的线程来服务这些请求。是不是可以继续用原来的 100 个或者更少的线程,来服务现在的 10000 个请求呢? I/O 模型优化 异步、非阻塞 I/O 的解决思路是我们在网络编程中经常用到的 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) 两种 I/O 事件通知的方式:水平触发和边缘触发,它们常用在套接字接口的文件描述符中。 水平触发:只要文件描述符可以非阻塞地执行 I/O ,就会触发通知。也就是说,应用程序可以随时检查文件描述符的状态,然后再根据状态,进行 I/O 操作。 边缘触发:只有在文件描述符的状态发生改变(也就是 I/O 请求达到)时,才发送一次通知。这时候,应用程序需要尽可能多地执行 I/O,直到无法继续读写,才可以停止。如果 I/O 没执行完,或者因为某种原因没来得及处理,那么这次通知也就丢失了。 I/O 多路复用的方法有很多实现方法,我带你来逐个分析一下。 第一种,使用非阻塞 I/O 和水平触发通知,比如使用 select 或者 poll。 根据刚才水平触发的原理,select 和 poll 需要从文件描述符列表中,找出哪些可以执行 I/O ,然后进行真正的网络 I/O 读写。由于 I/O 是非阻塞的,一个线程中就可以同时监控一批套接字的文件描述符,这样就达到了单线程处理多请求的目的。所以,这种方式的最大优点,是对应用程序比较友好,它的 API 非常简单。 但是,应用软件使用 select 和 poll 时,需要对这些文件描述符列表进行轮询,这样,请求数多的时候就会比较耗时。并且,select 和 poll 还有一些其他的限制。 select 使用固定长度的位相量,表示文件描述符的集合,因此会有最大描述符数量的限制。比如,在 32 位系统中,默认限制是 1024。并且,在 select 内部,检查套接字状态是用轮询的方法,再加上应用软件使用时的轮询,就变成了一个 O(n^2) 的关系。 而 poll 改进了 select 的表示方法,换成了一个没有固定长度的数组,这样就没有了最大描述符数量的限制(当然还会受到系统文件描述符限制)。但应用程序在使用 poll 时,同样需要对文件描述符列表进行轮询,这样,处理耗时跟描述符数量就是 O(N) 的关系。 除此之外,应用程序每次调用 select 和 poll 时,还需要把文件描述符的集合,从用户空间传入内核空间,由内核修改后,再传出到用户空间中。这一来一回的内核空间与用户空间切换,也增加了处理成本。 有没有什么更好的方式来处理呢?答案自然是肯定的。 第二种,使用非阻塞 I/O 和边缘触发通知,比如 epoll。既然 select 和 poll 有那么多的问题,就需要继续对其进行优化,而 epoll 就很好地解决了这些问题。 epoll 使用红黑树,在内核中管理文件描述符的集合,这样,就不需要应用程序在每次操作时都传入、传出这个集合。 epoll 使用事件驱动的机制,只关注有 I/O 事件发生的文件描述符,不需要轮询扫描整个集合。 不过要注意,epoll 是在 Linux 2.6 中才新增的功能(2.4 虽然也有,但功能不完善)。由于边缘触发只在文件描述符可读或可写事件发生时才通知,那么应用程序就需要尽可能多地执行 I/O,并要处理更多的异常事件。 第三种,使用异步 I/O(Asynchronous I/O,简称为 AIO)。 在前面文件系统原理的内容中,我曾介绍过异步 I/O 与同步 I/O 的区别。异步 I/O 允许应用程序同时发起很多 I/O 操作,而不用等待这些操作完成。而在 I/O 完成后,系统会用事件通知(比如信号或者回调函数)的方式,告诉应用程序。这时,应用程序才会去查询 I/O 操作的结果。 异步 I/O 也是到了 Linux 2.6 才支持的功能,并且在很长时间里都处于不完善的状态,比如 glibc 提供的异步 I/O 库,就一直被社区诟病。同时,由于异步 I/O 跟我们的直观逻辑不太一样,想要使用的话,一定要小心设计,其使用难度比较高。 工作模型优化 了解了 I/O 模型后,请求处理的优化就比较直观了。 使用 I/O 多路复用后,就可以在一个进程或线程中处理多个请求,其中,又有下面两种不同的工作模型。 第一种,主进程 + 多个 worker 子进程,这也是最常用的一种模型。这种方法的一个通用工作模式就是:主进程执行 bind() + listen() 后,创建多个子进程;然后,在每个子进程中,都通过 accept() 或 epoll_wait() ,来处理相同的套接字。 比如,最常用的反向代理服务器 Nginx 就是这么工作的。它也是由主进程和多个 worker 进程组成。主进程主要用来初始化套接字,并管理子进程的生命周期;而 worker 进程,则负责实际的请求处理。我画了一张图来表示这个关系。 这里要注意,accept() 和 epoll_wait() 调用,还存在一个惊群的问题。换句话说,当网络 I/O 事件发生时,多个进程被同时唤醒,但实际上只有一个进程来响应这个事件,其他被唤醒的进程都会重新休眠。 其中,accept() 的惊群问题,已经在 Linux 2.6 中解决了; 而 epoll 的问题,到了 Linux 4.5 ,才通过 EPOLLEXCLUSIVE 解决。 为了避免惊群问题, Nginx 在每个 worker 进程中,都增加一个了全局锁(accept_mutex)。这些 worker 进程需要首先竞争到锁,只有竞争到锁的进程,才会加入到 epoll 中,这样就确保只有一个 worker 子进程被唤醒。 不过,根据前面 CPU 模块的学习,你应该还记得,进程的管理、调度、上下文切换的成本非常高。那为什么使用多进程模式的 Nginx ,却具有非常好的性能呢? 这里最主要的一个原因就是,这些 worker 进程,实际上并不需要经常创建和销毁,而是在没任务时休眠,有任务时唤醒。只有在 worker 由于某些异常退出时,主进程才需要创建新的进程来代替它。 当然,你也可以用线程代替进程:主线程负责套接字初始化和子线程状态的管理,而子线程则负责实际的请求处理。由于线程的调度和切换成本比较低,实际上你可以进一步把 epoll_wait() 都放到主线程中,保证每次事件都只唤醒主线程,而子线程只需要负责后续的请求处理。 第二种,监听到相同端口的多进程模型。在这种方式下,所有的进程都监听相同的接口,并且开启 SO_REUSEPORT 选项,由内核负责将请求负载均衡到这些监听进程中去。这一过程如下图所示。 由于内核确保了只有一个进程被唤醒,就不会出现惊群问题了。比如,Nginx 在 1.9.1 中就已经支持了这种模式。 不过要注意,想要使用 SO_REUSEPORT 选项,需要用 Linux 3.9 以上的版本才可以。 C1000K 基于 I/O 多路复用和请求处理的优化,C10K 问题很容易就可以解决。不过,随着摩尔定律带来的服务器性能提升,以及互联网的普及,你并不难想到,新兴服务会对性能提出更高的要求。 很快,原来的 C10K 已经不能满足需求,所以又有了 C100K 和 C1000K,也就是并发从原来的 1 万增加到 10 万、乃至 100 万。从 1 万到 10 万,其实还是基于 C10K 的这些理论,epoll 配合线程池,再加上 CPU、内存和网络接口的性能和容量提升。大部分情况下,C100K 很自然就可以达到。 那么,再进一步,C1000K 是不是也可以很容易就实现呢?这其实没有那么简单了。 首先从物理资源使用上来说,100 万个请求需要大量的系统资源。比如, 假设每个请求需要 16KB 内存的话,那么总共就需要大约 15 GB 内存。 而从带宽上来说,假设只有 20% 活跃连接,即使每个连接只需要 1KB/s 的吞吐量,总共也需要 1.6 Gb/s 的吞吐量。千兆网卡显然满足不了这么大的吞吐量,所以还需要配置万兆网卡,或者基于多网卡 Bonding 承载更大的吞吐量。 其次,从软件资源上来说,大量的连接也会占用大量的软件资源,比如文件描述符的数量、连接状态的跟踪(CONNTRACK)、网络协议栈的缓存大小(比如套接字读写缓存、TCP 读写缓存)等等。 最后,大量请求带来的中断处理,也会带来非常高的处理成本。这样,就需要多队列网卡、中断负载均衡、CPU 绑定、RPS/RFS(软中断负载均衡到多个 CPU 核上),以及将网络包的处理卸载(Offload)到网络设备(如 TSO/GSO、LRO/GRO、VXLAN OFFLOAD)等各种硬件和软件的优化。 C1000K 的解决方法,本质上还是构建在 epoll 的非阻塞 I/O 模型上。只不过,除了 I/O 模型之外,还需要从应用程序到 Linux 内核、再到 CPU、内存和网络等各个层次的深度优化,特别是需要借助硬件,来卸载那些原来通过软件处理的大量功能。 C10M 显然,人们对于性能的要求是无止境的。再进一步,有没有可能在单机中,同时处理 1000 万的请求呢?这也就是 C10M 问题。 实际上,在 C1000K 问题中,各种软件、硬件的优化很可能都已经做到头了。特别是当升级完硬件(比如足够多的内存、带宽足够大的网卡、更多的网络功能卸载等)后,你可能会发现,无论你怎么优化应用程序和内核中的各种网络参数,想实现 1000 万请求的并发,都是极其困难的。 究其根本,还是 Linux 内核协议栈做了太多太繁重的工作。从网卡中断带来的硬中断处理程序开始,到软中断中的各层网络协议处理,最后再到应用程序,这个路径实在是太长了,就会导致网络包的处理优化,到了一定程度后,就无法更进一步了。 要解决这个问题,最重要就是跳过内核协议栈的冗长路径,把网络包直接送到要处理的应用程序那里去。这里有两种常见的机制,DPDK 和 XDP。 第一种机制,DPDK,是用户态网络的标准。它跳过内核协议栈,直接由用户态进程通过轮询的方式,来处理网络接收。 说起轮询,你肯定会下意识认为它是低效的象征,但是进一步反问下自己,它的低效主要体现在哪里呢?是查询时间明显多于实际工作时间的情况下吧!那么,换个角度来想,如果每时每刻都有新的网络包需要处理,轮询的优势就很明显了。比如: 在 PPS 非常高的场景中,查询时间比实际工作时间少了很多,绝大部分时间都在处理网络包; 而跳过内核协议栈后,就省去了繁杂的硬中断、软中断再到 Linux 网络协议栈逐层处理的过程,应用程序可以针对应用的实际场景,有针对性地优化网络包的处理逻辑,而不需要关注所有的细节。 此外,DPDK 还通过大页、CPU 绑定、内存对齐、流水线并发等多种机制,优化网络包的处理效率。 第二种机制,XDP(eXpress Data Path),则是 Linux 内核提供的一种高性能网络数据路径。它允许网络包,在进入内核协议栈之前,就进行处理,也可以带来更高的性能。XDP 底层跟我们之前用到的 bcc-tools 一样,都是基于 Linux 内核的 eBPF 机制实现的。 XDP 的原理如下图所示: 你可以看到,XDP 对内核的要求比较高,需要的是 Linux 4.8 以上版本,并且它也不提供缓存队列。基于 XDP 的应用程序通常是专用的网络应用,常见的有 IDS(入侵检测系统)、DDoS 防御、 cilium 容器网络插件等。 总结 C10K 问题的根源,一方面在于系统有限的资源;另一方面,也是更重要的因素,是同步阻塞的 I/O 模型以及轮询的套接字接口,限制了网络事件的处理效率。Linux 2.6 中引入的 epoll ,完美解决了 C10K 的问题,现在的高性能网络方案都基于 epoll。 从 C10K 到 C100K ,可能只需要增加系统的物理资源就可以满足;但从 C100K 到 C1000K ,就不仅仅是增加物理资源就能解决的问题了。这时,就需要多方面的优化工作了,从硬件的中断处理和网络功能卸载、到网络协议栈的文件描述符数量、连接状态跟踪、缓存队列等内核的优化,再到应用程序的工作模型优化,都是考虑的重点。 再进一步,要实现 C10M ,就不只是增加物理资源,或者优化内核和应用程序可以解决的问题了。这时候,就需要用 XDP 的方式,在内核协议栈之前处理网络包;或者用 DPDK 直接跳过网络协议栈,在用户空间通过轮询的方式直接处理网络包。 当然了,实际上,在大多数场景中,我们并不需要单机并发 1000 万的请求。通过调整系统架构,把这些请求分发到多台服务器中来处理,通常是更简单和更容易扩展的方案。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_23864697/article/details/114626793。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-04-11 18:25:52
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...技术不仅在Linux系统中扮演重要角色,而且在现代操作系统和云计算环境中也愈发关键。近期,随着容器化技术和微服务架构的广泛应用,内存映射机制对于提高系统资源利用率、实现高效的数据共享与交换具有重要意义。 例如,在Docker和Kubernetes等容器平台中,mmap系统调用被用于实现容器内部进程与宿主机文件系统的高效交互,以及容器间共享内存通信。通过内存映射,容器可以将宿主机上的持久化存储直接加载到内存中,实现数据的快速读取与更新,极大地提升了I/O性能。 此外,针对云原生环境下的大规模并行计算和实时数据处理场景,研究者们正在探索如何优化mmap以适应更高的并发需求和更低延迟的要求。2021年,有研究人员提出了一种改进的内存映射策略,旨在减少在高负载环境下由于频繁的内存映射操作导致的系统开销,并已在分布式数据库和大数据分析应用中取得了显著效果。 同时,内存映射的安全性问题也引起了业界的关注。今年早些时候,一项安全研究报告揭示了利用mmap进行提权攻击的新方法,再次提醒开发者在享受内存映射带来的便利时,也需要关注其潜在的安全风险,并采取相应的防御措施。 总之,内存映射作为底层系统调用的重要组成部分,其发展与优化将持续影响着整个软件生态系统的性能表现与安全性,值得广大开发者和技术研究者深入探究和实践。
2023-09-20 22:49:12
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...况时能够更高效地释放资源,从而提升了程序的健壮性和稳定性。此外,.NET 6引入了一个名为“Global Exception Filters”的新特性,允许开发者在应用程序级别定义统一的异常筛选和处理逻辑,这为全局异常处理提供了更加灵活和强大的工具。 同时,针对自定义异常类的设计原则,社区专家建议遵循SOLID设计原则,确保异常类具备良好的可扩展性和易用性。例如,通过实现Exception基类并提供丰富的上下文信息,可以帮助开发团队和API用户更快定位问题根源,进而提升软件质量及维护效率。 另外,关于何时抛出或捕获异常的讨论也在持续进行中。有文章深度剖析了《Effective C》一书中提出的异常使用准则,并结合实际案例分析了过度使用异常可能导致的性能损耗和代码可读性下降等问题。因此,提倡在编写代码时采用防御性编程策略,如预先检查参数的有效性、合理运用Try-Parse等方法,以减少不必要的异常抛出。 综上所述,随着.NET技术的发展和业界最佳实践的不断演进,深入学习和掌握最新的异常处理技巧,将有助于我们在日常开发工作中构建更为稳定、高效的软件系统。
2023-04-13 13:38:26
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...将 AI 定位为操作系统的核心,并侧重于提供智能且简洁的体验。让我们一起来了解下这个版本带来了哪些全新功能。 Android P Beta 为开发者提供了丰富的方法来使用这些全新的、智能化的功能,并且更好地提升用户参与度。 您可在 Pixel 设备上立刻参与 Android P Beta的体验。另外,得益于 Project Treble,您也可在我们合作伙伴推出的高端机型 (请查看今天推送的文章) 上体验到这个全新版本,如 Essential、诺基亚、Oppo、索尼、Vivo 和小米,更多机型也即将加入体验阵营。 请 点击访问此网站 了解支持本次体验的全部设备,以及如何在这些设备上安装 Android P Beta。想要为 Android P Beta 开发应用,请 点击访问此网站。 请点击蓝色字体前往 “Android Developers 官方文档”查看详细说明 以机器学习为核心,打造 “更加智能的” 智能手机 Android P 让智能手机可以学习用户、适应用户,从而使 “智能” 更为智能。现在您的应用可以借助本地硬件中的机器学习成果,来触达更多受众,并为他们提供前所未有的体验。 · 动态电量管理 (Adaptive Battery) 无论用户们使用的是何种手机,电量一直都是他们最为关心问题。在 Android P 中,我们和 DeepMind 合作推出了一个全新功能,即动态电量管理 (Adaptive Battery),来优化各个应用的电量使用。 动态电量管理通过机器学习来管理用户们最关心的那些应用所能占用的系统资源。各个应用会被划分到四个不同的群组里,这些群组对系统资源调用有不同的限制,我们称之为 “应用待机群组 (App Standby buckets)”。随着用户的使用,应用会在这四个群组里切换,那些不在 “活跃 (active)” 组里的应用在包括任务 (jobs)、警报、网络以及高优先级的 Firebase Cloud Messages 等资源调用上会受到相应的限制。 如果您的应用已经针对 Doze, App Standby 和后台运行限制做过优化,那么它就应该已经能和动态电量管理完美配合。我们建议您在四个应用待机群组中都对自己的 app 进行测试,请阅读相关文档了解详情。 · App Actions 当用户想要做一个操作的时候,App Actions 会推荐能帮助他们完成这个操作的 app,而且这个推荐的功能会覆盖整个操作系统中的重要交互环节,比如启动器 (Launcher)、智能文本选择、Google Play、Google Search 应用,以及 Assistant。 App Actions 通过机器学习来分析用户最近的行为或使用场景,从而筛选出需要推荐的应用。由于这些推荐与用户当前想要做的事情高度关联,所以这套机制非常利于拓展新用户以及促活现有用户。 只需将您应用中的各个功能定义为语义意图 (semantic intent),便可以充分享受 App Actions 带来的好处。App Actions 中的意图和我们早些时候在 Google Assistant 上推出的语音对谈式动作 (Conversational Action) 是使用同一套通用意图分类,这个分类支持语音控制的音箱、智能屏幕、车载系统、电视、耳机等设备。由于不需要额外的 API 接口,所以只要用户的 Android 平台版本支持,App Actions 就可以正常使用了。 App Actions 很快就会面向开发者发布,如果您希望收到这方面的通知,请点击这里找到相关链接参与订阅。 · Slices 和 App Actions 一同到来的新功能还有 Slices,这个功能可以让您的应用以模块化、富交互的形式插入到多个使用场景中,比如 Google Search 和 Assistant。Slices 支持的交互包括 actions、开关、滑动条、滑动内容等等。 Slices 是让内容与用户联系的极佳方式,所以我们希望它可以在更多的场景中出现。除了在 Android P 上对这个功能进行了平台级别的整合外, Slices 的 API 和模板也加入到了 Android Jetpack 里。Android Jetpack 是我们全新打造的一套创建优秀应用的工具和库,通过 Android Jetpack,您制作的 Slices 能在 Kitkat (API 等级 19) 及更高版本上使用 —— 这覆盖了 95% 的已激活 Android 设备。我们也会定期更新 Slices 的模板来支持更多类型的场景和交互 (比如文本输入)。 请查阅上手指南以了解如何制作 Slices,使用 SliceViewer 工具查看您做好的 Slices。接下来,我们计划进一步拓展其使用场景,包括在其他 app 中展现您的 Slices。 · 通知智能回复 (Smart reply in notifications) 机器智能可以为用户体验带来非常积极的进化,Gmail 和 Inbox 里的智能回复功能已经成功地证明了这一点。在 Android P 中,通知消息也加入了智能回复功能,而且我们准备了 API 让您可以为用户带来更度身的使用感受。用来帮助您更轻松地在通知中生成回复的 ML Kit 很快就会到来,请 点击访问此网站 了解详情。 · 文本识别 (Text Classifier) 在 Android P 中,我们将识别文本的机器学习模型进行了扩展,使得它可以识别出诸如日期或航班号这样的信息,并通过 TextClassifier API 来让开发者使用到这些改进。我们还更新了 Linkify API 来利用文本识别的结果生成链接,并为用户提供了更多点击后的选项,从而让他们得以更快地进行下一步操作。当然,开发者也可以在给文本识别出来的信息添加链接时拥有更多的选项。智能 Linkify 在识别精准度以及速度上都有明显的提升。 这个模型现在正在通过 Google Play 进行更新,所以您的应用使用现有的 API 就可以享受到本次更新所带来的变化。在安装更新完的模型后,设备即可直接在本地识别文本里的各种信息,而且这些识别出来的信息只保存在您的手机上而不会通过网络流传出去。 请点击蓝色字体前往 “Android Developers 官方文档”查看详细说明 简洁 (Simplicity) 在 Android P,我们格外强调简洁,并据此改进 Android 的 UI 从而帮助用户们更流畅、更高效地完成操作。对开发者来说,简洁的系统则会帮助用户更容易查找、使用和管理您的应用。 · 全新系统导航 (New system navigation) 我们为 Android P 设计了全新的系统导航,只需使用下图中这个在所有界面中都能看到的小按钮,即可更轻松地访问手机主屏、概览页以及 Assistant。新导航系统也使多任务切换及发现关联应用变得更加简单。在概览页,用户可以拥有更大的视野来查看他们之前中断的操作,这自然也会让他们更容易找到并回到之前的应用中。概览页也提供了搜索、预测推荐应用以及上文提到的 App Actions,而且只需再多划一次即可进入所有应用的列表。 · 文字放大镜 (Text Magnifier) 在 Android P 中,我们加入了新的放大镜工具 (Magnifier widget),使选择文本和调整光标位置变得更加轻松。默认情况下,所有继承自 TextView 的类都会自动支持放大镜,但您也可以使用放大镜 API 将它添加到任何自定义的视图上,从而打造更多样化的体验。 · 后台限制 (Background restrictions) 用户可以更加简单地找到并管理那些在后台消耗电量的应用。通过 Android Vitals 积累下来的成果,Android 可以识别那些过度消耗电量的行为,如滥用唤醒锁定等。在 Android P 中,电池设置页面直接列出了这些过度消耗电量的应用,用户只需一次点击就可以限制它们在后台的活动。 一旦应用被限制,那么它的后台任务、警报、服务以及网络访问都会受限。想要避免被限制的话,请留意 Play Console 中的Android Vitals 控制面板,帮助您了解如何提高性能表现以及优化电量消耗。 后台限制能有效保护系统资源不被恶意消耗,从而确保开发者的应用在不同制造商的不同设备上也能拥有一个基础的合理的运行环境。虽然制造商可以在限制列表上额外添加限制的应用,但它们也必须在电池设置页面为用户开放这些限制的控制权。 我们添加了一个标准 API 来帮助应用知晓自己是否被限制,以及一个 ADB 命令来帮助开发者手动限制应用,从而进行测试。具体请参阅相关文档。接下来我们计划在 Play Console 的 Android Vitals 控制面板里添加一个统计数据,以展示应用受到限制的情况。 · 使用动态处理增强音频 (Enhanced audio with Dynamics Processing) Android P 在音频框架里加入了动态处理效果 (Dynamic Processing Effect) 来帮助开发者改善声音品质。通过动态处理,您可以分离出特定频率的声音,降低过大的音量,或者增强那些过小的音量。举例来说,即便说话者离麦克风较远,而且身处嘈杂或者被刺耳的各种环境音包围的地方,您的应用依然可以有效分离并增强他/她的细语。 动态处理 API 提供了多声场、多频段的动态处理效果,包括一个预均衡器、一个多频段压缩器,一个后均衡器以及一个串联的音量限制器。这样您就可以根据用户的喜好或者环境的变化来控制 Android 设备输出的声音。频段数量以及各个声场的开关都完全可控,大多数参数都支持实时控制,如增益、信号的压缩/释放 (attack/release) 时长,阈值等等。 请点击蓝色字体前往 “Android Developers 官方文档”查看详细说明 安全 (Security) · 用户识别提示 (Biometric prompt) Android P 为市面上涌现出来的各种用户识别机制在系统层面提供了统一的使用体验,应用们不再需要自行提供用户识别操作界面,而只需要使用统一的 BiometricPrompt API 即可。这套全新的 API 替代了 DP1 版本中的 FingerprintDialog API,且支持包括指纹识别 (包括屏幕下指纹识别)、面部识别以及虹膜识别,而且所有系统支持的用户识别需求都包含在一个 USE_BIOMETRIC 权限里。FingerprintManager 以及对应的 USE_FINGERPRINT 权限已经被废弃,请开发者尽快转用 BiometricPrompt。 · 受保护的确认操作 (Protected Confirmation) Android P 新增了受保护的确认操作 (Android Protected Confirmation),这个功能使用可信执行环境 (Trusted Execution Environment, TEE) 来确保一个显示出来的提示文本被真实用户确认。只有在用户确认之后,TEE 才会放行这个文本并可由应用去验证。 · 对私有密钥的增强保护 (Stronger protection for private keys) 我们添加了一个新的 KeyStore 类型,StrongBox。并提供对应的 API 来支持那些提供了防入侵硬件措施的设备,比如独立的 CPU,内存以及安全存储。您可以在 KeyGenParameterSpec 里决定您的密钥是否该交给 StrongBox 安全芯片来保存。 Android P Beta 为用户带来新版本的 Android 需要 Google、芯片供应商以及设备制造商和运营商的共同努力。这个过程中充满了技术挑战,并非一日之功 —— 为了让这个过程更加顺畅,去年我们启动了 Project Treble,并将其包含在 Android Oreo 中。我们与合作伙伴们一直在努力开发这个项目,也已经看到 Treble 所能带来的机遇。 我们宣布,以下 6 家顶级合作伙伴将和我们一起把 Android P Beta 带给全世界的用户,这些设备包括:索尼 Xperia XZ2, 小米 Mi Mix 2S, 诺基亚 7 Plus, Oppo R15 Pro, Vivo X21UD 和 X21, 以及 Essential PH‑1。此外,再加上 Pixel 2, Pixel 2 XL, Pixel 和 Pixel XL,我们希望来自世界各地的早期体验者以及开发者们都能通过这些设备体验到 Android P Beta。 您可查看今天推送的文章查阅支持 beta 体验的合作伙伴和 Pixel 设备清单,并能看到每款设备的详细配置说明。如果您使用 Pixel 设备,现在就可以加入 Android Beta program,然后自动获得最新的 Android P Beta。 马上开始在您喜欢的设备上体验 Android P Beta 吧,欢迎您向我们反馈意见和建议!并请继续关注 Project Treble 的最新动态。 确保 app 兼容 随着越来越多的用户开始体验 Android P Beta,是时候开始测试您 app 的兼容性,以尽早解决在测试中发现的问题并尽快发布更新。请查看迁移手册了解操作步骤以及 Android P 的时间推进表。 请从 Google Play 下载您的应用,并在运行 Android P Beta 的设备或模拟器上测试用户流程。确保您的应用体验良好,并正确处理 Android P 的行为变更。尤其注意动态电量管理、Wi-Fi 权限变化、后台调用摄像头以及传感器的限制、针对应用数据的 SELinux 政策、默认启用 TLS 的变化,以及 Build.SERIAL 限制。 · 公开 API 的兼容性 (Compatibility through public APIs) 针对非 SDK 接口的测试十分重要。正如我们之前所强调的,在 Android P 中,我们将逐渐收紧一些非 SDK 接口的使用,这也要求广大的开发者们,包括 Google 内部的应用团队,使用公开 API。 如果您的应用正在使用私有 Android API 或者库,您需要改为使用 Android SDK 或 NDK 公开的 API。我们在 DP1 里已经对使用私有接口的开发者发出了警告信息,从 Android P Beta 开始,调用非 SDK 接口将会报错 (部分被豁免的私有 API 除外) —— 也就是说您的应用将会遭遇异常,而不再只是警告了。 为了帮助您定位非 SDK API 的使用情况,我们在 StrictMode 里加入了两个新的方法。您可以使用 detectNonSdkApiUsage() 在应用通过反射或 JNI 调用非 SDK API 的时候收到警报,您还可以使用 permitNonSdkApiUsage() 来阻止 StrictMode 针对这些调用报错。这些方法都可助您了解应用调用非 SDK API 的情况,但请注意,即便调用的 API 暂时得到了豁免,最保险的做法依然是尽快放弃对它们的使用。 如果您确实遇到了公开 API 无法满足需求的情况,请立刻告知我们。更多详细内容请查看相关文档。 · 凹口屏测试 (Test with display cutout) 针对凹口屏测试您的应用也十分重要。现在您可以在运行 Android P Beta 的合作伙伴机型上测试,确保您的应用在凹口屏上表现良好。同时,您也可以在 Android P 设备的开发者选项里打开对凹口屏的模拟,对您的应用做相应测试。 体验 Android P 在准备好开发条件后,请深入了解 Android P 并学习可以在您的应用中使用到的全新功能和 API。为了帮助您更轻松地探索和使用新 API,请查阅 API 变化报告 (API 27->DP2, DP1->DP2) 以及 Android P API 文档。访问开发者预览版网站了解详情。 下载/更新 Android P 开发者预览版 SDK 和工具包至 Android Studio 3.1,或使用最新版本的 Android Studio 3.2。如果您手边没有 Android P Beta 设备 (或查看今天推送的次条文章),请使用 Android P 模拟器来运行和测试您的应用。 您的反馈一直都至关重要,我们欢迎您畅所欲言。如果您在开发或测试过程中遇到了问题,请在文章下方留言给我们。再次感谢大家一路以来的支持。 请点击蓝色字体前往 “Android Developers 官方文档”查看详细说明 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_34258782/article/details/87952581。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-04-10 18:19:36
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...节约大量的服务器端的系统资源,并且提供更好的用户体验。 创建正则表达式 创建正则表达式和创建字符串类似,创建正则表达式提供了两种方法,一种是采用 new 运算符,另一个是采用字面量方式。 两种创建方式 var box = new RegExp('box'); // 第一个参数字符串var box = new RegExp('box', 'ig'); // 第二个参数可选模式修饰符 模式修饰符的可选参数 参数 含义 i 忽略大小写 g 全局匹配 m 多行匹配 var box = /box/; // 直接用两个反斜杠var box = /box/ig; // 在第二个斜杠后面加上模式修饰符 测试正则表达式 RegExp 对象包含两个方法:test()和 exec(),功能基本相似,用于测试字符串匹配。test()方法在字符串中查找是否存在指定的正则表达式并返回布尔值,如果存在则返回 true,不存在则返回 false。exec()方法也用于在字符串中查找指定正则表达式,如果 exec()方法执行成功,则返回包含该查找字符串的相关信息数组。如果执行失败,则返回 null。 RegExp 对象的方法 方法 功能 test 在字符串中测试模式匹配,返回 true 或 false exec 在字符串中执行匹配搜索,返回结果数组 // 使用 new 运算符的 test 方法示例var pattern = new RegExp('box', 'i'); // 创建正则模式,不区分大小写var str = 'This is a Box!'; // 创建要比对的字符串alert(pattern.test(str)); // 通过 test()方法验证是否匹配// 使用字面量方式的 test 方法示例var pattern = /box/i; // 创建正则模式,不区分大小写var str = 'This is a Box!';alert(pattern.test(str));// 使用一条语句实现正则匹配alert(/box/i.test('This is a Box!')); // 模式和字符串替换掉了两个变量// 使用 exec 返回匹配数组var pattern = /box/i;var str = 'This is a Box!';alert(pattern.exec(str)); // 匹配了返回数组,否则返回 null 使用字符串的正则表达式方法 除了 test()和 exec()方法,String 对象也提供了 4 个使用正则表达式的方法。 String 对象中的正则表达式方法 方法 含义 match(pattern) 返回 pattern 中的子串或 null replace(pattern, replacement) 用 replacement 替换 pattern search(pattern) 返回字符串中 pattern 开始位置 split(pattern) 返回字符串按指定 pattern 拆分的数组 // 使用 match 方法获取获取匹配数组var pattern = /box/ig; // 全局搜索var str = 'This is a Box!,That is a Box too';alert(str.match(pattern)); // 匹配到两个 Box,Boxalert(str.match(pattern).length); // 获取数组的长度// 使用 search 来查找匹配数据var pattern = /box/ig;var str = 'This is a Box!,That is a Box too';alert(str.search(pattern)); // 查找到返回位置,否则返回-1 因为 search 方法查找到即返回,也就是说无需 g 全局。 // 使用 replace 替换匹配到的数据var pattern = /box/ig;var str = 'This is a Box!,That is a Box too';alert(str.replace(pattern, 'Tom')); // 将 Box 替换成了 Tom// 使用 split 拆分成字符串数组var pattern = / /ig;var str = 'This is a Box!,That is a Box too';alert(str.split(pattern)); // 将空格拆开分组成数组 RegExp 对象的静态属性 属性 短名 含义 input $_ 当前被匹配的字符串 lastMatch $& 最后一个匹配字符串 lastParen $+ 最后一对圆括号内的匹配子串 leftContext $ 最后一次匹配前的子串 multiline $ 用于指定是否所有的表达式都用于多行的布尔值 rightContext $’ 在上次匹配之后的子串 // 使用静态属性var pattern = /(g)oogle/;var str = 'This is google!';pattern.test(str); // 执行一下alert(RegExp.input); // This is google!alert(RegExp.leftContext); // This isalert(RegExp.rightContext); // !alert(RegExp.lastMatch); // googlealert(RegExp.lastParen); // galert(RegExp.multiline); // false Opera 不支持 input、lastMatch、lastParen 和 multiline 属性。IE 不支持 multiline 属性。所有的属性可以使用短名来操作。RegExp.input 可以改写成 RegExp['$_'],依次类推。但 RegExp.input 比较特殊,它还可以写成 RegExp.$_。 RegExp 对象的实例属性 属性 含义 global Boolean 值,表示 g 是否已设置 ignoreCase Boolean 值,表示 i 是否已设置 lastIndex 整数,代表下次匹配将从哪里字符位置开始 multiline Boolean 值,表示 m 是否已设置 Source 正则表达式的源字符串形式 // 使用实例属性var pattern = /google/ig;alert(pattern.global); // true,是否全局了alert(pattern.ignoreCase); // true,是否忽略大小写alert(pattern.multiline); // false,是否支持换行alert(pattern.lastIndex); // 0,下次的匹配位置alert(pattern.source); // google,正则表达式的源字符串var pattern = /google/g;var str = 'google google google';pattern.test(str); // google,匹配第一次alert(pattern.lastIndex); // 6,第二次匹配的位 以上基本没什么用。并且 lastIndex 在获取下次匹配位置上 IE 和其他浏览器有偏差 ,主要表现在非全局匹配上。lastIndex 还支持手动设置,直接赋值操作。 获取控制 正则表达式元字符是包含特殊含义的字符。它们有一些特殊功能,可以控制匹配模式的方式。反斜杠后的元字符将失去其特殊含义。 字符类:单个字符和数字 元字符/元符号 匹配情况 . 匹配除换行符外的任意字符 [a-z0-9] 匹配括号中的字符集中的任意字符 [^a-z0-9] 匹配任意不在括号中的字符集中的字符 \d 匹配数字 \D 匹配非数字,同[^0-9]相同 \w 匹配字母和数字及_ \W 匹配非字母和数字及_ 字符类:空白字符 元字符/元符号 匹配情况 \0 匹配 null 字符 \b 匹配空格字符 \f 匹配进纸字符 \n 匹配换行符 \r 匹配回车字符 \t 匹配制表符 \s 匹配空白字符、空格、制表符和换行符 \S 匹配非空白字符 字符类:锚字符 元字符/元符号 匹配情况 ^ 行首匹配 $ 行尾匹配 \A 只有匹配字符串开始处 \b 匹配单词边界,词在[]内时无效 \B 匹配非单词边界 \G 匹配当前搜索的开始位置 \Z 匹配字符串结束处或行尾 \z 只匹配字符串结束处 字符类:重复字符 元字符/元符号 匹配情况 x? 匹配 0 个或 1 个 x x 匹配 0 个或任意多个 x x+ 匹配至少一个 x (xyz)+ 匹配至少一个(xyz) x{m,n} 匹配最少 m 个、最多 n 个 x 字符类:替代字符 元字符/元符号 匹配情况 this where 字符类:记录字符 元字符/元符号 匹配情况 (string) 用于反向引用的分组 \1 或$1 匹配第一个分组中的内容 \2 或$2 匹配第二个分组中的内容 \3 或$3 匹配第三个分组中的内容 // 使用点元字符var pattern = /g..gle/; // .匹配一个任意字符var str = 'google';alert(pattern.test(str));// 重复匹配var pattern = /g.gle/; // .匹配 0 个一个或多个var str = 'google'; //,?,+,{n,m}alert(pattern.test(str));// 使用字符类匹配var pattern = /g[a-zA-Z_]gle/; // [a-z]表示任意个 a-z 中的字符var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /g[^0-9]gle/; // [^0-9]表示任意个非 0-9 的字符var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /[a-z][A-Z]+/; // [A-Z]+表示 A-Z 一次或多次var str = 'gOOGLE';alert(pattern.test(str));// 使用元符号匹配var pattern = /g\wgle/; // \w匹配任意多个所有字母数字_var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /google\d/; // \d匹配任意多个数字var str = 'google444';alert(pattern.test(str));var pattern = /\D{7,}/; // \D{7,}匹配至少 7 个非数字var str = 'google8';alert(pattern.test(str));// 使用锚元字符匹配var pattern = /^google$/; // ^从开头匹配,$从结尾开始匹配var str = 'google';alert(pattern.test(str));var pattern = /goo\sgle/; // \s 可以匹配到空格var str = 'goo gle';alert(pattern.test(str));var pattern = /google\b/; // \b 可以匹配是否到了边界var str = 'google';alert(pattern.test(str));// 使用或模式匹配var pattern = /google|baidu|bing/; // 匹配三种其中一种字符串var str = 'google';alert(pattern.test(str));// 使用分组模式匹配var pattern = /(google){4,8}/; // 匹配分组里的字符串 4-8 次var str = 'googlegoogle';alert(pattern.test(str));var pattern = /8(.)8/; // 获取 8..8 之间的任意字符var str = 'This is 8google8';str.match(pattern);alert(RegExp.$1); // 得到第一个分组里的字符串内容var pattern = /8(.)8/;var str = 'This is 8google8';var result = str.replace(pattern,'<strong>$1</strong>'); // 得到替换的字符串输出document.write(result);var pattern = /(.)\s(.)/;var str = 'google baidu';var result = str.replace(pattern, '$2 $1'); // 将两个分组的值替换输出document.write(result); 贪婪 惰性 + +? ? ?? ? {n} {n}? {n,} {n,}? {n,m} {n,m}? // 关于贪婪和惰性var pattern = /[a-z]+?/; // ?号关闭了贪婪匹配,只替换了第一个var str = 'abcdefjhijklmnopqrstuvwxyz';var result = str.replace(pattern, 'xxx');alert(result);var pattern = /8(.+?)8/g; // 禁止了贪婪,开启的全局var str = 'This is 8google8, That is 8google8, There is 8google8';var result = str.replace(pattern,'<strong>$1</strong>');document.write(result);var pattern = /8([^8])8/g; // 另一种禁止贪婪var str = 'This is 8google8, That is 8google8, There is 8google8';var result = str.replace(pattern,'<strong>$1</strong>');document.write(result);// 使用 exec 返回数组var pattern = /^[a-z]+\s[0-9]{4}$/i;var str = 'google 2012';alert(pattern.exec(str)); // 返回整个字符串var pattern = /^[a-z]+/i; // 只匹配字母var str = 'google 2012';alert(pattern.exec(str)); // 返回 googlevar pattern = /^([a-z]+)\s([0-9]{4})$/i; // 使用分组var str = 'google 2012';alert(pattern.exec(str)[0]); // google 2012alert(pattern.exec(str)[1]); // googlealert(pattern.exec(str)[2]); // 2012// 捕获性分组和非捕获性分组var pattern = /(\d+)([a-z])/; // 捕获性分组var str = '123abc';alert(pattern.exec(str));var pattern = /(\d+)(?:[a-z])/; // 非捕获性分组var str = '123abc';alert(pattern.exec(str));// 使用分组嵌套var pattern = /(A?(B?(C?)))/; // 从外往内获取var str = 'ABC';alert(pattern.exec(str));// 使用前瞻捕获var pattern = /(goo(?=gle))/; // goo 后面必须跟着 gle 才能捕获var str = 'google';alert(pattern.exec(str));// 使用特殊字符匹配var pattern = /\.\[\/b\]/; // 特殊字符,用\符号转义即可var str = '.[/b]';alert(pattern.test(str));// 使用换行模式var pattern = /^\d+/mg; // 启用了换行模式var str = '1.baidu\n2.google\n3.bing';var result = str.replace(pattern, '');alert(result); 常用的正则 检查邮政编码 var pattern = /[1-9][0-9]{5}/; // 共 6 位数字,第一位不能为 0var str = '224000';alert(pattern.test(str)); 检查文件压缩包 var pattern = /[\w]+\.zip|rar|gz/; // \w 表示所有数字和字母加下划线var str = '123.zip'; // \.表示匹配.,后面是一个选择alert(pattern.test(str)); 删除多余空格 var pattern = /\s/g; // g 必须全局,才能全部匹配var str = '111 222 333';var result = str.replace(pattern,''); // 把空格匹配成无空格alert(result); 删除首尾空格 var pattern = /^\s+/; // 强制首var str = ' goo gle ';var result = str.replace(pattern, '');pattern = /\s+$/; // 强制尾result = result.replace(pattern, '');alert('|' + result + '|');var pattern = /^\s(.+?)\s$/; // 使用了非贪婪捕获var str = ' google ';alert('|' + pattern.exec(str)[1] + '|');var pattern = /^\s(.+?)\s$/;var str = ' google ';alert('|' + str.replace(pattern, '$1') + '|'); // 使用了分组获取 简单的电子邮件验证 var pattern = /^([a-zA-Z0-9_\.\-]+)@([a-zA-Z0-9_\.\-]+)\.([a-zA-Z]{2,4})$/;var str = 'yc60.com@gmail.com';alert(pattern.test(str));var pattern = /^([\w\.\-]+)@([\w\.\-]+)\.([\w]{2,4})$/;var str = 'yc60.com@gmail.com';alert(pattern.test(str)); 3、Function类型 在 ECMAScript 中,Function(函数)类型实际上是对象。每个函数都是 Function 类型的实例,而且都与其他引用类型一样具有属性和方法。由于函数是对象,因此函数名实际上也是一个指向函数对象的指针。 函数的声明方式 普通的函数声明 function box(num1, num2) {return num1+ num2;} 使用变量初始化函数 var box= function(num1, num2) {return num1 + num2;}; 使用 Function 构造函数 var box= new Function('num1', 'num2' ,'return num1 + num2'); 第三种方式我们不推荐,因为这种语法会导致解析两次代码(第一次解析常规 ECMAScript 代码,第二次是解析传入构造函数中的字符串),从而影响性能。但我们可以通过这种语法来理解"函数是对象,函数名是指针"的概念。 作为值的函数 ECMAScript 中的函数名本身就是变量,所以函数也可以作为值来使用。也就是说,不仅可以像传递参数一样把一个函数传递给另一个函数,而且可以将一个函数作为另一个函数的结果返回。 function box(sumFunction, num) {return sumFunction(num); // someFunction}function sum(num) {return num + 10;}var result = box(sum, 10); // 传递函数到另一个函数里 函数内部属性 在函数内部,有两个特殊的对象:arguments 和 this。arguments 是一个类数组对象,包含着传入函数中的所有参数,主要用途是保存函数参数。但这个对象还有一个名叫 callee 的属性,该属性是一个指针,指向拥有这个 arguments 对象的函数。 function box(num) {if (num <= 1) {return 1;} else {return num box(num-1); // 一个简单的的递归} } 对于阶乘函数一般要用到递归算法,所以函数内部一定会调用自身;如果函数名不改变是没有问题的,但一旦改变函数名,内部的自身调用需要逐一修改。为了解决这个问题,我们可以使用 arguments.callee 来代替。 function box(num) {if (num <= 1) {return 1;} else {return num arguments.callee(num-1); // 使用 callee 来执行自身} } 函数内部另一个特殊对象是 this,其行为与 Java 和 C中的 this 大致相似。换句话说 ,this 引用的是函数据以执行操作的对象,或者说函数调用语句所处的那个作用域。当在全局作用域中调用函数时,this 对象引用的就是 window。 // 便于理解的改写例子window.color = '红色的'; // 全局的,或者 var color = '红色的';也行alert(this.color); // 打印全局的 colorvar box = {color : '蓝色的', // 局部的 colorsayColor : function () {alert(this.color); // 此时的 this 只能 box 里的 color} };box.sayColor(); // 打印局部的 coloralert(this.color); // 还是全局的// 引用教材的原版例子window.color = '红色的'; // 或者 var color = '红色的';也行var box = {color : '蓝色的'};function sayColor() {alert(this.color); // 这里第一次在外面,第二次在 box 里面}getColor();box.sayColor = sayColor; // 把函数复制到 box 对象里,成为了方法box.sayColor(); 函数属性和方法 ECMAScript 中的函数是对象,因此函数也有属性和方法。每个函数都包含两个属性 :length 和 prototype。其中,length 属性表示函数希望接收的命名参数的个数。 function box(name, age) {alert(name + age);}alert(box.length); // 2 对于 prototype 属性,它是保存所有实例方法的真正所在,也就是原型。这个属性 ,我们将在面向对象一章详细介绍。而 prototype 下有两个方法:apply()和 call(),每个函数都包含这两个非继承而来的方法。这两个方法的用途都在特定的作用域中调用函数,实际上等于设置函数体内 this 对象的值。 function box(num1, num2) {return num1 + num2; // 原函数}function sayBox(num1, num2) {return box.apply(this, [num1, num2]); // this 表示作用域,这里是 window} // []表示 box 所需要的参数function sayBox2(num1, num2) {return box.apply(this, arguments); // arguments 对象表示 box 所需要的参数}alert(sayBox(10,10)); // 20alert(sayBox2(10,10)); // 20 call()方法于 apply()方法相同,他们的区别仅仅在于接收参数的方式不同。对于 call()方法而言,第一个参数是作用域,没有变化,变化只是其余的参数都是直接传递给函数的。 function box(num1, num2) {return num1 + num2;}function callBox(num1, num2) {return box.call(this, num1, num2); // 和 apply 区别在于后面的传参}alert(callBox(10,10)); 事实上,传递参数并不是 apply()和 call()方法真正的用武之地;它们经常使用的地方是能够扩展函数赖以运行的作用域。 var color = '红色的'; // 或者 window.color = '红色的';也行var box = {color : '蓝色的'};function sayColor() {alert(this.color);}sayColor(); // 作用域在 windowsayColor.call(this); // 作用域在 windowsayColor.call(window); // 作用域在 windowsayColor.call(box); // 作用域在 box,对象冒充 这个例子是之前作用域理解的例子修改而成,我们可以发现当我们使用 call(box)方法的时候,sayColor()方法的运行环境已经变成了 box 对象里了。 使用 call()或者 apply()来扩充作用域的最大好处,就是对象不需要与方法发生任何耦合关系(耦合,就是互相关联的意思,扩展和维护会发生连锁反应)。也就是说,box 对象和 sayColor()方法之间不会有多余的关联操作,比如 box.sayColor = sayColor;。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/gongxifacai_believe/article/details/108286196。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-01-24 13:01:25
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...NC Android系统每隔16ms发出VSYNC信号,触发对UI进行渲染,VSYNC是一种在PC上很早就有应用,可以理解为一种定时中断技术。 tearing 问题: 早期的 Android 是没有 vsync 机制的,CPU 和 GPU 的配合也比较混乱,这也造成著名的 tearing 问题,即 CPU/GPU 直接更新正在显示的屏幕 buffer 造成画面撕裂。 后续 Android 引入了双缓冲机制,但是 buffer 的切换也需要一个比较合适的时机,也就是屏幕扫描完上一帧后的时机,这也就是引入 vsync 的原因。 早先一般的屏幕刷新率是 60fps,所以每个 vsync 信号的间隔也是 16ms,不过随着技术的更迭以及厂商对于流畅性的追求,越来越多 90fps 和 120fps 的手机面世,相对应的间隔也就变成了 11ms 和 8ms。 VSYNC信号种类: 1.屏幕产生的硬件VSYNC:硬件VSYNC是一种脉冲信号,起到开关和触发某种操作的作用。 2.由SurfaceFlinger将其转成的软件VSYNC信号,经由Binder传递给Choreographer Choreographer: 编舞者,用于注册VSYNC信号并接收VSYNC信号回调,当内部接收到这个信号时最终会调用到doFrame进行帧的绘制操作。 Choreographer在系统中流程: 如何通过Choreographer计算掉帧情况:原理就是: 通过给Choreographer设置FrameCallback,在每次绘制前后看时间差是16.6ms的多少倍,即为前后掉帧率。 使用方式如下: //Application.javapublic void onCreate() {super.onCreate();//在Application中使用postFrameCallbackChoreographer.getInstance().postFrameCallback(new FPSFrameCallback(System.nanoTime()));}public class FPSFrameCallback implements Choreographer.FrameCallback {private static final String TAG = "FPS_TEST";private long mLastFrameTimeNanos = 0;private long mFrameIntervalNanos;public FPSFrameCallback(long lastFrameTimeNanos) {mLastFrameTimeNanos = lastFrameTimeNanos;mFrameIntervalNanos = (long)(1000000000 / 60.0);}@Overridepublic void doFrame(long frameTimeNanos) {//初始化时间if (mLastFrameTimeNanos == 0) {mLastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;}final long jitterNanos = frameTimeNanos - mLastFrameTimeNanos;if (jitterNanos >= mFrameIntervalNanos) {final long skippedFrames = jitterNanos / mFrameIntervalNanos;if(skippedFrames>30){//丢帧30以上打印日志Log.i(TAG, "Skipped " + skippedFrames + " frames! "+ "The application may be doing too much work on its main thread.");} }mLastFrameTimeNanos=frameTimeNanos;//注册下一帧回调Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);} } UI绘制全路径分析: 有了前面几个概念,这里我们让SurfaceFlinger结合View的绘制流程用一张图来表达整个绘制流程: 生产者:APP方构建Surface的过程。 消费者:SurfaceFlinger UI绘制全路径分析卡顿原因: 接下来,我们逐个分析,看看都会有哪些原因可能造成卡顿: 1.渲染流程 1.Vsync 调度:这个是起始点,但是调度的过程会经过线程切换以及一些委派的逻辑,有可能造成卡顿,但是一般可能性比较小,我们也基本无法介入; 2.消息调度:主要是 doframe Message 的调度,这就是一个普通的 Handler 调度,如果这个调度被其他的 Message 阻塞产生了时延,会直接导致后续的所有流程不会被触发 3.input 处理:input 是一次 Vsync 调度最先执行的逻辑,主要处理 input 事件。如果有大量的事件堆积或者在事件分发逻辑中加入大量耗时业务逻辑,会造成当前帧的时长被拉大,造成卡顿,可以尝试通过事件采样的方案,减少 event 的处理 4.动画处理:主要是 animator 动画的更新,同理,动画数量过多,或者动画的更新中有比较耗时的逻辑,也会造成当前帧的渲染卡顿。对动画的降帧和降复杂度其实解决的就是这个问题; 5.view 处理:主要是接下来的三大流程,过度绘制、频繁刷新、复杂的视图效果都是此处造成卡顿的主要原因。比如我们平时所说的降低页面层级,主要解决的就是这个问题; 6.measure/layout/draw:view 渲染的三大流程,因为涉及到遍历和高频执行,所以这里涉及到的耗时问题均会被放大,比如我们会降不能在 draw 里面调用耗时函数,不能 new 对象等等; 7.DisplayList 的更新:这里主要是 canvas 和 displaylist 的映射,一般不会存在卡顿问题,反而可能存在映射失败导致的显示问题; 8.OpenGL 指令转换:这里主要是将 canvas 的命令转换为 OpenGL 的指令,一般不存在问题 9.buffer 交换:这里主要指 OpenGL 指令集交换给 GPU,这个一般和指令的复杂度有关 10.GPU 处理:顾名思义,这里是 GPU 对数据的处理,耗时主要和任务量和纹理复杂度有关。这也就是我们降低 GPU 负载有助于降低卡顿的原因; 11.layer 合成:Android P 修改了 Layer 的计算方法 , 把这部分放到了 SurfaceFlinger 主线程去执行, 如果后台 Layer 过多, 就会导致 SurfaceFlinger 在执行 rebuildLayerStacks 的时候耗时 , 导致 SurfaceFlinger 主线程执行时间过长。 可以选择降低Surface层级来优化卡顿。 12.光栅化/Display:这里暂时忽略,底层系统行为; Buffer 切换:主要是屏幕的显示,这里 buffer 的数量也会影响帧的整体延迟,不过是系统行为,不能干预。 2.系统负载 内存:内存的吃紧会直接导致 GC 的增加甚至 ANR,是造成卡顿的一个不可忽视的因素; CPU:CPU 对卡顿的影响主要在于线程调度慢、任务执行的慢和资源竞争,比如 1.降频会直接导致应用卡顿; 2.后台活动进程太多导致系统繁忙,cpu \ io \ memory 等资源都会被占用, 这时候很容易出现卡顿问题 ,这种情况比较常见,可以使用dumpsys cpuinfo查看当前设备的cpu使用情况: 3.主线程调度不到 , 处于 Runnable 状态,这种情况比较少见 4.System 锁:system_server 的 AMS 锁和 WMS 锁 , 在系统异常的情况下 , 会变得非常严重 , 如下图所示 , 许多系统的关键任务都被阻塞 , 等待锁的释放 , 这时候如果有 App 发来的 Binder 请求带锁 , 那么也会进入等待状态 , 这时候 App 就会产生性能问题 ; 如果此时做 Window 动画 , 那么 system_server 的这些锁也会导致窗口动画卡顿 GPU:GPU 的影响见渲染流程,但是其实还会间接影响到功耗和发热; 功耗/发热:功耗和发热一般是不分家的,高功耗会引起高发热,进而会引起系统保护,比如降频、热缓解等,间接的导致卡顿。 如何监控卡顿 线下监控: 我们知道卡顿问题的原因错综复杂,但最终都可以反馈到CPU使用率上来 1.使用dumpsys cpuinfo命令 这个命令可以获取当时设备cpu使用情况,我们可以在线下通过重度使用应用来检测可能存在的卡顿点 A8S:/ $ dumpsys cpuinfoLoad: 1.12 / 1.12 / 1.09CPU usage from 484321ms to 184247ms ago (2022-11-02 14:48:30.793 to 2022-11-02 14:53:30.866):2% 1053/scanserver: 0.2% user + 1.7% kernel0.6% 934/system_server: 0.4% user + 0.1% kernel / faults: 563 minor0.4% 564/signserver: 0% user + 0.4% kernel0.2% 256/ueventd: 0.1% user + 0% kernel / faults: 320 minor0.2% 474/surfaceflinger: 0.1% user + 0.1% kernel0.1% 576/vendor.sprd.hardware.gnss@2.0-service: 0.1% user + 0% kernel / faults: 54 minor0.1% 286/logd: 0% user + 0% kernel / faults: 10 minor0.1% 2821/com.allinpay.appstore: 0.1% user + 0% kernel / faults: 1312 minor0.1% 447/android.hardware.health@2.0-service: 0% user + 0% kernel / faults: 1175 minor0% 1855/com.smartpos.dataacqservice: 0% user + 0% kernel / faults: 755 minor0% 2875/com.allinpay.appstore:pushcore: 0% user + 0% kernel / faults: 744 minor0% 1191/com.android.systemui: 0% user + 0% kernel / faults: 70 minor0% 1774/com.android.nfc: 0% user + 0% kernel0% 172/kworker/1:2: 0% user + 0% kernel0% 145/irq/24-70900000: 0% user + 0% kernel0% 575/thermald: 0% user + 0% kernel / faults: 300 minor... 2.CPU Profiler 这个工具是AS自带的CPU性能检测工具,可以在PC上实时查看我们CPU使用情况。 AS提供了四种Profiling Model配置: 1.Sample Java Methods:在应用程序基于Java的代码执行过程中,频繁捕获应用程序的调用堆栈 获取有关应用程序基于Java的代码执行的时间和资源使用情况信息。 2.Trace java methods:在运行时对应用程序进行检测,以在每个方法调用的开始和结束时记录时间戳。收集时间戳并进行比较以生成方法跟踪数据,包括时序信息和CPU使用率。 请注意与检测每种方法相关的开销会影响运行时性能,并可能影响性能分析数据。对于生命周期相对较短的方法,这一点甚至更为明显。此外,如果您的应用在短时间内执行大量方法,则探查器可能会很快超过其文件大小限制,并且可能无法记录任何进一步的跟踪数据。 3.Sample C/C++ Functions:捕获应用程序本机线程的示例跟踪。要使用此配置,您必须将应用程序部署到运行Android 8.0(API级别26)或更高版本的设备。 4.Trace System Calls:捕获细粒度的详细信息,使您可以检查应用程序与系统资源的交互方式 您可以检查线程状态的确切时间和持续时间,可视化CPU瓶颈在所有内核中的位置,并添加自定义跟踪事件进行分析。在对性能问题进行故障排除时,此类信息可能至关重要。要使用此配置,您必须将应用程序部署到运行Android 7.0(API级别24)或更高版本的设备。 使用方式: Debug.startMethodTracing("");// 需要检测的代码片段...Debug.stopMethodTracing(); 优点:有比较全面的调用栈以及图像化方法时间显示,包含所有线程的情况 缺点:本身也会带来一点的性能开销,可能会带偏优化方向 火焰图:可以显示当前应用的方法堆栈: 3.Systrace Systrace在前面一篇分析启动优化的文章讲解过 这里我们简单来复习下: Systrace用来记录当前应用的系统以及应用(使用Trace类打点)的各阶段耗时信息包括绘制信息以及CPU信息等。 使用方式: Trace.beginSection("MyApp.onCreate_1");alt(200);Trace.endSection(); 在命令行中: python systrace.py -t 5 sched gfx view wm am app webview -a "com.chinaebipay.thirdcall" -o D:\trac1.html 记录的方法以及CPU中的耗时情况: 优点: 1.轻量级,开销小,CPU使用率可以直观反映 2.右侧的Alerts能够根据我们应用的问题给出具体的建议,比如说,它会告诉我们App界面的绘制比较慢或者GC比较频繁。 4.StrictModel StrictModel是Android提供的一种运行时检测机制,用来帮助开发者自动检测代码中不规范的地方。 主要和两部分相关: 1.线程相关 2.虚拟机相关 基础代码: private void initStrictMode() {// 1、设置Debug标志位,仅仅在线下环境才使用StrictModeif (DEV_MODE) {// 2、设置线程策略StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder().detectCustomSlowCalls() //API等级11,使用StrictMode.noteSlowCode.detectDiskReads().detectDiskWrites().detectNetwork() // or .detectAll() for all detectable problems.penaltyLog() //在Logcat 中打印违规异常信息// .penaltyDialog() //也可以直接跳出警报dialog// .penaltyDeath() //或者直接崩溃.build());// 3、设置虚拟机策略StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectLeakedSqlLiteObjects()// 给NewsItem对象的实例数量限制为1.setClassInstanceLimit(NewsItem.class, 1).detectLeakedClosableObjects() //API等级11.penaltyLog().build());} } 线上监控: 线上需要自动化的卡顿检测方案来定位卡顿,它能记录卡顿发生时的场景。 自动化监控原理: 采用拦截消息调度流程,在消息执行前埋点计时,当耗时超过阈值时,则认为是一次卡顿,会进行堆栈抓取和上报工作 首先,我们看下Looper用于执行消息循环的loop()方法,关键代码如下所示: / Run the message queue in this thread. Be sure to call {@link quit()} to end the loop./public static void loop() {...for (;;) {Message msg = queue.next(); // might blockif (msg == null) {// No message indicates that the message queue is quitting.return;// This must be in a local variable, in case a UI event sets the loggerfinal Printer logging = me.mLogging;if (logging != null) {// 1logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +msg.callback + ": " + msg.what);}...try {// 2 msg.target.dispatchMessage(msg);dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;} finally {if (traceTag != 0) {Trace.traceEnd(traceTag);} }...if (logging != null) {// 3logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);} 在Looper的loop()方法中,在其执行每一个消息(注释2处)的前后都由logging进行了一次打印输出。可以看到,在执行消息前是输出的">>>>> Dispatching to “,在执行消息后是输出的”<<<<< Finished to ",它们打印的日志是不一样的,我们就可以由此来判断消息执行的前后时间点。 具体的实现可以归纳为如下步骤: 1、首先,我们需要使用Looper.getMainLooper().setMessageLogging()去设置我们自己的Printer实现类去打印输出logging。这样,在每个message执行的之前和之后都会调用我们设置的这个Printer实现类。 2、如果我们匹配到">>>>> Dispatching to "之后,我们就可以执行一行代码:也就是在指定的时间阈值之后,我们在子线程去执行一个任务,这个任务就是去获取当前主线程的堆栈信息以及当前的一些场景信息,比如:内存大小、电脑、网络状态等。 3、如果在指定的阈值之内匹配到了"<<<<< Finished to ",那么说明message就被执行完成了,则表明此时没有产生我们认为的卡顿效果,那我们就可以将这个子线程任务取消掉。 这里我们使用blockcanary来做测试: BlockCanary APM是一个非侵入式的性能监控组件,可以通过通知的形式弹出卡顿信息。它的原理就是我们刚刚讲述到的卡顿监控的实现原理。 使用方式: 1.导入依赖 implementation 'com.github.markzhai:blockcanary-android:1.5.0' Application的onCreate方法中开启卡顿监控 // 注意在主进程初始化调用BlockCanary.install(this, new AppBlockCanaryContext()).start(); 3.继承BlockCanaryContext类去实现自己的监控配置上下文类 public class AppBlockCanaryContext extends BlockCanaryContext {....../ 指定判定为卡顿的阈值threshold (in millis), 你可以根据不同设备的性能去指定不同的阈值 @return threshold in mills/public int provideBlockThreshold() {return 1000;}....} 4.在Activity的onCreate方法中执行一个耗时操作 try {Thread.sleep(4000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} 5.结果: 可以看到一个和LeakCanary一样效果的阻塞可视化堆栈图 那有了BlockCanary的方法耗时监控方式是不是就可以解百愁了呢,呵呵。有那么容易就好了 根据原理:我们拿到的是msg执行前后的时间和堆栈信息,如果msg中有几百上千个方法,就无法确认到底是哪个方法导致的耗时,也有可能是多个方法堆积导致。 这就导致我们无法准确定位哪个方法是最耗时的。如图中:堆栈信息是T2的,而发生耗时的方法可能是T1到T2中任何一个方法甚至是堆积导致。 那如何优化这块? 这里我们采用字节跳动给我们提供的一个方案:基于 Sliver trace 的卡顿监控体系 Sliver trace 整体流程图: 主要包含两个方面: 检测方案: 在监控卡顿时,首先需要打开 Sliver 的 trace 记录能力,Sliver 采样记录 trace 执行信息,对抓取到的堆栈进行 diff 聚合和缓存。 同时基于我们的需要设置相应的卡顿阈值,以 Message 的执行耗时为衡量。对主线程消息调度流程进行拦截,在消息开始分发执行时埋点,在消息执行结束时计算消息执行耗时,当消息执行耗时超过阈值,则认为产生了一次卡顿。 堆栈聚合策略: 当卡顿发生时,我们需要为此次卡顿准备数据,这部分工作是在端上子线程中完成的,主要是 dump trace 到文件以及过滤聚合要上报的堆栈。分为以下几步: 1.拿到缓存的主线程 trace 信息并 dump 到文件中。 2.然后从文件中读取 trace 信息,按照数据格式,从最近的方法栈向上追溯,找到当前 Message 包含的全部 trace 信息,并将当前 Message 的完整 trace 写入到待上传的 trace 文件中,删除其余 trace 信息。 3.遍历当前 Message trace,按照(Method 执行耗时 > Method 耗时阈值 & Method 耗时为该层堆栈中最耗时)为条件过滤出每一层函数调用堆栈的最长耗时函数,构成最后要上报的堆栈链路,这样特征堆栈中的每一步都是最耗时的,且最底层 Method 为最后的耗时大于阈值的 Method。 之后,将 trace 文件和堆栈一同上报,这样的特征堆栈提取策略保证了堆栈聚合的可靠性和准确性,保证了上报到平台后堆栈的正确合理聚合,同时提供了进一步分析问题的 trace 文件。 可以看到字节给的是一整套监控方案,和前面BlockCanary不同之处就在于,其是定时存储堆栈,缓存,然后使用diff去重的方式,并上传到服务器,可以最大限度的监控到可能发生比较耗时的方法。 开发中哪些习惯会影响卡顿的发生 1.布局太乱,层级太深。 1.1:通过减少冗余或者嵌套布局来降低视图层次结构。比如使用约束布局代替线性布局和相对布局。 1.2:用 ViewStub 替代在启动过程中不需要显示的 UI 控件。 1.3:使用自定义 View 替代复杂的 View 叠加。 2.主线程耗时操作 2.1:主线程中不要直接操作数据库,数据库的操作应该放在数据库线程中完成。 2.2:sharepreference尽量使用apply,少使用commit,可以使用MMKV框架来代替sharepreference。 2.3:网络请求回来的数据解析尽量放在子线程中,不要在主线程中进行复制的数据解析操作。 2.4:不要在activity的onResume和onCreate中进行耗时操作,比如大量的计算等。 2.5:不要在 draw 里面调用耗时函数,不能 new 对象 3.过度绘制 过度绘制是同一个像素点上被多次绘制,减少过度绘制一般减少布局背景叠加等方式,如下图所示右边是过度绘制的图片。 4.列表 RecyclerView使用优化,使用DiffUtil和notifyItemDataSetChanged进行局部更新等。 5.对象分配和回收优化 自从Android引入 ART 并且在Android 5.0上成为默认的运行时之后,对象分配和垃圾回收(GC)造成的卡顿已经显著降低了,但是由于对象分配和GC有额外的开销,它依然又可能使线程负载过重。 在一个调用不频繁的地方(比如按钮点击)分配对象是没有问题的,但如果在在一个被频繁调用的紧密的循环里,就需要避免对象分配来降低GC的压力。 减少小对象的频繁分配和回收操作。 好了,关于卡顿优化的问题就讲到这里,下篇文章会对卡顿中的ANR情况的处理,这里做个铺垫。 如果喜欢我的文章,欢迎关注我的公众号。 点击这看原文链接: 参考 Android卡顿检测及优化 一文读懂直播卡顿优化那些事儿 “终于懂了” 系列:Android屏幕刷新机制—VSync、Choreographer 全面理解! 深入探索Android卡顿优化(上) 西瓜卡顿 & ANR 优化治理及监控体系建设 5376)] 参考 Android卡顿检测及优化 一文读懂直播卡顿优化那些事儿 “终于懂了” 系列:Android屏幕刷新机制—VSync、Choreographer 全面理解! 深入探索Android卡顿优化(上) 西瓜卡顿 & ANR 优化治理及监控体系建设 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/yuhaibing111/article/details/127682399。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-03-26 08:05:57
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...容。 中小企业MIS系统的管理基本上由两大部份组成,一是前台的可视化操作,二是后台的数据库管理。网管对前台的管理和维护工作包括保障网络链路通畅、处理MIS终端的突发事件以及对操作员的管理、培训等,这是网管们日常做得最多、最辛苦的功课;然而MIS系统架构中同等重要的针对数据库的管理、维护和优化工作,现实中似乎并没有得到网管朋友的足够重视,看起来这都是程序员的事,事实上,一个网管如果能在MIS设计期间就数据表的规范化、表索引优化、容量设计、事务处理等诸多方面与程序员进行卓有成效的沟通和协作,那么日常的前台管理工作将会变得大为轻松,因为在某种意义上,数据库管理系统就相当于操作系统,在系统中占有同样重要的位置。 这正是SQL SERVER等数据库管理系统和dBASEX、ACCESS等数据库文件系统的本质区别,所以,对数据库管理系统操作能力的强弱在某种程度上也折射出了网管的水平——个人认为,称得上优秀的Admin,至少应该是一个称职的DBA(数据库管理员)。 下面以SQL SERVER(下称 SQLS)为例,将数据库管理中难于理解的“索引原理”问题给各位朋友作一个深入浅出的介绍。其他的数据库管理系统如Oracle、Sybase等,朋友们可以融会贯通,举一反三。 一、数据表的基本结构 建立数据库的目的是管理大量数据,而建立索引的目的就是提高数据检索效率,改善数据库工作性能,提高数据访问速度。对于索引,我们要知其然,更要知其所以然,关键在于认识索引的工作原理,才能更好的管理索引。 为认识索引工作原理,首先有必要对数据表的基本结构作一次全面的复习。 SQLS当一个新表被创建之时,系统将在磁盘中分配一段以8K为单位的连续空间,当字段的值从内存写入磁盘时,就在这一既定空间随机保存,当一个8K用完的时候,SQLS指针会自动分配一个8K的空间。这里,每个8K空间被称为一个数据页(Page),又名页面或数据页面,并分配从0-7的页号,每个文件的第0页记录引导信息,叫文件头(File header);每8个数据页(64K)的组合形成扩展区(Extent),称为扩展。全部数据页的组合形成堆(Heap)。 SQLS规定行不能跨越数据页,所以,每行记录的最大数据量只能为8K。这就是char和varchar这两种字符串类型容量要限制在8K以内的原因,存储超过8K的数据应使用text类型,实际上,text类型的字段值不能直接录入和保存,它只是存储一个指针,指向由若干8K的文本数据页所组成的扩展区,真正的数据正是放在这些数据页中。 页面有空间页面和数据页面之分。 当一个扩展区的8个数据页中既包含了空间页面又包括了数据或索引页面时,称为混合扩展(Mixed Extent),每张表都以混合扩展开始;反之,称为一致扩展(Uniform Extent),专门保存数据及索引信息。 表被创建之时,SQLS在混合扩展中为其分配至少一个数据页面,随着数据量的增长,SQLS可即时在混合扩展中分配出7个页面,当数据超过8个页面时,则从一致扩展中分配数据页面。 空间页面专门负责数据空间的分配和管理,包括:PFS页面(Page free space):记录一个页面是否已分配、位于混合扩展还是一致扩展以及页面上还有多少可用空间等信息;GAM页面(Global allocation map)和SGAM页面(Secodary global allocation map):用来记录空闲的扩展或含有空闲页面的混合扩展的位置。SQLS综合利用这三种类型的页面文件在必要时为数据表创建新空间; 数据页或索引页则专门保存数据及索引信息,SQLS使用4种类型的数据页面来管理表或索引:它们是IAM页、数据页、文本/图像页和索引页。 在WINDOWS中,我们对文件执行的每一步操作,在磁盘上的物理位置只有系统(system)才知道;SQL SERVER沿袭了这种工作方式,在插入数据的过程中,不但每个字段值在数据页面中的保存位置是随机的,而且每个数据页面在“堆”中的排列位置也只有系统(system)才知道。 这是为什么呢?众所周知,OS之所以能管理DISK,是因为在系统启动时首先加载了文件分配表:FAT(File Allocation Table),正是由它管理文件系统并记录对文件的一切操作,系统才得以正常运行;同理,作为管理系统级的SQL SERVER,也有这样一张类似FAT的表存在,它就是索引分布映像页:IAM(Index Allocation Map)。 IAM的存在,使SQLS对数据表的物理管理有了可能。 IAM页从混合扩展中分配,记录了8个初始页面的位置和该扩展区的位置,每个IAM页面能管理512,000个数据页面,如果数据量太大,SQLS也可以增加更多的IAM页,可以位于文件的任何位置。第一个IAM页被称为FirstIAM,其中记录了以后的IAM页的位置。 数据页和文本/图像页互反,前者保存非文本/图像类型的数据,因为它们都不超过8K的容量,后者则只保存超过8K容量的文本或图像类型数据。而索引页顾名思义,保存的是与索引结构相关的数据信息。了解页面的问题有助我们下一步准确理解SQLS维护索引的方式,如页拆分、填充因子等。 二、索引的基本概念 索引是一种特殊类型的数据库对象,它与表有着密切的联系。 索引是为检索而存在的。如一些书籍的末尾就专门附有索引,指明了某个关键字在正文中的出现的页码位置,方便我们查找,但大多数的书籍只有目录,目录不是索引,只是书中内容的排序,并不提供真正的检索功能。可见建立索引要单独占用空间;索引也并不是必须要建立的,它们只是为更好、更快的检索和定位关键字而存在。 再进一步说,我们要在图书馆中查阅图书,该怎么办呢?图书馆的前台有很多叫做索引卡片柜的小柜子,里面分了若干的类别供我们检索图书,比如你可以用书名的笔画顺序或者拼音顺序作为查找的依据,你还可以从作者名的笔画顺序或拼音顺序去查询想要的图书,反正有许多检索方式,但有一点很明白,书库中的书并没有按照这些卡片柜中的顺序排列——虽然理论上可以这样做,事实上,所有图书的脊背上都人工的粘贴了一个特定的编号①,它们是以这个顺序在排列。索引卡片中并没有指明这本书摆放在书库中的第几个书架的第几本,仅仅指明了这个特定的编号。管理员则根据这一编号将请求的图书返回到读者手中。这是很形象的例子,以下的讲解将会反复用到它。 SQLS在安装完成之后,安装程序会自动创建master、model、tempdb等几个特殊的系统数据库,其中master是SQLS的主数据库,用于保存和管理其它系统数据库、用户数据库以及SQLS的系统信息,它在SQLS中的地位与WINDOWS下的注册表相当。 master中有一个名为sysindexes的系统表,专门管理索引。SQLS查询数据表的操作都必须用到它,毫无疑义,它是本文主角之一。 查看一张表的索引属性,可以在查询分析器中使用以下命令:select from sysindexes where id=object_id(‘tablename’) ;而要查看表的索引所占空间的大小,可以使用系统存储过程命令:sp_spaceused tablename,其中参数tablename为被索引的表名。 三、平衡树 如果你通过书后的索引知道了一个关键字所在的页码,你有可能通过随机的翻寻,最终到达正确的页码。但更科学更快捷的方法是:首先把书翻到大概二分之一的位置,如果要找的页码比该页的页码小,就把书向前翻到四分之一处,否则,就把书向后翻到四分之三的地方,依此类推,把书页续分成更小的部分,直至正确的页码。这叫“两分法”,微软在官方教程MOC里另有一种说法:叫B树(B-Tree,Balance Tree),即平衡树。 一个表索引由若干页面组成,这些页面构成了一个树形结构。B树由“根”(root)开始,称为根级节点,它通过指向另外两个页,把一个表的记录从逻辑上分成两个部分:“枝”—--非叶级节点(Non-Leaf Level);而非叶级节点又分别指向更小的部分:“叶”——叶级节点(Leaf Level)。根节点、非叶级节点和叶级节点都位于索引页中,统称为索引节点,属于索引页的范筹。这些“枝”、“叶”最终指向了具体的数据页(Page)。在根级节点和叶级节点之间的叶又叫数据中间页。 “根”(root)对应了sysindexes表的Root字段,其中记载了非叶级节点的物理位置(即指针);非叶级节点位于根节点和叶节点之间,记载了指向叶级节点的指针;而叶级节点则最终指向数据页。这就是“平衡树”。 四、聚集索引和非聚集索引 从形式上而言,索引分为聚集索引(Clustered Indexes)和非聚集索引(NonClustered Indexes)。 聚集索引相当于书籍脊背上那个特定的编号。如果对一张表建立了聚集索引,其索引页中就包含着建立索引的列的值(下称索引键值),那么表中的记录将按照该索引键值进行排序。比如,我们如果在“姓名”这一字段上建立了聚集索引,则表中的记录将按照姓名进行排列;如果建立了聚集索引的列是数值类型的,那么记录将按照该键值的数值大小来进行排列。 非聚集索引用于指定数据的逻辑顺序,也就是说,表中的数据并没有按照索引键值指定的顺序排列,而仍然按照插入记录时的顺序存放。其索引页中包含着索引键值和它所指向该行记录在数据页中的物理位置,叫做行定位符(RID:Row ID)。好似书后面的的索引表,索引表中的顺序与实际的页码顺序也是不一致的。而且一本书也许有多个索引。比如主题索引和作者索引。 SQL Server在默认的情况下建立的索引是非聚集索引,由于非聚集索引不对表中的数据进行重组,而只是存储索引键值并用一个指针指向数据所在的页面。一个表如果没有聚集索引时,理论上可以建立249个非聚集索引。每个非聚集索引提供访问数据的不同排序顺序。 五、数据是怎样被访问的 若能真正理解了以上索引的基础知识,那么再回头来看索引的工作原理就简单和轻松多了。 (一)SQLS怎样访问没有建立任何索引数据表: Heap译成汉语叫做“堆”,其本义暗含杂乱无章、无序的意思,前面提到数据值被写进数据页时,由于每一行记录之间并没地有特定的排列顺序,所以行与行的顺序就是随机无序的,当然表中的数据页也就是无序的了,而表中所有数据页就形成了“堆”,可以说,一张没有索引的数据表,就像一个只有书柜而没有索引卡片柜的图书馆,书库里面塞满了一堆乱七八糟的图书。当读者对管理员提交查询请求后,管理员就一头钻进书库,对照查找内容从头开始一架一柜的逐本查找,运气好的话,在第一个书架的第一本书就找到了,运气不好的话,要到最后一个书架的最后一本书才找到。 SQLS在接到查询请求的时候,首先会分析sysindexes表中一个叫做索引标志符(INDID: Index ID)的字段的值,如果该值为0,表示这是一张数据表而不是索引表,SQLS就会使用sysindexes表的另一个字段——也就是在前面提到过的FirstIAM值中找到该表的IAM页链——也就是所有数据页集合。 这就是对一个没有建立索引的数据表进行数据查找的方式,是不是很没效率?对于没有索引的表,对于一“堆”这样的记录,SQLS也只能这样做,而且更没劲的是,即使在第一行就找到了被查询的记录,SQLS仍然要从头到尾的将表扫描一次。这种查询称为“遍历”,又叫“表扫描”。 可见没有建立索引的数据表照样可以运行,不过这种方法对于小规模的表来说没有什么太大的问题,但要查询海量的数据效率就太低了。 (二)SQLS怎样访问建立了非聚集索引的数据表: 如前所述,非聚集索引可以建多个,具有B树结构,其叶级节点不包含数据页,只包含索引行。假定一个表中只有非聚集索引,则每个索引行包含了非聚集索引键值以及行定位符(ROW ID,RID),他们指向具有该键值的数据行。每一个RID由文件ID、页编号和在页中行的编号组成。 当INDID的值在2-250之间时,意味着表中存在非聚集索引页。此时,SQLS调用ROOT字段的值指向非聚集索引B树的ROOT,在其中查找与被查询最相近的值,根据这个值找到在非叶级节点中的页号,然后顺藤摸瓜,在叶级节点相应的页面中找到该值的RID,最后根据这个RID在Heap中定位所在的页和行并返回到查询端。 例如:假定在Lastname上建立了非聚集索引,则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时,查询过程是:①SQLS查询INDID值为2;②立即从根出发,在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”,并查到其位于叶级页面的第61页;③仅在叶级页面的第61页的Martin下搜寻Ota的RID,其RID显示为N∶706∶4,表示Lastname字段中名为Ota的记录位于堆的第707页的第4行,N表示文件的ID值,与数据无关;④根据上述信息,SQLS立马在堆的第 707页第4行将该记录“揪”出来并显示于前台(客户端)。视表的数据量大小,整个查询过程费时从百分之几毫秒到数毫秒不等。 在谈到索引基本概念的时候,我们就提到了这种方式: 图书馆的前台有很多索引卡片柜,里面分了若干的类别,诸如按照书名笔画或拼音顺序、作者笔画或拼音顺序等等,但不同之处有二:① 索引卡片上记录了每本书摆放的具体位置——位于某柜某架的第几本——而不是“特殊编号”;② 书脊上并没有那个“特殊编号”。管理员在索引柜中查到所需图书的具体位置(RID)后,根据RID直接在书库中的具体位置将书提出来。 显然,这种查询方式效率很高,但资源占用极大,因为书库中书的位置随时在发生变化,必然要求管理员花费额外的精力和时间随时做好索引更新。 (三)SQLS怎样访问建立了聚集索引的数据表: 在聚集索引中,数据所在的数据页是叶级,索引数据所在的索引页是非叶级。 查询原理和上述对非聚集索引的查询相似,但由于记录是按照聚集索引中索引键值进行排序,换句话说,聚集索引的索引键值也就是具体的数据页。 这就好比书库中的书就是按照书名的拼音在排序,而且也只按照这一种排序方式建立相应的索引卡片,于是查询起来要比上述只建立非聚集索引的方式要简单得多。仍以上面的查询为例: 假定在Lastname字段上建立了聚集索引,则执行Select From Member Where Lastname=’Ota’时,查询过程是:①SQLS查询INDID值为1,这是在系统中只建立了聚集索引的标志;②立即从根出发,在非叶级节点中定位最接近Ota的值“Martin”,并查到其位于叶级页面的第120页;③在位于叶级页面第120页的Martin下搜寻到Ota条目,而这一条目已是数据记录本身;④将该记录返回客户端。 这一次的效率比第二种方法更高,以致于看起来更美,然而它最大的优点也恰好是它最大的缺点——由于同一张表中同时只能按照一种顺序排列,所以在任何一种数据表中的聚集索引只能建立一个;并且建立聚集索引需要至少相当于源表120%的附加空间,以存放源表的副本和索引中间页! 难道鱼和熊掌就不能兼顾了吗?办法是有的。 (四)SQLS怎样访问既有聚集索引、又有非聚集索引的数据表: 如果我们在建立非聚集索引之前先建立了聚集索引的话,那么非聚集索引就可以使用聚集索引的关键字进行检索,就像在图书馆中,前台卡片柜中的可以有不同类别的图书索引卡,然而每张卡片上都载明了那个特殊编号——并不是书籍存放的具体位置。这样在最大程度上既照顾了数据检索的快捷性,又使索引的日常维护变得更加可行,这是最为科学的检索方法。 也就是说,在只建立了非聚集索引的情况下,每个叶级节点指明了记录的行定位符(RID);而在既有聚集索引又有非聚集索引的情况下,每个叶级节点所指向的是该聚集索引的索引键值,即数据记录本身。 假设聚集索引建立在Lastname上,而非聚集索引建立在Firstname上,当执行Select From Member Where Firstname=’Mike’时,查询过程是:①SQLS查询INDID值为2;②立即从根出发,在Firstname的非聚集索引的非叶级节点中定位最接近Mike的值“Jose”条目;③从Jose条目下的叶级页面中查到Mike逻辑位置——不是RID而是聚集索引的指针;④根据这一指针所指示位置,直接进入位于Lastname的聚集索引中的叶级页面中到达Mike数据记录本身;⑤将该记录返回客户端。 这就完全和我们在“索引的基本概念”中讲到的现实场景完全一样了,当数据发生更新的时候,SQLS只负责对聚集索引的健值驾以维护,而不必考虑非聚集索引,只要我们在ID类的字段上建立聚集索引,而在其它经常需要查询的字段上建立非聚集索引,通过这种科学的、有针对性的在一张表上分别建立聚集索引和非聚集索引的方法,我们既享受了索引带来的灵活与快捷,又相对规避了维护索引所导致的大量的额外资源消耗。 六、索引的优点和不足 索引有一些先天不足:1:建立索引,系统要占用大约为表的1.2倍的硬盘和内存空间来保存索引。2:更新数据的时候,系统必须要有额外的时间来同时对索引进行更新,以维持数据和索引的一致性——这就如同图书馆要有专门的位置来摆放索引柜,并且每当库存图书发生变化时都需要有人将索引卡片重整以保持索引与库存的一致。 当然建立索引的优点也是显而易见的:在海量数据的情况下,如果合理的建立了索引,则会大大加强SQLS执行查询、对结果进行排序、分组的操作效率。 实践表明,不恰当的索引不但于事无补,反而会降低系统性能。因为大量的索引在进行插入、修改和删除操作时比没有索引花费更多的系统时间。比如在如下字段建立索引应该是不恰当的:1、很少或从不引用的字段;2、逻辑型的字段,如男或女(是或否)等。 综上所述,提高查询效率是以消耗一定的系统资源为代价的,索引不能盲目的建立,必须要有统筹的规划,一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡,有得必有失,此消则彼长。这是考验一个DBA是否优秀的很重要的指标。 至此,我们一直在说SQLS在维护索引时要消耗系统资源,那么SQLS维护索引时究竟消耗了什么资源?会产生哪些问题?究竟应该才能优化字段的索引? 在上篇中,我们就索引的基本概念和数据查询原理作了详细阐述,知道了建立索引时一定要在“加快查询速度”与“降低修改速度”之间做好平衡,有得必有失,此消则彼长。那么,SQLS维护索引时究竟怎样消耗资源?应该从哪些方面对索引进行管理与优化?以下就从七个方面来回答这些问题。 一、页分裂 微软MOC教导我们:当一个数据页达到了8K容量,如果此时发生插入或更新数据的操作,将导致页的分裂(又名页拆分): 1、有聚集索引的情况下:聚集索引将被插入和更新的行指向特定的页,该页由聚集索引关键字决定; 2、只有堆的情况下:只要有空间就可以插入新的行,但是如果我们对行数据的更新需要更多的空间,以致大于了当前页的可用空间,行就被移到新的页中,并且在原位置留下一个转发指针,指向被移动的新行,如果具有转发指针的行又被移动了,那么原来的指针将重新指向新的位置; 3、如果堆中有非聚集索引,那么尽管插入和更新操作在堆中不会发生页分裂,但是在非聚集索引上仍然产生页分裂。 无论有无索引,大约一半的数据将保留在老页面,而另一半将放入新页面,并且新页面可能被分配到任何可用的页。所以,频繁页分裂,后果很严重,将使物理表产生大量数据碎片,导致直接造成I/O效率的急剧下降,最后,停止SQLS的运行并重建索引将是我们的唯一选择! 二、填充因子 然而在“混沌之初”,就可以在一定程度上避免不愉快出现:在创建索引时,可以为这个索引指定一个填充因子,以便在索引的每个叶级页面上保留一定百分比的空间,将来数据可以进行扩充和减少页分裂。填充因子是从0到100的百分比数值,设为100时表示将数据页填满。只有当不会对数据进行更改时(例如只读表中)才用此设置。值越小则数据页上的空闲空间越大,这样可以减少在索引增长过程中进行页分裂的需要,但这一操作需要占用更多的硬盘空间。 填充因子只在创建索引时执行,索引创建以后,当表中进行数据的添加、删除或更新时,是不会保持填充因子的,如果想在数据页上保持额外的空间,则有悖于使用填充因子的本意,因为随着数据的输入,SQLS必须在每个页上进行页拆分,以保持填充因子指定的空闲空间。因此,只有在表中的数据进行了较大的变动,才可以填充数据页的空闲空间。这时,可以从容的重建索引,重新指定填充因子,重新分布数据。 反之,填充因子指定不当,就会降低数据库的读取性能,其降低量与填充因子设置值成反比。例如,当填充因子的值为50时,数据库的读取性能会降低两倍!所以,只有在表中根据现有数据创建新索引,并且可以预见将来会对这些数据进行哪些更改时,设置填充因子才有意义。 三、两道数学题 假定数据库设计没有问题,那么是否象上篇中分析的那样,当你建立了众多的索引,在查询工作中SQLS就只能按照“最高指示”用索引处理每一个提交的查询呢?答案是否定的! 上篇“数据是怎样被访问的”章节中提到的四种索引方案只是一种静态的、标准的和理论上的分析比较,实际上,将在外,军令有所不从,SQLS几乎完全是“自主”的决定是否使用索引或使用哪一个索引! 这是怎么回事呢? 让我们先来算一道题:如果某表的一条记录在磁盘上占用1000字节(1K)的话,我们对其中10字节的一个字段建立索引,那么该记录对应的索引大小只有10字节(0.01K)。上篇说过,SQLS的最小空间分配单元是“页(Page)”,一个页面在磁盘上占用8K空间,所以一页只能存储8条“记录”,但可以存储800条“索引”。现在我们要从一个有8000条记录的表中检索符合某个条件的记录(有Where子句),如果没有索引的话,我们需要遍历8000条×1000字节/8K字节=1000个页面才能够找到结果。如果在检索字段上有上述索引的话,那么我们可以在8000条×10字节/8K字节=10个页面中就检索到满足条件的索引块,然后根据索引块上的指针逐一找到结果数据块,这样I/O访问量肯定要少得多。 然而有时用索引还不如不用索引快! 同上,如果要无条件检索全部记录(不用Where子句),不用索引的话,需要访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面;而使用索引的话,首先检索索引,访问8000条×10字节/8K字节=10个页面得到索引检索结果,再根据索引检索结果去对应数据页面,由于是检索全部数据,所以需要再访问8000条×1000字节/8K字节=1000个页面将全部数据读取出来,一共访问了1010个页面,这显然不如不用索引快。 SQLS内部有一套完整的数据索引优化技术,在上述情况下,SQLS会自动使用表扫描的方式检索数据而不会使用任何索引。那么SQLS是怎么知道什么时候用索引,什么时候不用索引的呢?因为SQLS除了维护数据信息外,还维护着数据统计信息! 四、统计信息 打开企业管理器,单击“Database”节点,右击Northwind数据库→单击“属性”→选择“Options”选项卡,观察“Settings”下的各项复选项,你发现了什么? 从Settings中我们可以看到,在数据库中,SQLS将默认的自动创建和更新统计信息,这些统计信息包括数据密度和分布信息,正是它们帮助SQLS确定最佳的查询策略:建立查询计划和是否使用索引以及使用什么样的索引。 在创建索引时,SQLS会创建分布数据页来存放有关索引的两种统计信息:分布表和密度表。查询优化器使用这些统计信息估算使用该索引进行查询的成本(Cost),并在此基础上判断该索引对某个特定查询是否有用。 随着表中的数据发生变化,SQLS自动定期更新这些统计信息。采样是在各个数据页上随机进行。从磁盘读取一个数据页后,该数据页上的所有行都被用来更新统计信息。统计信息更新的频率取决于字段或索引中的数据量以及数据更改量。比如,对于有一万条记录的表,当1000个索引键值发生改变时,该表的统计信息便可能需要更新,因为1000 个值在该表中占了10%,这是一个很大的比例。而对于有1千万条记录的表来说,1000个索引值发生更改的意义则可以忽略不计,因此统计信息就不会自动更新。 至于它们帮助SQLS建立查询计划的具体过程,限于篇幅,这里就省略了,请有兴趣的朋友们自己研究。 顺便多说一句,SQLS除了能自动记录统计信息之外,还可以记录服务器中所发生的其它活动的详细信息,包括I/O 统计信息、CPU 统计信息、锁定请求、T-SQL 和 RPC 统计信息、索引和表扫描、警告和引发的错误、数据库对象的创建/除去、连接/断开、存储过程操作、游标操作等等。这些信息的读取、设置请朋友们在SQLS联机帮助文档(SQL Server Books Online)中搜索字符串“Profiler”查找。 五、索引的人工维护 上面讲到,某些不合适的索引将影响到SQLS的性能,随着应用系统的运行,数据不断地发生变化,当数据变化达到某一个程度时将会影响到索引的使用。这时需要用户自己来维护索引。 随着数据行的插入、删除和数据页的分裂,有些索引页可能只包含几页数据,另外应用在执行大量I/O的时候,重建非聚聚集索引可以维护I/O的效率。重建索引实质上是重新组织B树。需要重建索引的情况有: 1) 数据和使用模式大幅度变化; 2)排序的顺序发生改变; 3)要进行大量插入操作或已经完成; 4)使用I/O查询的磁盘读次数比预料的要多; 5)由于大量数据修改,使得数据页和索引页没有充分使用而导致空间的使用超出估算; 6)dbcc检查出索引有问题。 六、索引的使用原则 接近尾声的时候,让我们再从另一个角度认识索引的两个重要属性----唯一性索引和复合性索引。 在设计表的时候,可以对字段值进行某些限制,比如可以对字段进行主键约束或唯一性约束。 主键约束是指定某个或多个字段不允许重复,用于防止表中出现两条完全相同的记录,这样的字段称为主键,每张表都可以建立并且只能建立一个主键,构成主键的字段不允许空值。例如职员表中“身份证号”字段或成绩表中“学号、课程编号”字段组合。 而唯一性约束与主键约束类似,区别只在于构成唯一性约束的字段允许出现空值。 建立在主键约束和唯一性约束上的索引,由于其字段值具有唯一性,于是我们将这种索引叫做“唯一性索引”,如果这个唯一性索引是由两个以上字段的组合建立的,那么它又叫“复合性索引”。 注意,唯一索引不是聚集索引,如果对一个字段建立了唯一索引,你仅仅不能向这个字段输入重复的值。并不妨碍你可以对其它类型的字段也建立一个唯一性索引,它们可以是聚集的,也可以是非聚集的。 唯一性索引保证在索引列中的全部数据是唯一的,不会包含冗余数据。如果表中已经有一个主键约束或者唯一性约束,那么当创建表或者修改表时,SQLS自动创建一个唯一性索引。但出于必须保证唯一性,那么应该创建主键约束或者唯一性键约束,而不是创建一个唯一性索引。当创建唯一性索引时,应该认真考虑这些规则:当在表中创建主键约束或者唯一性键约束时, SQLS钭自动创建一个唯一性索引;如果表中已经包含有数据,那么当创建索引时,SQLS检查表中已有数据的冗余性,如果发现冗余值,那么SQLS就取消该语句的执行,并且返回一个错误消息,确保表中的每一行数据都有一个唯一值。 复合索引就是一个索引创建在两个列或者多个列上。在搜索时,当两个或者多个列作为一个关键值时,最好在这些列上创建复合索引。当创建复合索引时,应该考虑这些规则:最多可以把16个列合并成一个单独的复合索引,构成复合索引的列的总长度不能超过900字节,也就是说复合列的长度不能太长;在复合索引中,所有的列必须来自同一个表中,不能跨表建立复合列;在复合索引中,列的排列顺序是非常重要的,原则上,应该首先定义最唯一的列,例如在(COL1,COL2)上的索引与在(COL2,COL1)上的索引是不相同的,因为两个索引的列的顺序不同;为了使查询优化器使用复合索引,查询语句中的WHERE子句必须参考复合索引中第一个列;当表中有多个关键列时,复合索引是非常有用的;使用复合索引可以提高查询性能,减少在一个表中所创建的索引数量。 综上所述,我们总结了如下索引使用原则: 1)逻辑主键使用唯一的成组索引,对系统键(作为存储过程)采用唯一的非成组索引,对任何外键列采用非成组索引。考虑数据库的空间有多大,表如何进行访问,还有这些访问是否主要用作读写。 2)不要索引memo/note 字段,不要索引大型字段(有很多字符),这样作会让索引占用太多的存储空间。 3)不要索引常用的小型表 4)一般不要为小型数据表设置过多的索引,假如它们经常有插入和删除操作就更别这样作了,SQLS对这些插入和删除操作提供的索引维护可能比扫描表空间消耗更多的时间。 七、大结局 查询是一个物理过程,表面上是SQLS在东跑西跑,其实真正大部分压马路的工作是由磁盘输入输出系统(I/O)完成,全表扫描需要从磁盘上读表的每一个数据页,如果有索引指向数据值,则I/O读几次磁盘就可以了。但是,在随时发生的增、删、改操作中,索引的存在会大大增加工作量,因此,合理的索引设计是建立在对各种查询的分析和预测上的,只有正确地使索引与程序结合起来,才能产生最佳的优化方案。 一般来说建立索引的思路是: (1)主键时常作为where子句的条件,应在表的主键列上建立聚聚集索引,尤其当经常用它作为连接的时候。 (2)有大量重复值且经常有范围查询和排序、分组发生的列,或者非常频繁地被访问的列,可考虑建立聚聚集索引。 (3)经常同时存取多列,且每列都含有重复值可考虑建立复合索引来覆盖一个或一组查询,并把查询引用最频繁的列作为前导列,如果可能尽量使关键查询形成覆盖查询。 (4)如果知道索引键的所有值都是唯一的,那么确保把索引定义成唯一索引。 (5)在一个经常做插入操作的表上建索引时,使用fillfactor(填充因子)来减少页分裂,同时提高并发度降低死锁的发生。如果在只读表上建索引,则可以把fillfactor置为100。 (6)在选择索引字段时,尽量选择那些小数据类型的字段作为索引键,以使每个索引页能够容纳尽可能多的索引键和指针,通过这种方式,可使一个查询必须遍历的索引页面降到最小。此外,尽可能地使用整数为键值,因为它能够提供比任何数据类型都快的访问速度。 SQLS是一个很复杂的系统,让索引以及查询背后的东西真相大白,可以帮助我们更为深刻的了解我们的系统。一句话,索引就象盐,少则无味多则咸。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_28052907/article/details/75194926。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-04-30 23:10:07
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