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HBase
...ver负载均衡状况、内存使用率、磁盘I/O、RPC延迟等,以发现可能存在的性能瓶颈。 4. HBase性能调优策略 (1)配置优化 - 网络参数:调整hbase.client.write.buffer大小以适应网络带宽和延迟。 - 内存分配:合理分配BlockCache和MemStore的空间,以平衡读写性能。 - Region大小:根据数据访问模式动态调整Region大小,防止热点问题。 (2)架构优化 - 增加RegionServer节点,提高并发处理能力。 - 采用预分裂策略避免Region快速膨胀导致的性能下降。 (3)数据模型优化 - 合理设计RowKey,实现热点分散,提升查询效率。 - 根据查询需求选择合适的列族压缩算法,降低存储空间占用。 5. 实践案例与思考过程 在一次实践中,我们发现某业务场景下HBase读取速度明显下滑。经过YCSB压测后,定位到RegionServer的BlockCache已满,导致频繁的磁盘IO。于是我们决定给BlockCache扩容,让它变得更大些,同时呢,为了让热点现象不再那么频繁出现,我们对RowKey的结构进行了大刀阔斧的改造。这一系列操作下来,最终咱们成功让系统的性能蹭蹭地往上提升啦!在这个过程中,我们可是实实在在地感受到了,摸清业务特性、一针见血找准问题所在,还有灵活运用各种调优手段的重要性,这简直就像是打游戏升级一样,缺一不可啊! 6. 结语 性能测试与调优是HBase运维中的必修课,它需要我们既具备扎实的技术理论知识,又要有敏锐的洞察力和丰富的实践经验。经过对HBase从头到脚、一丝不苟的性能大考验,再瞅瞅咱的真实业务场景,咱们能针对性地使出一些绝招进行调优。这样一来,HBase就能更溜地服务于我们的业务需求,在大数据的世界里火力全开,展现它那无比强大的能量。
2023-03-14 18:33:25
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半夏微凉
ZooKeeper
...类似于文件系统的数据模型实现数据的一致性和有序性,并支持高可用性和容错性。 事务日志 , 在ZooKeeper的上下文中,事务日志是记录所有对ZooKeeper服务器上数据变更操作的一种持久化存储机制。每当ZooKeeper接收到客户端的写请求并完成事务处理时,都会将该事务的相关信息按照严格的全局顺序写入事务日志,以确保即使在系统崩溃或重启后也能恢复到一致的状态。 快照文件(Snapshot) , 在ZooKeeper中,快照文件是对某一时刻ZooKeeper服务器内存数据库状态的全量备份。当ZooKeeper服务器运行一段时间后,为了减少恢复时扫描事务日志的时间开销,会定期将当前内存数据库状态生成一个快照文件保存到磁盘。在后续的恢复过程中,ZooKeeper首先加载最近的快照文件,然后重放从快照时间点之后的事务日志,以此快速重建出完整的数据视图。 SSD硬盘(Solid State Drive) , SSD是一种采用闪存作为永久性存储介质的硬盘驱动器,相比于传统的机械硬盘(HDD),具有更快的数据读写速度、更低的延迟以及更高的耐用性。在解决ZooKeeper磁盘I/O性能瓶颈问题时,更换为SSD硬盘可以显著提高数据的读写效率,进而提升整个系统的性能表现。 FPGA加速 , FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,可以通过编程来实现特定的硬件加速功能。在ZooKeeper优化场景下,基于FPGA的数据同步算法可以定制化地加速数据处理过程,尤其针对频繁的I/O操作进行优化,从而在保证数据一致性的同时降低对磁盘I/O资源的需求,有效改善集群整体性能。
2023-02-19 10:34:57
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夜色朦胧
Redis
...s作为高性能、灵活的内存数据结构存储系统,其在Web应用中的应用趋势与最佳实践也日益受到关注。本文将探讨Redis在现代Web应用中的最新应用趋势,以及如何通过最佳实践提高应用性能和用户体验。 1. 低延迟与高并发场景优化 在高流量、高并发的Web应用中,低延迟和高吞吐量是至关重要的。Redis通过其内存优先的数据存储机制,显著降低了数据访问延迟,使得Web应用能够迅速响应用户请求。例如,在电商网站的秒杀活动期间,Redis可以用来存储临时的购物车信息,减少数据库的访问压力,从而确保交易的流畅性和稳定性。 2. 分布式系统中的协调与一致性 随着微服务架构的普及,分布式系统成为现代Web应用的主流形态。Redis通过其丰富的数据结构和事务支持,能够有效地在分布式环境中实现数据的一致性和协调。例如,使用Redis的发布/订阅模式实现服务间的异步通信,或者通过Redis的原子操作保证多节点之间的数据一致性,这些都是分布式系统设计中常见的最佳实践。 3. 缓存与数据加速 Redis的强大缓存能力在提升Web应用性能方面发挥着重要作用。通过将热点数据存储在内存中,Redis能够显著减少数据库查询次数,加快页面加载速度,提升用户体验。此外,Redis的持久化机制(如RDB和AOF)确保了缓存数据的安全性,即使在服务器崩溃后也能快速恢复。 4. 机器学习与数据分析 随着人工智能技术的发展,Redis在支持机器学习模型的训练和部署上展现出潜力。通过Redis的高效数据结构,可以快速存储和检索大量的特征向量,加速模型的训练过程。同时,Redis的实时分析能力使其成为实时数据分析场景的理想选择,如在线广告投放、个性化推荐等。 5. 安全与合规性考虑 在应用Redis的过程中,还需要注意安全性和合规性的问题。例如,确保敏感数据的加密存储、限制对Redis实例的访问权限、定期备份数据以防止数据丢失等。遵循行业标准和法律法规,如GDPR或CCPA,对于保护用户隐私至关重要。 总之,Redis凭借其高效、灵活的特点,在现代Web应用中扮演着越来越重要的角色。通过深入理解其在不同场景下的应用趋势和最佳实践,开发者可以更好地利用Redis提升应用性能、优化用户体验,并满足业务需求的多样化挑战。随着技术的不断演进,Redis的应用领域和最佳实践也将持续扩展,成为推动Web应用创新和发展的重要力量。
2024-08-20 16:11:43
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百转千回
Shell
...操作系统将计算资源如内存、CPU时间片、文件句柄等分配给正在运行的程序(即进程)的过程。当系统资源不足或存在配置错误等情况时,可能导致进程无法获得所需资源,从而产生错误日志。例如,当服务器内存被其他程序占用时,新启动的程序可能因缺乏足够内存而无法正常运行,此时操作系统会记录下“进程资源分配失败”的日志信息。 日志 , 计算机系统或软件在运行过程中产生的记录文件,用于追踪事件的发生及其结果。在本文中,日志主要指操作系统或应用程序记录的关于进程资源分配失败的信息。通过查看日志文件(如/var/log/syslog)或使用命令如dmesg,可以获取详细的错误描述,进而分析问题的原因。日志对于诊断和解决系统故障具有重要意义。 权限问题 , 指进程或用户在尝试访问系统资源时,由于缺乏必要的权限而导致操作失败的情况。在本文的上下文中,权限问题可能是由于普通用户试图申请需要超级用户权限的资源,或是某个用户被限制了最大文件句柄数等原因造成。例如,如果一个脚本试图打开超过系统默认允许数量的文件句柄,但由于权限不足而失败,则会产生“进程资源分配失败”的日志记录。正确配置权限和理解系统安全模型对于避免此类问题至关重要。
2025-05-10 15:50:56
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翡翠梦境
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...ticsearch在内存占用方面的挑战,一篇最新的技术分享聚焦于如何通过调整JVM参数、索引优化以及硬件资源配置来有效降低Elasticsearch运行时的内存消耗,并保持高性能搜索与分析能力(来源:Elastic官方博客)。 5. 微服务架构下容器安全防护指南:在广泛采用容器技术构建微服务架构的过程中,安全问题不容忽视。某信息安全团队最近发布的一份报告详尽阐述了容器安全威胁模型,并提供了包括镜像扫描、网络隔离、权限控制等在内的容器安全最佳实践(来源:CNCF社区安全工作组)。
2023-03-12 10:54:44
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Impala
...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
RabbitMQ
...服务器资源耗尽时(如内存不足),也可能导致连接失败。 这些故障不仅会打断正在进行的消息传递,还可能影响到整个系统的响应时间,严重时甚至会导致数据丢失或服务不可用。所以啊,我们要想办法让系统变得更皮实,就算碰到那些麻烦事儿,它也能稳如老狗,继续正常运转。 3. 如何优雅地处理连接故障 3.1 使用重试机制 首先,我们可以利用重试机制来应对短暂的网络波动或临时性的服务不可用。通过设置合理的重试次数和间隔时间,可以有效地提高消息传递的成功率。以下是一个简单的Python代码示例,展示了如何使用pika库连接到RabbitMQ服务器,并在连接失败时进行重试: python import pika from time import sleep def connect_to_rabbitmq(): max_retries = 5 retry_delay = 5 seconds for i in range(max_retries): try: connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost')) print("成功连接到RabbitMQ") return connection except Exception as e: print(f"尝试{i+1}连接失败,将在{retry_delay}秒后重试...") sleep(retry_delay) print("多次重试后仍无法连接到RabbitMQ,程序将退出") exit(1) 调用函数尝试建立连接 connection = connect_to_rabbitmq() 3.2 实施断线重连策略 除了基本的重试机制外,我们还可以实现更复杂的断线重连策略。例如,当检测到连接异常时,立即尝试重新建立连接,并记录重连日志以便后续分析。另外,我们也可以试试用指数退避算法来调整重连的时间间隔,这样就不会在短时间内反复向服务器发起连接请求,也能让服务器稍微轻松一点。 下面展示了一个基于RabbitMQ官方客户端库pika的断线重连示例: python import pika from time import sleep class ReconnectingRabbitMQClient: def __init__(self, host='localhost'): self.host = host self.connection = None self.channel = None def connect(self): while True: try: self.connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(self.host)) self.channel = self.connection.channel() print("成功连接到RabbitMQ") break except Exception as e: print(f"尝试连接失败,将在{2self.retry_count}秒后重试...") self.retry_count += 1 sleep(2self.retry_count) def close(self): if self.connection: self.connection.close() def send_message(self, message): if not self.channel: self.connect() self.channel.basic_publish(exchange='', routing_key='hello', body=message) client = ReconnectingRabbitMQClient() client.send_message('Hello World!') 在这个例子中,我们创建了一个ReconnectingRabbitMQClient类,它包含了连接、关闭连接以及发送消息的方法。特别要注意的是connect方法里的那个循环,这家伙每次连接失败后都会先歇一会儿,然后再杀回来试试看。而且这休息的时间也是越来越长,越往后重试间隔就按指数往上翻。 3.3 异步处理与心跳机制 对于那些需要长时间保持连接的应用场景,我们还可以采用异步处理方式,配合心跳机制来维持连接的有效性。心跳其实就是一种简单的保活方法,就像定时给对方发个信息或者挥挥手,确认一下对方还在不在。这样就能赶紧发现并搞定那些断掉的连接,免得因为放太长时间没动静而导致连接中断的问题。 4. 总结与展望 处理RabbitMQ中的连接故障是一项复杂但至关重要的任务。通过上面提到的几种招数——比如重试机制、断线重连和心跳监测,我们的系统会变得更强壮,也更靠谱了。当然,针对不同应用场景和需求,还需要进一步定制化和优化这些方案。比如说,对于那些对延迟特别敏感的应用,你得更仔细地调整重试策略,不然用户可能会觉得卡顿或者直接闪退。至于那些需要应对海量并发连接的场景嘛,你就得上点“硬货”了,比如用更牛的技术来搞定负载均衡和集群管理,这样才能保证系统稳如老狗。总而言之,就是咱们得不停地试啊试的,然后就能慢慢弄出个既快又稳的分布式消息传递系统。 --- 以上就是关于RabbitMQ中如何处理连接故障的一些探讨。希望这些内容能帮助你在实际工作中更好地应对挑战,打造更加可靠的应用程序。如果你有任何疑问或想要分享自己的经验,请随时留言讨论!
2024-12-02 16:11:51
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红尘漫步
Spark
...遭遇多种错误类型,从内存溢出、任务失败到网络通信异常等。这些错误通常由日志系统捕获并记录下来,为后续分析提供依据。下面,我们将通过几个具体的错误示例来了解如何阅读和解析Spark日志文件。 三、实例代码 简单的Spark Word Count应用 首先,让我们构建一个简单的Spark Word Count应用作为起点。这个应用旨在统计文本文件中单词的频率。 scala import org.apache.spark.SparkConf import org.apache.spark.SparkContext object WordCount { def main(args: Array[String]) { val conf = new SparkConf().setAppName("Word Count").setMaster("local") val sc = new SparkContext(conf) val textFile = sc.textFile("file:///path/to/your/textfile.txt") val counts = textFile.flatMap(line => line.split(" ")) .map(word => (word, 1)) .reduceByKey(_ + _) counts.saveAsTextFile("output") sc.stop() } } 四、错误日志分析 内存溢出问题 在实际运行上述应用时,如果输入文本文件过大,可能会导致内存溢出错误。日志文件中可能会出现类似以下的信息: org.apache.spark.SparkException: Job aborted due to stage failure: Task 0 in stage 37.0 failed 1 times, most recent failure: Lost task 0.3 in stage 37.0 (TID 208, localhost): java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 这段日志信息清晰地指出错误原因(OutOfMemoryError: Java heap space),并提供了关键细节,包括任务编号、所在节点以及错误类型。针对这一问题,可以通过增加Spark集群的内存资源或者优化数据处理逻辑来解决。 五、调试策略与最佳实践 1. 使用日志级别 调整日志级别(如INFO、DEBUG)可以帮助开发者在日志中获取更多详细信息。 2. 定期检查日志 通过自动化工具定期检查日志文件,可以及时发现潜在问题。 3. 利用Spark UI Spark自带的Web UI提供了详细的作业监控界面,直观显示任务状态和性能指标。 4. 错误重试机制 合理配置Spark任务的重试策略,避免因一次失败而影响整体进程。 5. 性能监控工具 集成性能监控工具(如Prometheus、Grafana)有助于实时监控系统性能,预防内存泄漏等严重问题。 六、总结与展望 日志记录是Spark应用程序开发和维护过程中的关键环节。哎呀,你知道吗?程序员们在遇到bug(小错误)的时候,那可是得使出浑身解数了!他们可不是对着电脑屏幕发呆,而是会仔细地分析问题,就像侦探破案一样。找到问题的源头后,他们就开始了他们的“调试大作战”,就像是医生给病人开药一样精准。通过这些努力,他们能优化代码,让程序跑得更顺畅,就像给汽车加了润滑剂,不仅跑得快,还稳当当的。这样,我们的应用就能更加可靠,用户用起来也更舒心啦!哎呀,你懂的,随着咱们每天产生的数据就像自来水一样哗哗流,那处理这些数据的大数据工具就得越来越厉害才行。特别是那些记录我们操作痕迹的日志管理系统,不仅要快得跟闪电一样,操作起来还得像玩手机游戏一样简单,最好还能自己动脑筋分析出点啥有价值的信息来。这样,未来日志记录这事儿就不仅仅是记录,还能帮我们找到问题、优化流程,简直就是一大神器嘛!所以,你看,这发展方向就是越来越智能、好用、高效,让科技真正服务于人,而不是让人被科技牵着鼻子走。 --- 通过本文的探讨,我们不仅学习了如何理解和利用Spark的日志信息来诊断问题,还了解了一些实用的调试技巧和最佳实践。希望这些内容能帮助你更有效地管理你的Spark应用程序,确保其在复杂的数据处理场景下稳定运行。
2024-09-07 16:03:18
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秋水共长天一色
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...高应用性能并简化编程模型。这些框架自带的组件库也提供了丰富的预设标签,比如Vue中的用于声明式导航,极大地扩展了HTML标签的功能边界。 为了紧跟行业发展,前端开发者需要持续关注HTML最新特性的发展动态,如最近被提出讨论的标签,旨在提供原生的模态对话框支持;而对的安全性和性能优化也是业界热议的话题。只有不断跟进新技术,才能更好地运用HTML标签服务于用户需求,并在实践中提升自己的技术水平。
2023-10-11 23:43:21
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...结 oneAPI编程模型 多架构编程面临的挑战 SYCL DPC++ 编译和运行DPC++程序 编程实例 实现矢量加法 queue类 Parallel kernel 通用的并行编程模板 Host Accessor 矢量相加源代码 统一共享内存 (Unified Shared Memory USM) USM语法 数据依赖 wait() depends_on in_order queue property 练习1:事件依赖 练习2:事件依赖 UMS实验 oneAPI编程模型 oneAPI编程模型提供了一个全面、统一的开发人员工具组合,可用于各种硬件设备,其中包括跨多个工作负载领域的一系列性能库。这些库包括面向各目标架构而定制化代码的函数,因此相同的函数调用可为各种支持的架构提供优化的性能。DPC++基于行业标准和开放规范,旨在鼓励生态系统的协作和创新。 多架构编程面临的挑战 在以数据为中心的环境中,专用工作负载的数量不断增长。专用负载通常因为没有通用的编程语言或API而需要使用不同的语言和库进行编程,这就需要维护各自独立的代码库。 由于跨平台的工具支持不一致,因此开发人员必须学习和使用一整套不同的工具。单独投入精力给每种硬件平台开发软件。 oneAPI则可以利用一种统一的编程模型以及支持并行性的库,支持包括CPU、GPU、FPGA等硬件等同于原生高级语言的开发性能,并且可以与现有的HPC编程模型交互。 SYCL SYCL支持C++数据并行编程,SYCL和OpenCL一样都是由Khronos Group管理的,SYCL是建立在OpenCL之上的跨平台抽象层,支持用C++用单源语言方式编写用于异构处理器的与设备无关的代码。 DPC++ DPC++(Data Parallel C++)是一种单源语言,可以将主机代码和异构加速器内核写在同一个文件当中,在主机中调用DPC++程序,计算由加速器执行。DPC++代码简洁且效率高,并且是开源的。现有的CUDA应用、Fortran应用、OpenCL应用都可以用不同方式很方便地迁移到DPC++当中。 下图显示了原来使用不同架构的HPC开发人员的一些推荐的转换方法。 编译和运行DPC++程序 编译和运行DPC++程序主要包括三步: 初始化环境变量 编译DPC++源代码 运行程序 例如本地运行,在本地系统上安装英特尔基础工具套件,使用以下命令编译和运行DPC++程序。 source /opt/intel/inteloneapi/setvars.shdpcpp simple.cpp -o simple./simple 编程实例 实现矢量加法 以下实例描述了使用DPC++实现矢量加法的过程和源代码。 queue类 queue类用来提交给SYCL执行的命令组,是将作业提交到运算设备的一种机制,多个queue可以映射到同一个设备。 Parallel kernel Parallel kernel允许代码并行执行,对于一个不具有相关性的循环数据操作,可以用Parallel kernel并行实现 在C++代码中的循环实现 for(int i=0; i < 1024; i++){a[i] = b[i] + c[i];}); 在Parallel kernel中的并行实现 h.parallel_for(range<1>(1024), [=](id<1> i){A[i] = B[i] + C[i];}); 通用的并行编程模板 h.parallel_for(range<1>(1024), [=](id<1> i){// CODE THAT RUNS ON DEVICE }); range用来生成一个迭代序列,1为步长,在循环体中,i表示索引。 Host Accessor Host Accessor是使用主机缓冲区访问目标的访问器,它使访问的数据可以在主机上使用。通过构建Host Accessor可以将数据同步回主机,除此之外还可以通过销毁缓冲区将数据同步回主机。 buf是存储数据的缓冲区。 host_accessor b(buf,read_only); 除此之外还可以将buf设置为局部变量,当系统超出buf生存期,buf被销毁,数据也将转移到主机中。 矢量相加源代码 根据上面的知识,这里展示了利用DPC++实现矢量相加的代码。 //第一行在jupyter中指明了该cpp文件的保存位置%%writefile lab/vector_add.cppinclude <CL/sycl.hpp>using namespace sycl;int main() {const int N = 256;// 初始化两个队列并打印std::vector<int> vector1(N, 10);std::cout<<"\nInput Vector1: "; for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << vector1[i] << " ";std::vector<int> vector2(N, 20);std::cout<<"\nInput Vector2: "; for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << vector2[i] << " ";// 创建缓存区buffer vector1_buffer(vector1);buffer vector2_buffer(vector2);// 提交矢量相加任务queue q;q.submit([&](handler &h) {// 为缓存区创建访问器accessor vector1_accessor (vector1_buffer,h);accessor vector2_accessor (vector2_buffer,h);h.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> index) {vector1_accessor[index] += vector2_accessor[index];});});// 创建主机访问器将设备中数据拷贝到主机当中host_accessor h_a(vector1_buffer,read_only);std::cout<<"\nOutput Values: ";for (int i = 0; i < N; i++) std::cout<< vector1[i] << " ";std::cout<<"\n";return 0;} 运行结果 统一共享内存 (Unified Shared Memory USM) 统一共享内存是一种基于指针的方法,是将CPU内存和GPU内存进行统一的虚拟化方法,对于C++来说,指针操作内存是很常规的方式,USM也可以最大限度的减少C++移植到DPC++的代价。 下图显示了非USM(左)和USM(右)的程序员开发视角。 类型 函数调用 说明 在主机上可访问 在设备上可访问 设备 malloc_device 在设备上分配(显式) 否 是 主机 malloc_host 在主机上分配(隐式) 是 是 共享 malloc_shared 分配可以在主机和设备之间迁移(隐式) 是 是 USM语法 初始化: int data = malloc_shared<int>(N, q); int data = static_cast<int >(malloc_shared(N sizeof(int), q)); 释放 free(data,q); 使用共享内存之后,程序将自动在主机和运算设备之间隐式移动数据。 数据依赖 使用USM时,要注意数据之间的依赖关系以及事件之间的依赖关系,如果两个线程同时修改同一个内存区,将产生不可预测的结果。 我们可以使用不同的选项管理数据依赖关系: 内核任务中的 wait() 使用 depends_on 方法 使用 in_queue 队列属性 wait() q.submit([&](handler &h) {h.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 2; });}).wait(); // <--- wait() will make sure that task is complete before continuingq.submit([&](handler &h) {h.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 3; });}); depends_on auto e = q.submit([&](handler &h) { // <--- e is event for kernel taskh.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 2; });});q.submit([&](handler &h) {h.depends_on(e); // <--- waits until event e is completeh.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 3; });}); in_order queue property queue q(property_list{property::queue::in_order()}); // <--- this will make sure all the task with q are executed sequentially 练习1:事件依赖 以下代码使用 USM,并有三个提交到设备的内核。每个内核修改相同的数据阵列。三个队列之间没有数据依赖关系 为每个队列提交添加 wait() 在第二个和第三个内核任务中实施 depends_on() 方法 使用 in_order 队列属性,而非常规队列: queue q{property::queue::in_order()}; %%writefile lab/usm_data.cppinclude <CL/sycl.hpp>using namespace sycl;static const int N = 256;int main() {queue q{property::queue::in_order()};//用队列限制执行顺序std::cout << "Device : " << q.get_device().get_info<info::device::name>() << "\n";int data = static_cast<int >(malloc_shared(N sizeof(int), q));for (int i = 0; i < N; i++) data[i] = 10;q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 2; });q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 3; });q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data[i] += 5; });q.wait();//wait阻塞进程for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << data[i] << " ";std::cout << "\n";free(data, q);return 0;} 执行结果 练习2:事件依赖 以下代码使用 USM,并有三个提交到设备的内核。前两个内核修改了两个不同的内存对象,第三个内核对前两个内核具有依赖性。三个队列之间没有数据依赖关系 %%writefile lab/usm_data2.cppinclude <CL/sycl.hpp>using namespace sycl;static const int N = 1024;int main() {queue q;std::cout << "Device : " << q.get_device().get_info<info::device::name>() << "\n";//设备选择int data1 = malloc_shared<int>(N, q);int data2 = malloc_shared<int>(N, q);for (int i = 0; i < N; i++) {data1[i] = 10;data2[i] = 10;}auto e1 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data1[i] += 2; });auto e2 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data2[i] += 3; });//e1,e2指向两个事件内核q.parallel_for(range<1>(N),{e1,e2}, [=](id<1> i) { data1[i] += data2[i]; }).wait();//depend on e1,e2for (int i = 0; i < N; i++) std::cout << data1[i] << " ";std::cout << "\n";free(data1, q);free(data2, q);return 0;} 运行结果 UMS实验 在主机中初始化两个vector,初始数据为25和49,在设备中初始化两个vector,将主机中的数据拷贝到设备当中,在设备当中并行计算原始数据的根号值,然后将data1_device和data2_device的数值相加,最后将数据拷贝回主机当中,检验最后相加的和是否是12,程序结束前将内存释放。 %%writefile lab/usm_lab.cppinclude <CL/sycl.hpp>include <cmath>using namespace sycl;static const int N = 1024;int main() {queue q;std::cout << "Device : " << q.get_device().get_info<info::device::name>() << "\n";//intialize 2 arrays on hostint data1 = static_cast<int >(malloc(N sizeof(int)));int data2 = static_cast<int >(malloc(N sizeof(int)));for (int i = 0; i < N; i++) {data1[i] = 25;data2[i] = 49;}// STEP 1 : Create USM device allocation for data1 and data2int data1_device = static_cast<int >(malloc_device(N sizeof(int),q));int data2_device = static_cast<int >(malloc_device(N sizeof(int),q));// STEP 2 : Copy data1 and data2 to USM device allocationq.memcpy(data1_device, data1, sizeof(int) N).wait();q.memcpy(data2_device, data2, sizeof(int) N).wait();// STEP 3 : Write kernel code to update data1 on device with sqrt of valueauto e1 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data1_device[i] = std::sqrt(25); });auto e2 = q.parallel_for(range<1>(N), [=](id<1> i) { data2_device[i] = std::sqrt(49); });// STEP 5 : Write kernel code to add data2 on device to data1q.parallel_for(range<1>(N),{e1,e2}, [=](id<1> i) { data1_device[i] += data2_device[i]; }).wait();// STEP 6 : Copy data1 on device to hostq.memcpy(data1, data1_device, sizeof(int) N).wait();q.memcpy(data2, data2_device, sizeof(int) N).wait();// verify resultsint fail = 0;for (int i = 0; i < N; i++) if(data1[i] != 12) {fail = 1; break;}if(fail == 1) std::cout << " FAIL"; else std::cout << " PASS";std::cout << "\n";// STEP 7 : Free USM device allocationsfree(data1_device, q);free(data1);free(data2_device, q);free(data2);// STEP 8 : Add event based kernel dependency for the Steps 2 - 6return 0;} 运行结果 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/MCKZX/article/details/127630566。 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。
2023-07-22 10:28:50
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Mongo
...educe是一种编程模型,用于大规模数据集的并行运算。在MongoDB中,我们可以通过map()和reduce()函数实现数据的分组、转换和聚合。基本流程如下: - Map阶段:数据被分割成多个分片,每个分片经过map()函数处理,产生键值对形式的数据流。 - Shuffle阶段:键相同的数据会被合并在一起,为reduce()阶段做准备。 - Reduce阶段:针对每个键,执行reduce()函数,合并所有相关值,产生最终的结果集。 2. MongoDB中的MapReduce实践 为了让你更好地理解MapReduce在MongoDB中的应用,下面我将通过一个具体的例子来展示如何使用MapReduce处理数据。 示例代码: 假设我们有一个名为sales的集合,其中包含销售记录,每条记录包含product_id和amount两个字段。我们的目标是计算每个产品的总销售额。 javascript // 首先,我们定义Map函数 db.sales.mapReduce( function() { // 输出键为产品ID,值为销售金额 emit(this.product_id, this.amount); }, function(key, values) { // 将所有销售金额相加得到总销售额 var total = 0; for (var i = 0; i < values.length; i++) { total += values[i]; } return total; }, { "out": { "inline": 1, "pipeline": [ {"$group": {"_id": "$_id", "total_sales": {$sum: "$value"} }} ] } } ); 这段代码首先通过map()函数将每个销售记录映射到键为product_id和值为amount的键值对。哎呀,这事儿啊,就像是这样:首先,你得有个列表,这个列表里头放着一堆商品,每一项商品下面还有一堆数字,那是各个商品的销售价格。然后,咱们用一个叫 reduce() 的魔法棒来处理这些数据。这个魔法棒能帮咱们把每一样商品的销售价格加起来,就像数钱一样,算出每个商品总共卖了多少钱。这样一来,我们就能知道每种商品的总收入啦!哎呀,你懂的,我们用out这个参数把结果塞进了一个临时小盒子里面。然后,我们用$group这个魔法棒,把数据一通分类整理,看看哪些地方数据多,哪些地方数据少,这样就给咱们的数据做了一次大扫除,整整齐齐的。 3. 性能优化与注意事项 在使用MapReduce时,有几个关键点需要注意,以确保最佳性能: - 数据分区:合理的数据分区可以显著提高MapReduce的效率。通常,我们会根据数据的分布情况选择合适的分区策略。 - 内存管理:MapReduce操作可能会消耗大量内存,特别是在处理大型数据集时。合理设置maxTimeMS选项,限制任务运行时间,避免内存溢出。 - 错误处理:在实际应用中,处理潜在的错误和异常情况非常重要。例如,使用try-catch块捕获并处理可能出现的异常。 4. 进阶技巧与高级应用 对于那些追求更高效率和更复杂数据处理场景的开发者来说,以下是一些进阶技巧: - 使用索引:在Map阶段,如果数据集中有大量的重复键值对,使用索引可以在键的查找过程中节省大量时间。 - 异步执行:对于高并发的应用场景,可以考虑将MapReduce操作异步化,利用MongoDB的复制集和分片集群特性,实现真正的分布式处理。 结语 MapReduce在MongoDB中的应用,为我们提供了一种高效处理大数据集的强大工具。哎呀,看完这篇文章后,你可不光是知道了啥是MapReduce,啥时候用,还能动手在自己的项目里把MapReduce用得溜溜的!就像是掌握了新魔法一样,你学会了怎么给这玩意儿加点料,让它在你的项目里发挥出最大效用,让工作效率蹭蹭往上涨!是不是感觉整个人都精神多了?这不就是咱们追求的效果嘛!嘿,兄弟!听好了,掌握新技能最有效的办法就是动手去做,尤其是像MapReduce这种技术。别光看书上理论,找一个你正在做的项目,大胆地将MapReduce实践起来。你会发现,通过实战,你的经验会大大增加,对这个技术的理解也会更加深入透彻。所以,行动起来吧,让自己的项目成为你学习路上的伙伴,你肯定能从中学到不少东西!让我们继续在数据处理的旅程中探索更多可能性!
2024-08-13 15:48:45
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柳暗花明又一村
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...界也在探索零信任安全模型如何应用于容器领域,以确保容器在整个生命周期内的安全性。 另一方面,考虑到容器编排的重要性,Kubernetes作为主流的容器编排平台,其与Docker的协同使用愈发紧密。通过学习官方文档或社区教程,用户可以深入了解如何利用Docker构建并推送镜像至私有仓库,再由Kubernetes调度器拉取这些镜像以部署复杂的应用服务网格。 综上所述,掌握Docker不仅是了解基础容器技术的关键,而且还需要关注其最新发展动态和技术生态演进,例如新版本特性、安全增强措施以及与Kubernetes等生态系统组件的深度融合。对于希望进一步提升DevOps能力的专业人士来说,持续跟进Docker相关领域的前沿研究与实践案例,无疑能为自身技术栈的丰富与完善提供强大支撑。
2023-11-26 15:47:20
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...Libnids 发生内存溢出时被调用/ int (ip_filter) (); / 是一个函数指针 , 此函数可以用来分析IP 数据包 , 当有 IP 数据包到达时 , 此函数就被调用. 如果此函数返回非零值 , 此数据包就被处理 ;如果返回零 , 此 IP 数据包就被丢弃. 默认值为 nids_ip_filter 函数 , 总是返回 1./ char pcap_filter; / 表示过滤规则 , 即Libpcap 的过滤规则 , 默认值为 NULL,表示捕获所有数据包 . 可以在此设置过滤规则 , 只捕获感兴趣的开发包/ int promisc; / 表示网卡模式 , 如果是非零, 就把此网卡设置为混杂模式 ; 否则 , 设为非混杂模式 . 默认值为1/ int one_loop_less; / 初始值为 0/ int pcap_timeout; / 表示捕获数据返回的时间 , 以毫秒计算. 实际上它表示的就是 Libpcap 函数中的 pcap_open_live函数的 timeout 参数 , 默认值 1024/ }; / 返回值 : 调用成功返回 1,失败返回 0 参 数 : 无 功 能 : 对 Libnids 初始化, 这是所有设计基于 Libnids 的程序最开始调用的函数 . 它的主要内容包括打开网络接口 , 打开文件 , 编译过滤规则 , 判断网络链路层类型, 进行必要的初始化工作 / int nids_init (void); / 返回值 : 无 参 数 : 回调函数名字 功 能 : 注册一个能够检测所有 IP 数据包的回调函数, 包括 IP 碎片 .e.g nids_register_ip_frag(ip_frag_function); void ip_frag_function(struct ip a_packet,int len) a_packet 表示接收的IP 数据包 len 表示接收的数据包长度 此回调函数可以检测所有的IP 数据包 , 包括 IP 碎片 / void nids_register_ip_frag (void ()); // / 返回值 : 无 参 数 : 回调函数名字 功 能 : 注册一个回调函数 , 此回调函数可以接收正常的IP 数据包 .e.g nids_register_ip_frag(ip_frag_function); void ip_frag_function(struct ip a_packet) a_packet 表示接收的IP 数据包 此回调函数可以接收正常的IP 数据包 , 并在此函数中对捕获数到的 IP数据包进行分析 . / void nids_register_ip (void ()); // / 返回值 : 无 参 数 : 回调函数 功 能 : 注册一个 TCP 连接的回调函数. 回调函数的类型定义如下 : void tcp_callback(struct tcp_stream ns,void param) ns 表示一个TCP 连接的所有信息 , param 表示要传递的参数信息 , 可以指向一个 TCP连接的私有数据 此回调函数接收的TCP 数据存放在 half_stream 的缓存中 , 应该马上取出来 ,一旦此回调函数返回 , 此数据缓存中存储的数据就不存在 了 .half_stream 成员 offset描述了被丢弃的数据字节数 . 如果不想马上取出来 , 而是等到存储一定数量的数据之后再取出来, 那么可 以使用函数nids_discard(struct tcp_stream ns, int num_bytes)来处理 . 这样回调函数返回时 ,Libnids 将丢弃缓存数据之前 的 num_bytes 字节的数据 .如果不调用 nids_discard()函数 , 那么缓存数据的字节应该为 count_new 字节 . 一般情况下, 缓存中的数据 应该是count-offset 字节 / void nids_register_tcp (void ()); / 返回值 : 无 参 数 : 回调函数 功 能 : 注册一个分析 UDP 协议的回调函数, 回调函数的类型定义如下 : void udp_callback(struct tuple4 addr,char buf,int len,struct ip iph) addr 表示地址端口信息buf 表示 UDP 协议负载的数据内容 len表是 UDP 负载数据的长度 iph 表示一个IP 数据包 , 包括 IP 首部 ,UDP 首部以及UDP 负载内容 / void nids_register_udp (void ()); / 返回值 : 无 参 数 : 表示一个 TCP 连接 功 能 : 终止 TCP 连接 . 它实际上是调用 Libnet的函数进行构造数据包 , 然后发送出去 / void nids_killtcp (struct tcp_stream ); / 返回值 : 无 参 数 : 参数 1 一个 TCP 连接 参数 2 个数 功 能 : 丢弃参数 2 字节 TCP 数据 , 用于存储更多的数据 / void nids_discard (struct tcp_stream , int); / 返回值 : 无 参 数 : 无 功 能 : 运行 Libnids, 进入循环捕获数据包状态. 它实际上是调用 Libpcap 函数 pcap_loop()来循环捕获数据包 / void nids_run (void); / 返回值 : 调用成功返回文件描述符 ,失败返回 -1 参 数 : 无 功 能 : 获得文件描述符号 / int nids_getfd (void); / 返回值 : 调用成功返回个数 ,失败返回负数 参 数 : 表示捕获数据包的个数 功 能 : 调用 Libpcap 中的捕获数据包函数pcap_dispatch() / int nids_dispatch (int); / 返回值 : 调用成功返回 1,失败返回 0 参 数 : 无 功 能 : 调用 Libpcap 中的捕获数据包函数pcap_next() / int nids_next (void); extern struct nids_prm nids_params; /libnids.c定以了一个全部变量 , 其定义和初始值在 nids_params/ extern char nids_warnings[]; extern char nids_errbuf[]; extern struct pcap_pkthdr nids_last_pcap_header; struct nids_chksum_ctl { / 描述的是计算校验和 , 用于决定是否计算校验和/ u_int netaddr; / 表示地址 / u_int mask; / 表示掩码 / u_int action; / 表示动作 , 如果是NIDS_DO_CHKSUM, 表示计算校验和; 如果是 NIDS_DONT_CHKSUM, 表示不计算校验和 / u_int reserved; / 保留未用 / }; / 返回值 : 无 参 数 : 参数 1 表示 nids_chksum_ctl 列表 参数 2 表示列表中的个数 功 能 : 决定是否计算校验和 . 它是根据数据结构nids_chksum_ctl 中的action 进行决定的 , 如果所要计算的对象不在列表中 , 则必须都要计算校验和 / extern void nids_register_chksum_ctl(struct nids_chksum_ctl , int); endif / _NIDS_NIDS_H / 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/xieqb/article/details/7681968。 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。
2023-02-08 17:36:31
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...Model,文档对象模型)是一种跨平台、与语言无关的接口,用于表示XML和HTML等格式文档的标准信息模型。DOM解析是指将整个HTML文档加载到内存中,形成一个树状结构(节点树),允许开发者通过编程方式动态访问和修改文档的内容、结构及样式。在文章所述的网络爬虫项目中,利用Jsoup进行DOM解析,以识别并提取目标网页上的图片链接及其他相关信息。
2023-06-12 10:26:04
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...了什么工作? Jvm内存模型,垃圾回收机制,如何确定被清除的对象? 了解哪些垃圾回收器和区别? 多线程相关,线程池的参数列表和拒绝策略 Jvm如何分析出哪个对象上锁? Mysql索引类型和区别,事务的隔离级别和事务原理 Spring scope 和设计模式 Sql优化 三面 fullgc的时候会导致接口的响应速度特别慢,该如何排查和解决? 项目内存或者CPU占用率过高如何排查? ConcurrentHashmap原理 数据库分库分表 MQ相关,为什么kafka这么快,什么是零拷贝? 小算法题 http和https协议区别,具体原理 四面(Leader) 手画自己项目的架构图,并且针对架构和中间件提问 印象最深的一本技术书籍是什么? 五面(HR) 没什么过多的问题,主要就是聊了一下自己今后的职业规划,告知了薪资组成体系等等。 插播一条福利!!!最近整理了一套1000道面试题的文档(详细内容见文首推荐文章),以及大厂面试真题,和最近看的几本书。 需要刷题和跳槽的朋友,这些可以免费赠送给大家,帮忙转发文章,宣传一下,后台私信【面试】免费领取! 小天:好像问了两次看书的情况诶?现在面试还问这个? 程序员H:是啊,幸亏之前为了弄懂JVM还看了两本书,不然真不知道说啥了! 小天:看来,我也要找几本书去看了,感情没看过两本书都不敢跳槽了! 程序员H:对了,还有简历,告诉你一个捷径 简历尽量写好一些,项目经验突出: 1、自己的知识广度和深度 2、自身的优势 3、项目的复杂性和难度以及指标 4、自己对于项目做的贡献或者优化 程序员H:唉~这还不能走可怎么办呀!你说,我把主管打一顿,是不是马上就可以走了? 小天:... 查看全文 http://www.taodudu.cc/news/show-3387369.html 相关文章: 阿里菜鸟面经 Java后端开发 社招三年 已拿offer 阿里 菜鸟网络(一面) 2021年阿里菜鸟网络春招实习岗面试分享,简历+面试+面经全套资料! 阿里菜鸟国际Java研发面经(三面+总结):JVM+架构+MySQL+Redis等 2021年3月29日 阿里菜鸟实习面试(一面)(含部分总结) mongodb 子文档排序_猫鼬101:基础知识,子文档和人口简介 特征工程 计算方法Gauss-Jordan消去法求线性方程组的解 使用(VAE)生成建模,理解可变自动编码器背后的数学原理 视觉SLAM入门 -- 学习笔记 - Part2 带你入门nodejs第一天——node基础语法及使用 python3数据结构_Python3-数据结构 debezium-connect-oracle使用 相关数值分析多种算法代码 android iphone treeview,Android之IphoneTreeView带组指示器的ExpandableListView效果 nginx rewrite功能使用 3-3 OneHot编码 JavaWeb:shiro入门小案例 MySQL的定义、操作、控制、查询语言的用法 MongoDB入门学习(三):MongoDB的增删查改 赋值、浅复制和深复制解析 以及get/set应用 他是吴恩达导师,被马云聘为「达摩院」首座 Jordan 标准型定理 列主元的Gauss-Jordan消元法-python实现 Jordan 块的几何 若尔当型(The Jordan form) 第七章 其他神经网络类型 解决迁移系统后无法配置启用WindowsRE环境的问题 宝塔面板迁移系统盘/www到数据盘/home 使用vmware vconverter从物理机迁移系统到虚拟机P2V 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/m0_62695120/article/details/124510157。 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。
2023-03-08 20:01:49
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...Vo:数据持久化模型 Query:数据查询模型 Dto:数据传输模型 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_40910781/article/details/111416185。 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。
2023-05-26 23:30:52
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...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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Spark
...分离机制,大幅降低了内存占用率。这一改进尤其适用于电商促销活动期间的流量洪峰场景,有效缓解了服务器的压力。 此外,学术界对于分布式缓存的研究也在不断深入。一篇发表于《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》的论文提出了一种基于机器学习的缓存预取算法,可以根据历史访问模式预测未来的请求热点,从而提前将数据加载到缓存中。这种方法理论上可以进一步降低查询延迟,但实际部署仍面临模型训练成本高昂等问题。 值得注意的是,尽管分布式缓存带来了诸多便利,但它并非没有挑战。隐私保护、数据一致性以及跨地域同步等问题仍然是业界亟待解决的难题。随着GDPR等法规的出台,企业在使用缓存技术时还需格外注意合规性,确保用户数据的安全与合法使用。在未来,我们或许可以看到更多结合区块链技术的去中心化缓存解决方案,为用户提供更加透明和安全的服务体验。
2025-05-02 15:46:14
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素颜如水
Golang
...就几个点:并发处理、内存管理、网络优化和代码结构。Go在这几个方面都有独到的优势,接下来咱们一个个拆解来看。 2.1 并发处理:协程的力量 先说并发处理吧。Go最大的特点之一就是协程(goroutine)。嘿,你知道为啥大家都说协程比线程“瘦”吗?就是因为它真的省空间啊!打个比方,一个协程的“小背包”(也就是栈内存)才不到2KB,可传统线程那背包大得吓人,动不动就几十KB起步,甚至能到上百KB。这差距,简直是一个小巧玲珑的手拿包和一个超大登山包的区别! 举个例子,假设我们要做一个聊天服务器,每秒钟需要处理上千个用户的请求。要是用那种老式的多线程方式,创建和销毁线程的代价大得会让你的服务器累得直不起腰,简直要崩溃了!但用Go的话,完全可以轻松应对: go package main import ( "fmt" "net/http" ) func handleRequest(w http.ResponseWriter, r http.Request) { fmt.Fprintf(w, "Hello, %s!", r.URL.Path[1:]) } func main() { http.HandleFunc("/", handleRequest) fmt.Println("Server started at :8080") err := http.ListenAndServe(":8080", nil) if err != nil { panic(err) } } 这段代码虽然简单,但它背后却隐藏着Go的魔力。嘿,你有没有试过访问这个地址:http://localhost:8080/username?当你这么做的时候,Go 这家伙就会偷偷摸摸地给你派来一个小帮手——一个协程,专门负责处理你的请求。而且更贴心的是,它完全不用你去管什么线程池那些听起来就头大的复杂玩意儿,简直是太省心了吧! 当然了,光靠协程还不够。为了确保程序的健壮性,我们需要合理地利用通道(channel)来进行通信。比如下面这个简单的生产者-消费者模型: go package main import ( "fmt" "time" ) func producer(ch chan<- int) { for i := 0; i < 5; i++ { ch <- i fmt.Println("Produced:", i) time.Sleep(500 time.Millisecond) } close(ch) } func consumer(ch <-chan int) { for num := range ch { fmt.Println("Consumed:", num) } } func main() { ch := make(chan int) go producer(ch) consumer(ch) } 在这个例子中,producer函数向通道发送数据,而consumer函数从通道接收数据。用这种方法,咱们就能又优雅又稳妥地搞定多线程里的同步难题,还不用担心被死锁给缠上。 --- 3. 内存管理 GC的奥秘 接下来谈谈内存管理。Go的垃圾回收器(GC)是它的一大亮点。就像用老式工具编程一样,C/C++这种传统语言就得让程序员自己动手去清理内存,稍不留神,就可能搞出内存泄漏,或者戳到那些讨厌的野指针,简直让人头大!而Go则完全解放了我们的双手,它会自动帮你清理不再使用的内存。 不过,GC也不是万能的。有时候,如果你对性能要求特别高,可能会遇到GC停顿的问题。为了解决这个问题,Go团队一直在优化GC算法。最新版本中引入了分代GC(Generational GC),大幅降低了停顿时间。 那么,我们在实际开发中应该如何减少GC的压力呢?最直接的方法就是尽量避免频繁的小对象分配。比如,我们可以复用一些常见的结构体,而不是每次都新建它们: go type Buffer struct { data []byte } func NewBuffer(size int) Buffer { return &Buffer{data: make([]byte, size)} } func (b Buffer) Reset() { b.data = b.data[:0] } func main() { buf := NewBuffer(1024) for i := 0; i < 100; i++ { buf.Reset() // 使用buf... } } 在这个例子中,我们通过Reset()方法复用了同一个Buffer实例,而不是每次都调用make([]byte, size)重新创建一个新的切片。这样可以显著降低GC的压力。 --- 4. 网络优化 TCP/IP的实战 再来说说网络优化。Go的net包提供了强大的网络编程支持,无论是HTTP、WebSocket还是普通的TCP/UDP,都能轻松搞定。特别是对那些高性能服务器而言,怎么才能又快又稳地搞定海量连接,这简直就是一个绕不开的大难题啊! 举个例子,假设我们要实现一个简单的HTTP长连接服务器。传统的做法可能是监听端口,然后逐个处理请求。但这种方式效率不高,特别是在高并发场景下。Go提供了一个更好的解决方案——使用net/http包的Serve方法: go package main import ( "log" "net/http" ) func handler(w http.ResponseWriter, r http.Request) { w.Write([]byte("Hello, World!")) } func main() { http.HandleFunc("/", handler) log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil)) } 这段代码看起来很简单,但它实际上已经具备了处理大量并发连接的能力。为啥呢?就是因为Go语言里的http.Server自带了一个超级能打的“工具箱”,里面有个高效的连接池和请求队列,遇到高并发的情况时,它就能像一个经验丰富的老司机一样,把各种请求安排得明明白白,妥妥地hold住场面! 当然,如果你想要更底层的控制,也可以直接使用net包来编写TCP服务器。比如下面这个简单的TCP回显服务器: go package main import ( "bufio" "fmt" "net" ) func handleConnection(conn net.Conn) { defer conn.Close() reader := bufio.NewReader(conn) for { message, err := reader.ReadString('\n') if err != nil { fmt.Println("Error reading:", err) break } fmt.Print("Received:", message) conn.Write([]byte(message)) } } func main() { listener, err := net.Listen("tcp", ":8080") if err != nil { fmt.Println("Error listening:", err) return } defer listener.Close() fmt.Println("Listening on :8080...") for { conn, err := listener.Accept() if err != nil { fmt.Println("Error accepting:", err) continue } go handleConnection(conn) } } 在这个例子中,我们通过listener.Accept()不断接受客户端连接,并为每个连接启动一个协程来处理请求。这种模式非常适合处理大量短连接的场景。 --- 5. 代码结构 模块化与可扩展性 最后,我们来聊聊代码结构。一个高性能的服务器不仅仅依赖于语言特性,还需要良好的设计思路。Go语言特别推崇把程序分成小块儿来写,就像搭积木一样,每个功能都封装成独立的小模块或包。这样不仅修 bug 的时候方便找问题,写代码的时候也更容易看懂,以后想加新功能啥的也简单多了。 比如,假设我们要开发一个分布式任务调度系统,可以按照以下方式组织代码: go // tasks.go package task type Task struct { ID string Name string Param interface{} } func NewTask(id, name string, param interface{}) Task { return &Task{ ID: id, Name: name, Param: param, } } // scheduler.go package scheduler import "task" type Scheduler struct { tasks []task.Task } func NewScheduler() Scheduler { return &Scheduler{ tasks: make([]task.Task, 0), } } func (s Scheduler) AddTask(t task.Task) { s.tasks = append(s.tasks, t) } func (s Scheduler) Run() { for _, t := range s.tasks { fmt.Printf("Executing task %s\n", t.Name) // 执行任务逻辑... } } 通过这种方式,我们将任务管理和调度逻辑分离出来,使得代码更加清晰易懂。同时,这样的设计也方便未来扩展新的功能,比如添加日志记录、监控指标等功能。 --- 6. 总结与展望 好了,到这里咱们就差不多聊完了如何用Go语言进行高性能服务器开发。说实话,写着这篇文章的时候,我脑海里突然蹦出大学时那股子钻研劲儿,感觉就像重新回到那些熬夜敲代码的日子了,整个人都热血上头!Go这门语言真的太带感了,简单到没话说,效率还超高,稳定性又好得没话说,简直就是程序员的救星啊! 不过,我也想提醒大家一句:技术再好,最终还是要服务于业务需求。不管你用啥法子、说啥话,老老实实问问自己:“这招到底管不管用?是不是真的解决问题了?”这才是真本事! 希望这篇文章对你有所帮助,如果你有任何疑问或者想法,欢迎随时留言讨论!让我们一起继续探索Go的无限可能吧!
2025-04-23 15:46:59
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桃李春风一杯酒
Netty
...ty通过非阻塞I/O模型,完美解决了这个问题。这就像是一个超级能干的服务员,能够在同一时间同时服务上万个客人,而且就算有个客人纠结半天点菜(也就是某个请求拖拉),也不会耽误其他客人的服务,更不会让整个餐厅都停下来等他。 举个栗子: java EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // 主线程组 EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 工作线程组 try { ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // 启动辅助类 b.group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class) // 使用NIO通道 .childHandler(new ChannelInitializer() { // 子处理器 @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(new StringDecoder()); // 解码器 ch.pipeline().addLast(new StringEncoder()); // 编码器 ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler() { @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception { System.out.println("Received message: " + msg); ctx.writeAndFlush("Echo: " + msg); // 回显消息 } }); } }); ChannelFuture f = b.bind(8080).sync(); // 绑定端口并同步等待完成 f.channel().closeFuture().sync(); // 等待服务关闭 } finally { workerGroup.shutdownGracefully(); bossGroup.shutdownGracefully(); } 这段代码展示了如何用Netty创建一个简单的TCP服务器。话说回来,Netty这家伙简直太贴心了,它的API设计得特别直观,想设置啥处理器或者监听事件都超简单,用起来完全没压力,感觉开发效率直接拉满! 2. 大数据流处理平台中的挑战 接下来,我们聊聊大数据流处理平台面临的挑战。在这个领域,我们通常会遇到以下几个问题: - 高吞吐量:我们需要处理每秒数百万条甚至更多的数据记录。 - 低延迟:对于某些实时应用场景(如股票交易),毫秒级的延迟都是不可接受的。 - 可靠性:数据不能丢失,必须保证至少一次投递。 - 扩展性:随着业务增长,系统需要能够无缝扩容。 这些问题听起来是不是很让人头大?但别担心,Netty正是为此而生的! 让我分享一个小故事吧。嘿,有次我正忙着弄个日志收集系统,结果一测试才发现,这传统的阻塞式I/O模型简直是“人形瓶颈”啊!流量一大就直接崩溃,完全hold不住那个高峰时刻,简直让人头大!于是,我开始研究Netty,并将其引入到项目中。哈哈,结果怎么样?系统的性能直接翻了三倍!这下我可真服了,选对工具真的太重要了,感觉像是找到了开挂的装备一样爽。 为了更好地理解这些挑战,我们可以看看下面这段代码,这是Netty中用来实现高性能读写的示例: java public class HighThroughputHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private final ByteBuf buffer; public HighThroughputHandler() { buffer = Unpooled.buffer(1024); } @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { for (int i = 0; i < 1024; i++) { buffer.writeByte((byte) i); } ctx.writeAndFlush(buffer.retain()); } @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { ctx.write(msg); } @Override public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ctx.flush(); } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { cause.printStackTrace(); ctx.close(); } } 在这段代码中,我们创建了一个自定义的处理器HighThroughputHandler,它能够在每次接收到数据后立即转发出去,从而实现高吞吐量的传输。 3. Netty如何优化大数据流处理平台? 现在,让我们进入正题——Netty是如何具体优化大数据流处理平台的呢? 3.1 异步非阻塞I/O Netty的核心优势在于其异步非阻塞I/O模型。这就相当于,当有请求进来的时候,Netty可不会给每个连接都专门安排一个“服务员”,而是让这些连接共用一个“服务团队”。这样既能节省人手,又能高效处理各种任务,多划算啊!这样做的好处是显著减少了内存占用和上下文切换开销。 假设你的大数据流处理平台每天要处理数十亿条数据记录,采用传统的阻塞式I/O模型,很可能早就崩溃了。而Netty则可以通过单线程处理数千个连接,极大地提高了资源利用率。 3.2 零拷贝技术 另一个让Netty脱颖而出的特点是零拷贝技术。嘿,咱们就拿快递打个比方吧!想象一下,你在家里等着收快递,但这个快递特别麻烦——它得先从仓库(相当于内核空间)送到快递员手里(用户空间),然后快递员再把东西送回到你家(又回到内核空间)。这就像是数据在网络通信里来回折腾了好几趟,一会儿在系统深处待着,一会儿又被搬出来给应用用,真是费劲啊!这种操作不仅耗时,还会消耗大量CPU资源。 Netty通过ZeroCopy机制,直接将数据从文件系统传递到网络套接字,避免了不必要的内存拷贝。这种做法不仅加快了数据传输速度,还降低了系统的整体负载。 这里有一个实际的例子: java FileRegion region = new DefaultFileRegion(fileChannel, 0, fileSize); ctx.write(region); 上述代码展示了如何利用Netty的零拷贝功能发送大文件,无需手动加载整个文件到内存中。 3.3 灵活的消息编解码 在大数据流处理平台中,数据格式多种多样,可能包括JSON、Protobuf、Avro等。Netty提供了一套强大的消息编解码框架,允许开发者根据需求自由定制解码逻辑。 例如,如果你的数据是以Protobuf格式传输的,可以这样做: java public class ProtobufDecoder extends MessageToMessageDecoder { @Override protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List out) throws Exception { byte[] data = new byte[in.readableBytes()]; in.readBytes(data); MyProtoMessage message = MyProtoMessage.parseFrom(data); out.add(message); } } 通过这种方式,我们可以轻松解析复杂的数据结构,同时保持代码的整洁性和可维护性。 3.4 容错与重试机制 最后但同样重要的是,Netty内置了强大的容错与重试机制。在网上聊天或者传输文件的时候,有时候会出现消息没发出去、对方迟迟收不到的情况,就像快递丢了或者送慢了。Netty这个小助手可机灵了,它会赶紧发现这些问题,然后试着帮咱们把没送到的消息重新发一遍,就像是给快递员多派一个人手,保证咱们的信息能安全顺利地到达目的地。 java RetryHandler retryHandler = new RetryHandler(maxRetries); ctx.pipeline().addFirst(retryHandler); 上面这段代码展示了如何添加一个重试处理器到Netty的管道中,让它在遇到错误时自动重试。 4. 总结与展望 经过这一番探讨,相信大家已经对Netty及其在大数据流处理平台中的应用有了更深入的理解。Netty可不只是个工具库啊,它更像是个靠谱的小伙伴,陪着咱们一起在高性能网络编程的大海里劈波斩浪、寻宝探险! 当然,Netty也有它的局限性。比如说啊,遇到那种超级复杂的业务场景,你可能就得绞尽脑汁写一堆专门定制的代码,不然根本搞不定。还有呢,这门技术的学习难度有点大,刚上手的小白很容易觉得晕头转向,不知道该怎么下手。但我相信,只要坚持实践,总有一天你会爱上它。 未来,随着5G、物联网等新技术的发展,大数据流处理的需求将会更加旺盛。而Netty凭借其卓越的性能和灵活性,必将在这一领域继续发光发热。所以,不妨大胆拥抱Netty吧,它会让你的开发之旅变得更加精彩! 好了,今天的分享就到这里啦!如果你有任何疑问或者想法,欢迎随时交流。记住,编程之路没有终点,只有不断前进的脚步。加油,朋友们!
2025-04-26 15:51:26
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青山绿水
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... C10K I/O 模型优化 工作模型优化 C1000K C10M 总结 C10K 和 C1000K 的首字母 C 是 Client 的缩写。 C10K 是单机同时处理 1 万个请求(并发连接 1 万)的问题 C1000K 是单机支持处理 100 万个请求(并发连接 100 万)的问题。 C10K C10K 问题最早由 Dan Kegel 在 1999 年提出。那时的服务器还只是 32 位系统,运行着 Linux 2.2 版本(后来又升级到了 2.4 和 2.6,而 2.6 才支持 x86_64),只配置了很少的内存(2GB)和千兆网卡。 怎么在这样的系统中支持并发 1 万的请求呢? 从资源上来说,对 2GB 内存和千兆网卡的服务器来说,同时处理 10000 个请求,只要每个请求处理占用不到 200KB(2GB/10000)的内存和 100Kbit (1000Mbit/10000)的网络带宽就可以。 物理资源是足够的,是软件的问题,特别是网络的 I/O 模型问题。 I/O 的模型,文件 I/O和网络 I/O 模型也类似。 在 C10K 以前,Linux 中网络处理都用同步阻塞的方式,也就是每个请求都分配一个进程或者线程。 请求数只有 100 个时,这种方式自然没问题,但增加到 10000 个请求时,10000 个进程或线程的调度、上下文切换乃至它们占用的内存,都会成为瓶颈。 每个请求分配一个线程的方式不合适,为了支持 10000 个并发请求,有两个问题需要我们解决 第一,怎样在一个线程内处理多个请求,也就是要在一个线程内响应多个网络 I/O。以前的同步阻塞方式下,一个线程只能处理一个请求,到这里不再适用,是不是可以用非阻塞 I/O 或者异步 I/O 来处理多个网络请求呢? 第二,怎么更节省资源地处理客户请求,也就是要用更少的线程来服务这些请求。是不是可以继续用原来的 100 个或者更少的线程,来服务现在的 10000 个请求呢? I/O 模型优化 异步、非阻塞 I/O 的解决思路是我们在网络编程中经常用到的 I/O 多路复用(I/O Multiplexing) 两种 I/O 事件通知的方式:水平触发和边缘触发,它们常用在套接字接口的文件描述符中。 水平触发:只要文件描述符可以非阻塞地执行 I/O ,就会触发通知。也就是说,应用程序可以随时检查文件描述符的状态,然后再根据状态,进行 I/O 操作。 边缘触发:只有在文件描述符的状态发生改变(也就是 I/O 请求达到)时,才发送一次通知。这时候,应用程序需要尽可能多地执行 I/O,直到无法继续读写,才可以停止。如果 I/O 没执行完,或者因为某种原因没来得及处理,那么这次通知也就丢失了。 I/O 多路复用的方法有很多实现方法,我带你来逐个分析一下。 第一种,使用非阻塞 I/O 和水平触发通知,比如使用 select 或者 poll。 根据刚才水平触发的原理,select 和 poll 需要从文件描述符列表中,找出哪些可以执行 I/O ,然后进行真正的网络 I/O 读写。由于 I/O 是非阻塞的,一个线程中就可以同时监控一批套接字的文件描述符,这样就达到了单线程处理多请求的目的。所以,这种方式的最大优点,是对应用程序比较友好,它的 API 非常简单。 但是,应用软件使用 select 和 poll 时,需要对这些文件描述符列表进行轮询,这样,请求数多的时候就会比较耗时。并且,select 和 poll 还有一些其他的限制。 select 使用固定长度的位相量,表示文件描述符的集合,因此会有最大描述符数量的限制。比如,在 32 位系统中,默认限制是 1024。并且,在 select 内部,检查套接字状态是用轮询的方法,再加上应用软件使用时的轮询,就变成了一个 O(n^2) 的关系。 而 poll 改进了 select 的表示方法,换成了一个没有固定长度的数组,这样就没有了最大描述符数量的限制(当然还会受到系统文件描述符限制)。但应用程序在使用 poll 时,同样需要对文件描述符列表进行轮询,这样,处理耗时跟描述符数量就是 O(N) 的关系。 除此之外,应用程序每次调用 select 和 poll 时,还需要把文件描述符的集合,从用户空间传入内核空间,由内核修改后,再传出到用户空间中。这一来一回的内核空间与用户空间切换,也增加了处理成本。 有没有什么更好的方式来处理呢?答案自然是肯定的。 第二种,使用非阻塞 I/O 和边缘触发通知,比如 epoll。既然 select 和 poll 有那么多的问题,就需要继续对其进行优化,而 epoll 就很好地解决了这些问题。 epoll 使用红黑树,在内核中管理文件描述符的集合,这样,就不需要应用程序在每次操作时都传入、传出这个集合。 epoll 使用事件驱动的机制,只关注有 I/O 事件发生的文件描述符,不需要轮询扫描整个集合。 不过要注意,epoll 是在 Linux 2.6 中才新增的功能(2.4 虽然也有,但功能不完善)。由于边缘触发只在文件描述符可读或可写事件发生时才通知,那么应用程序就需要尽可能多地执行 I/O,并要处理更多的异常事件。 第三种,使用异步 I/O(Asynchronous I/O,简称为 AIO)。 在前面文件系统原理的内容中,我曾介绍过异步 I/O 与同步 I/O 的区别。异步 I/O 允许应用程序同时发起很多 I/O 操作,而不用等待这些操作完成。而在 I/O 完成后,系统会用事件通知(比如信号或者回调函数)的方式,告诉应用程序。这时,应用程序才会去查询 I/O 操作的结果。 异步 I/O 也是到了 Linux 2.6 才支持的功能,并且在很长时间里都处于不完善的状态,比如 glibc 提供的异步 I/O 库,就一直被社区诟病。同时,由于异步 I/O 跟我们的直观逻辑不太一样,想要使用的话,一定要小心设计,其使用难度比较高。 工作模型优化 了解了 I/O 模型后,请求处理的优化就比较直观了。 使用 I/O 多路复用后,就可以在一个进程或线程中处理多个请求,其中,又有下面两种不同的工作模型。 第一种,主进程 + 多个 worker 子进程,这也是最常用的一种模型。这种方法的一个通用工作模式就是:主进程执行 bind() + listen() 后,创建多个子进程;然后,在每个子进程中,都通过 accept() 或 epoll_wait() ,来处理相同的套接字。 比如,最常用的反向代理服务器 Nginx 就是这么工作的。它也是由主进程和多个 worker 进程组成。主进程主要用来初始化套接字,并管理子进程的生命周期;而 worker 进程,则负责实际的请求处理。我画了一张图来表示这个关系。 这里要注意,accept() 和 epoll_wait() 调用,还存在一个惊群的问题。换句话说,当网络 I/O 事件发生时,多个进程被同时唤醒,但实际上只有一个进程来响应这个事件,其他被唤醒的进程都会重新休眠。 其中,accept() 的惊群问题,已经在 Linux 2.6 中解决了; 而 epoll 的问题,到了 Linux 4.5 ,才通过 EPOLLEXCLUSIVE 解决。 为了避免惊群问题, Nginx 在每个 worker 进程中,都增加一个了全局锁(accept_mutex)。这些 worker 进程需要首先竞争到锁,只有竞争到锁的进程,才会加入到 epoll 中,这样就确保只有一个 worker 子进程被唤醒。 不过,根据前面 CPU 模块的学习,你应该还记得,进程的管理、调度、上下文切换的成本非常高。那为什么使用多进程模式的 Nginx ,却具有非常好的性能呢? 这里最主要的一个原因就是,这些 worker 进程,实际上并不需要经常创建和销毁,而是在没任务时休眠,有任务时唤醒。只有在 worker 由于某些异常退出时,主进程才需要创建新的进程来代替它。 当然,你也可以用线程代替进程:主线程负责套接字初始化和子线程状态的管理,而子线程则负责实际的请求处理。由于线程的调度和切换成本比较低,实际上你可以进一步把 epoll_wait() 都放到主线程中,保证每次事件都只唤醒主线程,而子线程只需要负责后续的请求处理。 第二种,监听到相同端口的多进程模型。在这种方式下,所有的进程都监听相同的接口,并且开启 SO_REUSEPORT 选项,由内核负责将请求负载均衡到这些监听进程中去。这一过程如下图所示。 由于内核确保了只有一个进程被唤醒,就不会出现惊群问题了。比如,Nginx 在 1.9.1 中就已经支持了这种模式。 不过要注意,想要使用 SO_REUSEPORT 选项,需要用 Linux 3.9 以上的版本才可以。 C1000K 基于 I/O 多路复用和请求处理的优化,C10K 问题很容易就可以解决。不过,随着摩尔定律带来的服务器性能提升,以及互联网的普及,你并不难想到,新兴服务会对性能提出更高的要求。 很快,原来的 C10K 已经不能满足需求,所以又有了 C100K 和 C1000K,也就是并发从原来的 1 万增加到 10 万、乃至 100 万。从 1 万到 10 万,其实还是基于 C10K 的这些理论,epoll 配合线程池,再加上 CPU、内存和网络接口的性能和容量提升。大部分情况下,C100K 很自然就可以达到。 那么,再进一步,C1000K 是不是也可以很容易就实现呢?这其实没有那么简单了。 首先从物理资源使用上来说,100 万个请求需要大量的系统资源。比如, 假设每个请求需要 16KB 内存的话,那么总共就需要大约 15 GB 内存。 而从带宽上来说,假设只有 20% 活跃连接,即使每个连接只需要 1KB/s 的吞吐量,总共也需要 1.6 Gb/s 的吞吐量。千兆网卡显然满足不了这么大的吞吐量,所以还需要配置万兆网卡,或者基于多网卡 Bonding 承载更大的吞吐量。 其次,从软件资源上来说,大量的连接也会占用大量的软件资源,比如文件描述符的数量、连接状态的跟踪(CONNTRACK)、网络协议栈的缓存大小(比如套接字读写缓存、TCP 读写缓存)等等。 最后,大量请求带来的中断处理,也会带来非常高的处理成本。这样,就需要多队列网卡、中断负载均衡、CPU 绑定、RPS/RFS(软中断负载均衡到多个 CPU 核上),以及将网络包的处理卸载(Offload)到网络设备(如 TSO/GSO、LRO/GRO、VXLAN OFFLOAD)等各种硬件和软件的优化。 C1000K 的解决方法,本质上还是构建在 epoll 的非阻塞 I/O 模型上。只不过,除了 I/O 模型之外,还需要从应用程序到 Linux 内核、再到 CPU、内存和网络等各个层次的深度优化,特别是需要借助硬件,来卸载那些原来通过软件处理的大量功能。 C10M 显然,人们对于性能的要求是无止境的。再进一步,有没有可能在单机中,同时处理 1000 万的请求呢?这也就是 C10M 问题。 实际上,在 C1000K 问题中,各种软件、硬件的优化很可能都已经做到头了。特别是当升级完硬件(比如足够多的内存、带宽足够大的网卡、更多的网络功能卸载等)后,你可能会发现,无论你怎么优化应用程序和内核中的各种网络参数,想实现 1000 万请求的并发,都是极其困难的。 究其根本,还是 Linux 内核协议栈做了太多太繁重的工作。从网卡中断带来的硬中断处理程序开始,到软中断中的各层网络协议处理,最后再到应用程序,这个路径实在是太长了,就会导致网络包的处理优化,到了一定程度后,就无法更进一步了。 要解决这个问题,最重要就是跳过内核协议栈的冗长路径,把网络包直接送到要处理的应用程序那里去。这里有两种常见的机制,DPDK 和 XDP。 第一种机制,DPDK,是用户态网络的标准。它跳过内核协议栈,直接由用户态进程通过轮询的方式,来处理网络接收。 说起轮询,你肯定会下意识认为它是低效的象征,但是进一步反问下自己,它的低效主要体现在哪里呢?是查询时间明显多于实际工作时间的情况下吧!那么,换个角度来想,如果每时每刻都有新的网络包需要处理,轮询的优势就很明显了。比如: 在 PPS 非常高的场景中,查询时间比实际工作时间少了很多,绝大部分时间都在处理网络包; 而跳过内核协议栈后,就省去了繁杂的硬中断、软中断再到 Linux 网络协议栈逐层处理的过程,应用程序可以针对应用的实际场景,有针对性地优化网络包的处理逻辑,而不需要关注所有的细节。 此外,DPDK 还通过大页、CPU 绑定、内存对齐、流水线并发等多种机制,优化网络包的处理效率。 第二种机制,XDP(eXpress Data Path),则是 Linux 内核提供的一种高性能网络数据路径。它允许网络包,在进入内核协议栈之前,就进行处理,也可以带来更高的性能。XDP 底层跟我们之前用到的 bcc-tools 一样,都是基于 Linux 内核的 eBPF 机制实现的。 XDP 的原理如下图所示: 你可以看到,XDP 对内核的要求比较高,需要的是 Linux 4.8 以上版本,并且它也不提供缓存队列。基于 XDP 的应用程序通常是专用的网络应用,常见的有 IDS(入侵检测系统)、DDoS 防御、 cilium 容器网络插件等。 总结 C10K 问题的根源,一方面在于系统有限的资源;另一方面,也是更重要的因素,是同步阻塞的 I/O 模型以及轮询的套接字接口,限制了网络事件的处理效率。Linux 2.6 中引入的 epoll ,完美解决了 C10K 的问题,现在的高性能网络方案都基于 epoll。 从 C10K 到 C100K ,可能只需要增加系统的物理资源就可以满足;但从 C100K 到 C1000K ,就不仅仅是增加物理资源就能解决的问题了。这时,就需要多方面的优化工作了,从硬件的中断处理和网络功能卸载、到网络协议栈的文件描述符数量、连接状态跟踪、缓存队列等内核的优化,再到应用程序的工作模型优化,都是考虑的重点。 再进一步,要实现 C10M ,就不只是增加物理资源,或者优化内核和应用程序可以解决的问题了。这时候,就需要用 XDP 的方式,在内核协议栈之前处理网络包;或者用 DPDK 直接跳过网络协议栈,在用户空间通过轮询的方式直接处理网络包。 当然了,实际上,在大多数场景中,我们并不需要单机并发 1000 万的请求。通过调整系统架构,把这些请求分发到多台服务器中来处理,通常是更简单和更容易扩展的方案。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_23864697/article/details/114626793。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-04-11 18:25:52
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...电信专家定义好的协议模型转换为内存中的 Java 结构。这样整个项目的运行和维护就变得简单高效了,省去了低效的交流和不准确人工转换。 我们可以看到一开始按电信专家的说明直接实现协议是更为容易的办法,但就整个软件生命周期来看却并不是一个简单高效的方法。 永远不要停止编码 架构师也是程序员,代码是软件的最终实现形态,停止编程会逐渐让你忘记作为程序员的感受,更重要的是忘记其中的“痛”,从而容易产生一些不切实际的设计。 大家可能听说过在 Amazon,高级副总裁级别的 Distinguish Engineer(如:James Gosling,Java 之父),他们每年的编码量也非常大,常在 10 万行以上。 风险优先 架构设计很重要的一点是识别可能存在的风险,尤其是非功能性需求实现的风险。因为这些风险往往没有功能性需求这么容易在初期被发现,但修正的代价通常要比修正功能性需求大非常多,甚至可能导致项目的失败,前面我们也提到了非功能性需求决定了架构,如数据一致性要求、响应延迟要求等。 我们应该通过原型或在早期的迭代中确认风险能够通过合理的架构得以解决。 绝对不要把风险放到最后,就算是一个项目要失败也要让它快速失败,这也是一种敏捷。 从“问题”开始,而不是“技术” 技术人员对于新技术的都有着一种与身俱来的激情,总是乐于去学习新技术,同时也更有激情去使用新技术。但是这也同样容易导致一个通病,就是“当我们有一个锤子的时候看什么都是钉子”,使用一些不适合的技术去解决手边的问题,常常会导致简单问题复杂化。 我曾经的一个团队维护过这样一个简单的服务,起初就是一个用 MySQL 作数据存储的简单服务,由团队的一个成员来开发和维护。后来,这位成员对当时新出的 DynamoDB 产生了兴趣,并学习了相关知识。 然后就发生下面这样的事: 用DynamoDB替换了MySQL。 很快发现DynamoDB并不能很好的支持事务特性,在当时只有一个性能极差的客户端类库来支持事物,由于采用客户端方式,引入了大量的额外交互,导致性能差别达7倍之多。这时候,这个同学就采用了当时在NoSQL领域广泛流行的最终一致技术,通过一个Pub-Sub消息队列来实现最终一致(即当某对象的值发生改变后会产生一个事件,然后关注这一改变的逻辑,就会订阅这个通知,并改变于其相关数据,从而实现不同数据的最终一致)。 接着由于DynamoDB无法提供SQL那样方便的查询机制,为了实现数据分析就又引入了EMR/MapReduceJob。 到此,大家可以看到实现一样的功能,但是复杂性大大增加,维护工作也由一个人变成了一个团队。 过度忙碌使你落后 对于 IT 人而言忙碌已成为了习惯,加班常挂在嘴边。“996”工作制似乎也变成了公司高效的标志。而事实上过度的忙碌使你落后。经常遇见一些朋友,在一个公司没日没夜的干了几年,没有留一点学习时间给自己。几年之后倒是对公司越来越“忠诚”了,但忙碌的工作同时也导致了没有时间更新知识,使得自己已经落后了,连跳槽的能力和勇气都失去了。 过度忙碌会导致没有时间学习和更新自己的知识,尤其在这个高速发展的时代。我在工作经历中发现过度繁忙通常会带来以下问题: 缺乏学习导致工作能力没有提升,而面对的问题却变得日益复杂。 技术和业务上没有更大的领先优势,只能被动紧紧追赶。试想一下,要是你都领先同行业五年了,还会在乎通过加班来早一个月发布吗? 反过来上面这些问题会导致你更加繁忙,进而更没有时间提高自己的技术技能,很快就形成了一个恶性循环。 练过健身的朋友都知道,光靠锻炼是不行的,营养补充和锻炼同样重要。个人技术成长其实也一样,实践和学习是一样重要的,当你在一个领域工作了一段时间以后,工作对你而言就主要是实践了,随着你对该领域的熟悉,能学习的到技术会越来越少。所以每个技术人员都要保证充足的学习时间,否则很容易成为井底之蛙,从而陷入前面提到的恶性循环。 最后,以伟大诗人屈原的诗句和大家共勉:“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索“。希望我们大家都可以不忘初心,保持匠心! 作者简介: 蔡超,Mobvista 技术 VP 兼首席架构师,SpotMax 云服务创始人。拥有超过 15 年的软件开发经验,其中 9 年任世界级 IT 公司软件架构师/首席软件架构师。2017 年加入 Mobvista,任公司技术副总裁及首席架构师,领导公司的数字移动营销平台的开发,该平台完全建立于云计算技术之上,每天处理来自全球不同 region 的超过 600 亿次的请求。 在加入 Mobvista 之前,曾任亚马逊全球直运平台首席架构师,亚马逊(中国)首席架构师,曾领导了亚马逊的全球直运平台的开发,并领导中国团队通过 AI 及云计算技术为中国客户打造更好的本地体验;曾任 HP(中国)移动设备管理系统首席软件架构师,该系统曾是全球最大的无线设备管理系统(OMA DM)(客户包括中国移动,中国联通,中国电信等);曾任北京天融信网络安全技术公司,首席软件架构师,领导开发的网络安全管理系统(TopAnalyzer)至今仍被政府重要部门及军队广为采用,该系统也曾成功应用于 2008 北京奥运,2010 上海世博等重要事件的网络安全防护。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/Honnyee/article/details/111896981。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-09-19 14:55:26
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