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...6/article/details/114190817。 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。 在PC端点击图片,鼠标右键可把图片素材另存到桌面使用,手机端可长按图片保存到本地相册,夏欢和认为有用的话就点个赞,三连就更满足我的期待了 JPanel切换案例 package swing; public class mains { public static void main(String[] args) { new swingJpanelQieHuan(); } } package swing; import java.awt.Color; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import javax.swing.; public class swingJpanelQieHuan extends JFrame{ public static JPanel jpRed,jpPink,jpBlueRightBottom1, jpGreenRightBottom2; public static JButton anNiu1,anNiu2; JLabel JLabel1; public static JLabel JLabel2; public swingJpanelQieHuan(){ this.setLayout(null); this.setSize(700,700); this.setLocationRelativeTo(null); jpRed=new JPanel(); jpPink=new JPanel(); jpBlueRightBottom1=new JPanel(); jpGreenRightBottom2=new JPanel(); jpRed.setLayout(null); anNiu1=new JButton("点赞界面"); anNiu2=new JButton("三连关注界面"); anNiu1.setBounds(150,30,120,30); anNiu2.setBounds(300,30,120,30); anNiu1.addActionListener(new swingJpanelShiJian(this)); anNiu2.addActionListener(new swingJpanelShiJian(this)); jpRed.add(anNiu1);jpRed.add(anNiu2); jpRed.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.red)); jpPink.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.pink)); jpBlueRightBottom1.setBorder (BorderFactory.createLineBorder(Color.blue)); jpGreenRightBottom2.setBorder (BorderFactory.createLineBorder(Color.green)); jpRed.setBounds(10,10,600,150); jpPink.setBounds(10,170,200,450); jpBlueRightBottom1.setBounds(220, 170, 380, 450); jpGreenRightBottom2.setBounds(220, 170, 380, 450); JLabel1 = new JLabel(); JLabel2=new JLabel(); JLabel1. setIcon(new ImageIcon("img//1.png")); JLabel2. setIcon(new ImageIcon("img//2.png")); jpBlueRightBottom1.add(JLabel1); jpGreenRightBottom2.add(JLabel2); this.add(jpRed);this.add(jpPink); this.add(jpGreenRightBottom2); this.add(jpBlueRightBottom1); this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } } class swingJpanelShiJian implements ActionListener{ //jieShou接收 //chuangTi窗体 public static swingJpanelQieHuan jieShou; public swingJpanelShiJian(swingJpanelQieHuan chuangTi){ jieShou=chuangTi; } @Override public void actionPerformed(ActionEvent arg0) { String neiRong=arg0.getActionCommand(); if(neiRong.equals("点赞界面")){ jieShou.jpBlueRightBottom1.setVisible(true); jieShou.jpGreenRightBottom2.setVisible(false); }else if(neiRong.equals("三连关注界面")){ jieShou.jpBlueRightBottom1.setVisible(false); jieShou.jpGreenRightBottom2.setVisible(true); } } } JTree树形控件点击内容弹出新的窗体 package swing; public class mains { public static void main(String[] args) { new swingJpanelQieHuan(); } } package swing; import java.awt.Color; import java.awt.Font; import javax.swing.; public class newDengLu extends JFrame{ public static JLabel lb1,lb2,lb3,lb4=null; public static JTextField txt1=null; public static JPasswordField pwd=null; public static JComboBox com=null; public static JButton btn1,btn2=null; public newDengLu(){ this.setTitle("诗书画唱登录页面"); this.setLayout(null); this.setSize(500,400); this.setLocationRelativeTo(null); lb1=new JLabel("用户名"); lb2=new JLabel("用户密码"); lb3=new JLabel("用户类型"); lb4=new JLabel("登录窗体"); Font f=new Font("微软雅黑",Font.BOLD,35); lb4.setFont(f); lb4.setForeground(Color.red); lb4.setBounds(160,30,140,40); lb1.setBounds(100, 100, 70,30); lb2.setBounds(100,140,70,30); lb3.setBounds(100,180,70,30); txt1=new JTextField(); txt1.setBounds(170,100,150,30); pwd=new JPasswordField(); pwd.setBounds(170,140,150,30); com=new JComboBox(); com.addItem("会员用户"); com.addItem("普通用户"); com.setBounds(170,180,150,30); btn1=new JButton("登录"); btn1.setBounds(130,220,70,30); btn2=new JButton("取消"); btn2.setBounds(240,220,70,30); this.add(lb1);this.add(lb2);this.add(lb3); this.add(txt1);this.add(pwd);this.add(com); this.add(btn1);this.add(btn2);this.add(lb4); //this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } } package swing; import java.awt.Color; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import javax.swing.; import javax.swing.event.TreeSelectionEvent; import javax.swing.event.TreeSelectionListener; import javax.swing.tree.DefaultMutableTreeNode; public class swingJpanelQieHuan extends JFrame{ public static JPanel jpRed,jpPinkLeft,jpBlueRightBottom1, jpGreenRightBottom2; public static JTree JTree1,JTree2; public static JButton anNiu1,anNiu2; public static JLabel JLabel1,JLabel2; public swingJpanelQieHuan(){ this.setLayout(null); this.setSize(700,700); this.setLocationRelativeTo(null); jpRed=new JPanel(); jpPinkLeft=new JPanel(); jpBlueRightBottom1=new JPanel(); jpGreenRightBottom2=new JPanel(); jpRed.setLayout(null); anNiu1=new JButton("点赞界面"); anNiu2=new JButton("三连关注界面"); anNiu1.setBounds(150,30,120,30); anNiu2.setBounds(300,30,120,30); anNiu1.addActionListener(new swingJpanelShiJian(this)); anNiu2.addActionListener(new swingJpanelShiJian(this)); jpRed.add(anNiu1);jpRed.add(anNiu2); jpRed.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.red)); jpPinkLeft.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.pink)); jpBlueRightBottom1.setBorder (BorderFactory.createLineBorder(Color.blue)); jpGreenRightBottom2.setBorder (BorderFactory.createLineBorder(Color.green)); jpRed.setBounds(10,10,600,150); jpPinkLeft.setBounds(10,170,200,450); jpBlueRightBottom1.setBounds(220, 170, 380, 450); jpGreenRightBottom2.setBounds(220, 170, 380, 450); JLabel1 = new JLabel(); JLabel2=new JLabel(); JLabel1. setIcon(new ImageIcon("img//1.png")); JLabel2. setIcon(new ImageIcon("img//2.png")); jpBlueRightBottom1.add(JLabel1); jpGreenRightBottom2.add(JLabel2); DefaultMutableTreeNode dmtn1 = new DefaultMutableTreeNode("图书管理"); DefaultMutableTreeNode dmtn_yonghu = new DefaultMutableTreeNode ("用户管理"); DefaultMutableTreeNode dmtnQieHuan = new DefaultMutableTreeNode ("切换到登录界面"); DefaultMutableTreeNode dmtn_yonghu_insert = new DefaultMutableTreeNode("增加用户"); DefaultMutableTreeNode dmtn_yonghu_update = new DefaultMutableTreeNode("修改用户"); DefaultMutableTreeNode dmtn_yonghu_delete = new DefaultMutableTreeNode("删除用户"); DefaultMutableTreeNode dmtn_yonghu_select = new DefaultMutableTreeNode("查询用户"); DefaultMutableTreeNode dmtn_jieyue = new DefaultMutableTreeNode("借阅管理"); DefaultMutableTreeNode dmtn_jieyue_insert = new DefaultMutableTreeNode("增加借阅信息"); DefaultMutableTreeNode dmtn_jieyue_update = new DefaultMutableTreeNode("修改借阅信息"); DefaultMutableTreeNode dmtn_jieyue_delete = new DefaultMutableTreeNode("删除借阅信息"); DefaultMutableTreeNode dmtn_jieyue_select = new DefaultMutableTreeNode("查询借阅信息"); dmtn_yonghu.add(dmtnQieHuan); dmtn_yonghu.add(dmtn_yonghu_insert); dmtn_yonghu.add(dmtn_yonghu_update); dmtn_yonghu.add(dmtn_yonghu_delete); dmtn_yonghu.add(dmtn_yonghu_select); dmtn_jieyue.add(dmtn_jieyue_insert); dmtn_jieyue.add(dmtn_jieyue_update); dmtn_jieyue.add(dmtn_jieyue_delete); dmtn_jieyue.add(dmtn_jieyue_select); dmtn1.add(dmtn_yonghu); dmtn1.add(dmtn_jieyue); JTree1 = new JTree(dmtn1); JTree1.addTreeSelectionListener(new swingJpanelShiJian(this)); JTree1.setBackground(Color.white); jpPinkLeft.setBackground(Color.white); //JTree1.setBounds(10,170,200,450);在这里是一句没效果的代码 jpPinkLeft.add(JTree1); this.add(jpRed);this.add(jpPinkLeft); this.add(jpGreenRightBottom2); this.add(jpBlueRightBottom1); this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } } class swingJpanelShiJian implements ActionListener, TreeSelectionListener{ //jieShou接收 //chuangTi窗体 public static swingJpanelQieHuan jieShou; public swingJpanelShiJian(swingJpanelQieHuan chuangTi){ jieShou=chuangTi; } @Override public void actionPerformed(ActionEvent arg0) { String neiRong=arg0.getActionCommand(); if(neiRong.equals("点赞界面")){ jieShou.jpBlueRightBottom1.setVisible(true); jieShou.jpGreenRightBottom2.setVisible(false); }else if(neiRong.equals("三连关注界面")){ jieShou.jpBlueRightBottom1.setVisible(false); jieShou.jpGreenRightBottom2.setVisible(true); } } @Override public void valueChanged(TreeSelectionEvent arg0) { DefaultMutableTreeNode str = (DefaultMutableTreeNode) jieShou.JTree1 .getLastSelectedPathComponent(); if (str.toString().equals("切换到登录界面")) { new newDengLu(); } else { } } } JTable初始化表格 package swing; public class mains { public static void main(String[] args) { new swingBiaoGe(); } } package swing; import java.util.Vector; import javax.swing.; import javax.swing.table.DefaultTableModel; public class swingBiaoGe extends JFrame{ //要声明 : 装载内容的容器,table的控件, 容器的标题, 容器的具体的内容。 public static JTable biaoGe=null;//JTable为表格的控件 //要声明装载内容的容器,如下: public static DefaultTableModel DTM=null; //Vector中: //一个放标题,一个放内容 //>表示只接受集合的类型 Vector biaoTi; Vector> neiRong; public swingBiaoGe(){ this.setLayout(null); this.setSize(600,600); this.setLocationRelativeTo(null); //给标题赋值: biaoTi=new Vector(); biaoTi.add("编号");biaoTi.add("姓名"); biaoTi.add("性别");biaoTi.add("年龄"); //给内容赋值: neiRong=new Vector>(); for(int i=0;i<5;i++){ Vector v=new Vector(); v.add("编号"+(i+6));v.add("诗书画唱"+(i+6)); v.add("性别"+(i+6));v.add("年龄"+(i+6)); neiRong.add(v); } //将内容添加到装载内容的容器中: DTM=new DefaultTableModel(neiRong,biaoTi); DTM=new DefaultTableModel(neiRong,biaoTi) { @Override public boolean isCellEditable(int a, int b) { return false; } }; biaoGe=new JTable(DTM); //设置滚动条: JScrollPane jsp=new JScrollPane(biaoGe); jsp.setBounds(10,10,400,400); this.add(jsp); this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } } JTable初始化数据,数据要求链接JDBC获取 create database yonghu select from shangpin; select from sp_Type; create table sp_Type( sp_TypeID int primary key identity(1,1), sp_TypeName varchar(100) not null ); insert into sp_Type values('水果'); insert into sp_Type values('零食'); insert into sp_Type values('小吃'); insert into sp_Type values('日常用品'); create table shangpin( sp_ID int primary key identity(1,1), sp_Name varchar(100) not null, sp_Price decimal(10,2) not null, sp_TypeID int, sp_Jieshao varchar(300) ); insert into shangpin values('苹果',12,1,'好吃的苹果'); insert into shangpin values('香蕉',2,1,'好吃的香蕉'); insert into shangpin values('橘子',4,1,'好吃的橘子'); insert into shangpin values('娃哈哈',3,2,'好吃营养好'); insert into shangpin values('牙刷',5,4,'全自动牙刷'); package SwingJdbc; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import java.awt.event.MouseEvent; import java.awt.event.MouseListener; import java.sql.ResultSet; import java.sql.SQLException; import java.util.Vector; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JComboBox; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JLabel; import javax.swing.JOptionPane; import javax.swing.JPanel; import javax.swing.JScrollPane; import javax.swing.JTable; import javax.swing.JTextField; import javax.swing.table.DefaultTableModel; public class biaoGe extends JFrame { class shiJian implements MouseListener, ActionListener { public biaoGe jieShou = null; public shiJian(biaoGe chuangTi) { this.jieShou = chuangTi; } @Override public void actionPerformed(ActionEvent arg0) { String name = jieShou.wenBenKuangName.getText(); String price = jieShou.wenBenKuangPrice.getText(); String type = jieShou.wenBenKuangTypeId.getText(); String jieshao = jieShou.wenBenKuangJieShao. getText(); String sql = "insert into shangpin values('" + name + "'" + ", " + price + "," + type + ",'" + jieshao + "')"; if (DBUtils.ZSG(sql)) { JOptionPane.showMessageDialog(null, "增加成功"); jieShou.chaxunchushihua(); } else { JOptionPane.showMessageDialog(null, "出现了未知的错误,增加失败"); } } @Override public void mouseClicked(MouseEvent arg0) { if (arg0.getClickCount() == 2) { int row = jieShou.biaoGe1.getSelectedRow(); jieShou.wenBenKuangBianHao .setText(jieShou.biaoGe1.getValueAt( row, 0).toString()); jieShou.wenBenKuangName .setText(jieShou.biaoGe1.getValueAt( row, 1).toString()); jieShou.wenBenKuangPrice .setText(jieShou.biaoGe1.getValueAt( row, 2).toString()); jieShou.wenBenKuangTypeId .setText(jieShou.biaoGe1.getValueAt( row, 3).toString()); jieShou.wenBenKuangJieShao .setText(jieShou.biaoGe1.getValueAt( row, 4).toString()); } if (arg0.isMetaDown()) { int num = JOptionPane.showConfirmDialog(null, "是否确认删除这条信息?"); if (num == 0) { int row = jieShou.biaoGe1 .getSelectedRow(); String sql = "delete shangpin where sp_id=" + jieShou.biaoGe1.getValueAt( row, 0) + ""; if (DBUtils.ZSG(sql)) { JOptionPane.showMessageDialog(null, "册除成功"); jieShou.chaxunchushihua(); } else { JOptionPane.showMessageDialog(null, "出现了未知的错误,请重试"); } } } } @Override public void mouseEntered(MouseEvent arg0) { // TODO Auto-generated method stub } @Override public void mouseExited(MouseEvent arg0) { // TODO Auto-generated method stub } @Override public void mousePressed(MouseEvent arg0) { // TODO Auto-generated method stub } @Override public void mouseReleased(MouseEvent arg0) { // TODO Auto-generated method stub } } static JButton zengJiaAnNiu = null; static DefaultTableModel biaoGeMoXing1 = null; static JScrollPane gunDongTiao = null; static JTable biaoGe1 = null; static JLabel wenZiBianHao, wenZiName, wenZiPrice, wenZiTypeId, wenZiJieShao; static JTextField wenBenKuangBianHao, wenBenKuangName, wenBenKuangPrice, wenBenKuangTypeId, wenBenKuangJieShao; static Vector BiaoTiJiHe = null; static Vector> NeiRongJiHe = null; JPanel mianBan1, mianBan2 = null; public biaoGe() { this.setTitle("登录后的界面"); this.setSize(800, 600); this.setLayout(null); this.setLocationRelativeTo(null); wenZiBianHao = new JLabel("编号"); wenZiName = new JLabel("名称"); wenZiPrice = new JLabel("价格"); wenZiTypeId = new JLabel("类型ID"); wenZiJieShao = new JLabel("介绍"); zengJiaAnNiu = new JButton("添加数据"); zengJiaAnNiu.setBounds(530, 390, 100, 30); zengJiaAnNiu.addActionListener(new shiJian(this)); this.add(zengJiaAnNiu); wenZiBianHao.setBounds(560, 100, 70, 30); wenZiName.setBounds(560, 140, 70, 30); wenZiPrice.setBounds(560, 180, 70, 30); wenZiTypeId.setBounds(560, 220, 70, 30); wenZiJieShao.setBounds(560, 260, 70, 30); this.add(wenZiBianHao); this.add(wenZiName); this.add(wenZiPrice); this.add(wenZiTypeId); this.add(wenZiJieShao); wenBenKuangBianHao = new JTextField(); wenBenKuangBianHao.setEditable(false); wenBenKuangName = new JTextField(); wenBenKuangPrice = new JTextField(); wenBenKuangTypeId = new JTextField(); wenBenKuangJieShao = new JTextField(); wenBenKuangBianHao.setBounds(640, 100, 130, 30); wenBenKuangName.setBounds(640, 140, 130, 30); wenBenKuangPrice.setBounds(640, 180, 130, 30); wenBenKuangTypeId.setBounds(640, 220, 130, 30); wenBenKuangJieShao.setBounds(640, 260, 130, 30); this.add(wenBenKuangBianHao); this.add(wenBenKuangName); this.add(wenBenKuangPrice); this.add(wenBenKuangTypeId); this.add(wenBenKuangJieShao); biaoGeFengZhuangFangFa(); this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } //biaoGeFengZhuangFangFa表格的封装方法 private void biaoGeFengZhuangFangFa() { BiaoTiJiHe = new Vector(); BiaoTiJiHe.add("编号"); BiaoTiJiHe.add("名称"); BiaoTiJiHe.add("价格"); BiaoTiJiHe.add("类型"); BiaoTiJiHe.add("介绍"); String sql = "select from shangpin"; ResultSet res = DBUtils.Select(sql); try { NeiRongJiHe = new Vector>(); while (res.next()) { Vector v = new Vector(); v.add(res.getInt("sp_ID")); v.add(res.getString("sp_Name")); v.add(res.getDouble("sp_price")); v.add(res.getInt("sp_TypeID")); v.add(res.getString("sp_Jieshao")); NeiRongJiHe.add(v); } biaoGeMoXing1 = new DefaultTableModel(NeiRongJiHe, BiaoTiJiHe) { @Override public boolean isCellEditable(int a, int b) { return false; } }; biaoGe1 = new JTable(biaoGeMoXing1); biaoGe1.addMouseListener(new shiJian(this)); biaoGe1.setBounds(0, 0, 500, 500); gunDongTiao= new JScrollPane(biaoGe1); gunDongTiao .setBounds(0, 0, 550, 150); mianBan1 = new JPanel(); mianBan1.add(gunDongTiao ); mianBan1.setBounds(0, 0, 550, 250); this.add(mianBan1); } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } } public void chaxunchushihua() { if (this.mianBan1 != null) { this.remove(mianBan1); } biaoGeFengZhuangFangFa(); // 释放资源:this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } } package SwingJdbc; import java.sql.; public class DBUtils { static Connection con=null; static Statement sta=null; static ResultSet res=null; //在静态代码块中执行 static{ try { Class.forName("com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver"); } catch (ClassNotFoundException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } //封装链接数据库的方法 public static Connection getCon(){ if(con==null){ try { con=DriverManager.getConnection ("jdbc:sqlserver://localhost;databaseName=yonghu","qqq","123"); } catch (SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } return con; } //查询的方法 public static ResultSet Select(String sql){ con=getCon();//建立数据库链接 try { sta=con.createStatement(); res=sta.executeQuery(sql); } catch (SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return res; } //增删改查的方法 //返回int类型的数据 public static boolean ZSG(String sql){ con=getCon();//建立数据库链接 boolean b=false; try { sta=con.createStatement(); int num=sta.executeUpdate(sql); //0就是没有执行成功,大于0 就成功了 if(num>0){ b=true; } } catch (SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return b; } } package SwingJdbc; public class mains { public static void main(String[] args) { new biaoGe(); } } 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_39929646/article/details/114190817。 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。
2023-01-18 08:36:23
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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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2023-09-19 14:55:26
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常常会疑惑,刚进公司的时候也是优秀的潜力股一枚,升职的时候老板怎么就看不见我? 很简单,因为潜力股要经过挖掘投资才能成为优质股。 人就像一方活水,有源源不断的补给才能保持自身不干涸,才能掀得起浪花。 不断增加自己的学识、磨练出过硬的技能,在职场中你的综合考察才会不断加分! 不懂的投资自己,提升能力,只会让你被淘汰的更快。 心态老得比身体快 明明还是个中年人,精神面貌看着还不如小区里跳广场舞的大妈大爷们。 整个人的心态衰老程度已经远远超过身体的衰老程度。 从内里散发出消极颓废的负能量。 试想谁会把重要的工作交给一个丧气满满的人呢? 职场上的中年人在做事的时候难免受家庭、他人眼光、年龄的牵绊,畏手畏脚,瞻前顾后。 他们总在想,我这样做,会显得自己过于出彩,会畏惧别人“一把年纪还想出风头”的闲言碎语和轻信别人“老了老了,都是年轻人的天下”的衰言败语。 妈妈常教导我,让我养成良好习惯。这样长大才能成为一个有用的人。良好的习惯是尊敬师长这样长大才能成为一个有用的人。良好的习惯是尊敬师长,爱护同学,对人有礼貌;是不粗心,做事情不拖拉;还是爱护公物,不浪费粮食。为什么呢?因为拥有良好习惯,做一个品德高尚的人,懂得尊重别人,才会得到别人的尊重。我要努力地做到这些。我有一些坏习惯,有时候学习很粗心,把一些会做的题做错。在生活上,也很粗心,有一次早上起床居然穿反了衣服。我吃饭很慢,有的时候还剩饭。我还起床磨蹭,本来应该迅速地穿好衣服,但是,我总是磨磨蹭蹭地,速度很慢。“我打算在这学期里,改掉这些坏习惯。早上起来,迅速地穿好衣服,不拖拉。学习不粗心,仔细完成每一道题。吃饭的时候,要很快的把饭吃完,不剩饭。我要从一点一滴做起,逐渐养成良好习惯。我相信自己一定能成为一名品学兼优的好学生!我打算在这学期里,改掉这些坏习惯。早上起来,迅速地穿好衣服,不拖拉。学习不粗心,仔细完成每一道题。吃饭的时候,要很快的把饭吃完,不剩饭。我要从一点一滴做起,逐渐养成良好习惯。我相信自己一定能成为一名品学兼优的好学生!” 在上幼儿园以前,我什么也不会干,就连穿衣服也是妈妈给我穿好,就要上幼儿园了,这样可不行,妈妈锻炼我要学会自己穿衣服。 有一天,妈妈把衣服摆在我面前,开始让我自己穿。一开始。我又哭又叫就是不穿,还把衣服扔的满地都是,然后坐在地上开始大哭,等了好长时间,妈妈还是不理我,我只好自己乖乖的把衣服穿好, 一出了房间门,妈妈就笑了起来,再看看我的衣服,毛衣和裤子都穿反了,我赶紧回房间又重新穿了一遍,这次穿好了,拿起外套,可是外套的扣子又扣不上了,扣子可调皮了,好像故意和我作对,我把扣子往扣眼——人类邪恶的根源;爱情——幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话:幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话“亲爱的!擦干你的眼泪,至高无上的爱情已经打开了我们的眼界,使我们成了它的崇拜者。是它, 妈妈常教导我,让我养成良好习惯。这样长大才能成为一个有用的人。良好的习惯是尊敬师长这样长大才能成为一个有用的人。良好的习惯是尊敬师长,爱护同学,对人有礼貌;是不粗心,做事情不拖拉;还是爱护公物,不浪费粮食。为什么呢?因为拥有良好习惯,做一个品德高尚的人,懂得尊重别人,才会得到别人的尊重。我要努力地做到这些。我有一些坏习惯,有时候学习很粗心,把一些会做的题做错。在生活上,也很粗心,有一次早上起床居然穿反了衣服。我吃饭很慢,有的时候还剩饭。我还起床磨蹭,本来应该迅速地穿好衣服,但是,我总是磨磨蹭蹭地,速度很慢。“我打算在这学期里,改掉这些坏习惯。早上起来,迅速地穿好衣服,不拖拉。学习不粗心,仔细完成每一道题。吃饭的时候,要很快的把饭吃完,不剩饭。我要从一点一滴做起,逐渐养成良好习惯。我相信自己一定能成为一名品学兼优的好学生!我打算在这学期里,改掉这些坏习惯。早上起来,迅速地穿好衣服,不拖拉。学习不粗心,仔细完成每一道题。吃饭的时候,要很快的把饭吃完,不剩饭。我要从一点一滴做起,逐渐养成良好习惯。我相信自己一定能成为一名品学兼优的好学生!” 在上幼儿园以前,我什么也不会干,就连穿衣服也是妈妈给我穿好,就要上幼儿园了,这样可不行,妈妈锻炼我要学会自己穿衣服。 有一天,妈妈把衣服摆在我面前,开始让我自己穿。一开始。我又哭又叫就是不穿,还把衣服扔的满地都是,然后坐在地上开始大哭,等了好长时间,妈妈还是不理我,我只好自己乖乖的把衣服穿好, 一出了房间门,妈妈就笑了起来,再看看我的衣服,毛衣和裤子都穿反了,我赶紧回房间又重新穿了一遍,这次穿好了,拿起外套,可是外套的扣子又扣不上了,扣子可调皮了,好像故意和我作对,我把扣子往扣眼——人类邪恶的根源;爱情——幸福和光明的源泉。我一直在这些思想的舞台上徘徊。突然我发现两个身影从我面前经过,坐在不远的草地上。这是一对从农田那边走过来的青年男女。农田那边有农民的茅舍。在一阵令人伤心的沉默之后,随着一声长叹,我听见从一个肺痨病人的嘴里说出了这样的话:“亲爱的!擦干你的眼泪,至高无上的爱情已经打开了我们的眼界,使我们成了它的崇拜者。是它, 每一个碌碌无为的中年人都改明白的一个道理是,职场所谓的新人老人,取决于你的成就,而不是入行时间。 入行十余年还不如别人入行三五年来的专业,所谓老人不过是虚谈。 只要一天还出成绩,对待工作就当保持一个新人该有的拼劲和争上游的心态,抛开顾虑,努力向前便是! -END- 声明:本文属于老板思维与智库(ID:laobanzhiku88),图片来源于网络 看完本文有收获?请转发分享给更多人 欢迎关注“互联网架构师”,我们分享最有价值的互联网技术干货文章,助力您成为有思想的全栈架构师,我们只聊互联网、只聊架构,不聊其他!打造最有价值的架构师圈子和社区。 本公众号覆盖中国主要首席架构师、高级架构师、CTO、技术总监、技术负责人等人 群。分享最有价值的架构思想和内容。打造中国互联网圈最有价值的架构师圈子。 长按下方的二维码可以快速关注我们 如想加群讨论学习,请点击右下角的“加群学习”菜单入群 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/emprere/article/details/98859913。 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。
2023-06-29 14:16:29
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2023-03-16 21:41:38
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...8/article/details/121208530。 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。 windows实用键盘快捷键 一、ctrl相关 二、alt、shift相关 三、win(windows徽标的简称)相关 四、其他快捷键 五、运行窗口快捷命令 先输入win+ R 六、小结 一、ctrl相关 Ctrl + X -> 剪切选定项 Ctrl + C(或 Ctrl + Insert) -> 复制选定项 Ctrl + V(或 Shift + Insert) -> 粘贴选定项 Ctrl + Z -> 撤消操作 Ctrl + Esc -> 打开“开始”屏幕 Ctrl + Shift + Esc -> 打开任务管理器 Ctrl + Shift -> 在提供了多个键盘布局时切换键盘布局 Ctrl + 空格键 -> 打开或关闭中文输入法编辑器 (IME) 二、alt、shift相关 Alt + Tab -> 在打开的应用之间切换 Alt + F4 -> 关闭活动项,或者退出活动应用 Shift + F10 -> 显示选定项的快捷菜单 Shift 加任意箭头键 -> 在窗口中或桌面上选择多个项目,或者在文档中选择文本 Shift + Delete -> 无需先将选定项移动到“回收站”,直接将其删除 三、win(windows徽标的简称)相关 win + L -> 锁定电脑 win + D -> 显示和隐藏桌面 win + E -> 打开“文件资源管理器” win + I -> 打开“设置” win + M -> 最小化所有窗口 win + Shift + M -> 将最小化的窗口还原到桌面 win + P -> 选择演示显示模式 win + K -> 打开“连接”快速操作 win + L -> 锁定电脑或切换帐户 win + Tab -> 打开“任务视图” win + R -> 打开运行窗口 四、其他快捷键 End -> 显示活动窗口的底端 Home -> 显示活动窗口的顶端 F11 -> 最大化或最小化活动窗口 五、运行窗口快捷命令 先输入win+ R 本小结转载地址:https://blog.csdn.net/qq_42402854/article/details/93162387 1.calc:启动计算器 2.appwiz.cpl:程序和功能 3.certmgr.msc:证书管理实用程序 4.charmap:启动字符映射表 5.chkdsk.exe:Chkdsk磁盘检查(管理员身份运行命令提示符) 6.cleanmgr: 打开磁盘清理工具 7.cliconfg:SQL SERVER 客户端网络实用工具 8.cmstp:连接管理器配置文件安装程序 9.cmd:CMD命令提示符 10.自动关机命令 Shutdown -s -t 600:表示600秒后自动关机 shutdown -a :可取消定时关机 Shutdown -r -t 600:表示600秒后自动重启 rundll32 user32.dll,LockWorkStation:表示锁定计算机 11.colorcpl:颜色管理,配置显示器和打印机等中的色彩 12.CompMgmtLauncher:计算机管理 13.compmgmt.msc:计算机管理 14.credwiz:备份或还原储存的用户名和密码 15.comexp.msc:打开系统组件服务 16.control:控制面版 17.dcomcnfg:打开系统组件服务 18.Dccw:显示颜色校准 19.devmgmt.msc:设备管理器 20.desk.cpl:屏幕分辨率 21.dfrgui:优化驱动器 Windows 7→dfrg.msc:磁盘碎片整理程序 22.dialer:电话拨号程序 23.diskmgmt.msc:磁盘管理 24.dvdplay:DVD播放器 25.dxdiag:检查DirectX信息 26.eudcedit:造字程序 27.eventvwr:事件查看器 28.explorer:打开资源管理器 29.Firewall.cpl:Windows防火墙 30.FXSCOVER:传真封面编辑器 31.fsmgmt.msc:共享文件夹管理器 32.gpedit.msc:组策略 33.hdwwiz.cpl:设备管理器 34.inetcpl.cpl:Internet属性 35.intl.cpl:区域 36.iexpress:木马捆绑工具,系统自带 37.joy.cpl:游戏控制器 38.logoff:注销命令 39.lusrmgr.msc:本地用户和组 40.lpksetup:语言包安装/删除向导,安装向导会提示下载语言包 41.lusrmgr.msc:本机用户和组 42.main.cpl:鼠标属性 43.mmsys.cpl:声音 44.magnify:放大镜实用程序 45.mem.exe:显示内存使用情况(如果直接运行无效,可以先管理员身份运行命令提示符,在命令提示符里输入mem.exe>d:a.txt 即可打开d盘查看a.txt,里面的就是内存使用情况了。当然什么盘什么文件名可自己决定。) 46.MdSched:Windows内存诊断程序 47.mmc:打开控制台 48.mobsync:同步命令 49.mplayer2:简易widnows media player 50.Msconfig.exe:系统配置实用程序 51.msdt:微软支持诊断工具 52.msinfo32:系统信息 53.mspaint:画图 54.Msra:Windows远程协助 55.mstsc:远程桌面连接 56.NAPCLCFG.MSC:客户端配置 57.ncpa.cpl:网络连接 58.narrator:屏幕“讲述人” 59.Netplwiz:高级用户帐户控制面板,设置登陆安全相关的选项 60.netstat : an(TC)命令检查接口 61.notepad:打开记事本 62.Nslookup:IP地址侦测器 63.odbcad32:ODBC数据源管理器 64.OptionalFeatures:打开“打开或关闭Windows功能”对话框 65.osk:打开屏幕键盘 66.perfmon.msc:计算机性能监测器 67.perfmon:计算机性能监测器 68.PowerShell:提供强大远程处理能力 69.printmanagement.msc:打印管理 70.powercfg.cpl:电源选项 71.psr:问题步骤记录器 72.Rasphone:网络连接 73.Recdisc:创建系统修复光盘 74.Resmon:资源监视器 75.Rstrui:系统还原 76.regedit.exe:注册表 77.regedt32:注册表编辑器 78.rsop.msc:组策略结果集 79.sdclt:备份状态与配置,就是查看系统是否已备份 80.secpol.msc:本地安全策略 81.services.msc:本地服务设置 82.sfc /scannow:扫描错误并复原/windows文件保护 83.sfc.exe:系统文件检查器 84.shrpubw:创建共享文件夹 85.sigverif:文件签名验证程序 86.slui:Windows激活,查看系统激活信息 87.slmgr.vbs -dlv :显示详细的许可证信息 88.snippingtool:截图工具,支持无规则截图 89.soundrecorder:录音机,没有录音时间的限制 90.StikyNot:便笺 91.sysdm.cpl:系统属性 92.sysedit:系统配置编辑器 93.syskey:系统加密,一旦加密就不能解开,保护系统的双重密码 94.taskmgr:任务管理器(旧版) 95.TM任务管理器(新版) 96.taskschd.msc:任务计划程序 97.timedate.cpl:日期和时间 98.UserAccountControlSettings用户账户控制设置 99.utilman:辅助工具管理器 100.wf.msc:高级安全Windows防火墙 101.WFS:Windows传真和扫描 102.wiaacmgr:扫描仪和照相机向导 103.winver:关于Windows 104.wmimgmt.msc:打开windows管理体系结构(WMI) 105.write:写字板 106.wscui.cpl:操作中心 107.wuapp:Windows更新 108.wscript:windows脚本宿主设置 六、小结 键盘快捷键会大大提高使用效率,让你在外行面前显得更酷。持续更新中…感谢点赞,评论与转发,谢谢! 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_44168588/article/details/121208530。 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。
2023-02-01 13:38:26
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...e/article/details/3438011。 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。 三维坐标系与几何学 编写Microsoft® Direct3D®应用程序需要熟悉三维几何学原理。本节介绍创建三维场景所需的最重要的几何概念。本节涉及到以下主题。 三维坐标系 三维图元 表面和顶点法向 三角形光栅化法则 矩形 三角形插值 向量、顶点和四元数 这些主题给读者提供了一个对Direct3D应用程序所涉及到的基本概念的高层描述。更多有关这些主题的信息,请参阅更多的信息。 三维坐标系 通常三维图形应用程序使用两种笛卡尔坐标系:左手系和右手系。在这两种坐标系中,正x轴指向右面,正y轴指向上面。通过沿正x轴方向到正y轴方向握拳,大姆指的指向就是相应坐标系统的正z轴的指向。下图显示了这两种坐标系统。 Microsoft® Direct3D®使用左手坐标系。如果正在移植基于右手坐标系的应用程序,必须将传给Direct3D的数据做两点改变。 颠倒三角形顶点的顺序,这样系统会从正面以顺时针的方向遍历它们。换句话说,如果顶点是v0,v1,v2,那么以v0,v2,v1的顺序传给Direct3D。 用观察矩阵对世界空间中的z值取反。要做到这一点,将表示观察矩阵的D3DMATRIX结构的_31、_32、_33和_34成员的符号取反。 要得到等同于右手系的效果,可以使用D3DXMatrixPerspectiveRH和D3DXMatrixOrthoRH函数定义投影矩阵。但是,要小心使用D3DXMatrixLookAtRH函数,并相应地颠倒背面剔除的顺序及放置立方体贴图。 虽然左手坐标系和右手坐标系是最为常用的系统,但在三维软件中还使用许多其它坐标系。例如,对三维建模应用程序而言,使用y轴指向或背向观察者的坐标系统并非罕见。在这种情况下,任意轴(x,y或z)的正半轴指向观察者的被定义为右手系。任意轴(x,y或z)的正半轴背向观察者的被定义为左手系。如果正在移植一个基于左手系进行建模的应用程序,z轴向上,那么除了前面的步骤外,还必须旋转所有的顶点数据(译注:如果原来的坐标系为正x轴向里,正y轴向左,正z轴向上,那么传给Direct3D的顶点的x值对应原来的y值,y值对应原来的z值,z值对应原来的x值,亦即旋转顶点数据)。 对三维坐标系统中定义的三维物体执行的最基本操作是变换、旋转和缩放。可以合并这些基本变换以创建一个新的变换矩阵。细节请参阅三维变换。 即使合并相同的变换操作,不同的合并顺序得到的结果是不可交换的——矩阵相乘的顺序很重要。 三维图元 三维图元是组成单个三维实体的顶点集合。三维坐标系统中最简单的图元是点的集合,称为点表。 通常三维图元是多边形。一个多边形是由至少三个顶点描绘的三维形体。最简单的多边形是三角形。Microsoft® Direct3D®使用三角形组成大多数多边形,因为三角形的三个顶点一定是共面的。应用程序可以用三角形组合成大而复杂的多边形及网格(mesh)。 下图显示了一个立方体。立方体的每个面由两个三角形组成。整个三角形的集合构成了一个立方体图元。可以将纹理和材质应用于图元的表面使它们看起来像是实心的。 可以使用三角形创建具有光滑曲面的图元。下图显示了如何用三角形模拟一个球体。应用了材质后,渲染得到的球体看起来是弯曲的。如果使用高洛德着色,结果更是如此。更多信息请参阅高洛德着色。 表面和顶点法向量 网格中的每个面有一个垂直的法向量。该向量的方向由定义顶点的顺序及坐标系统是左手系还是右手系决定。表面法向量从表面上指向正向面那一侧,如果把表面水平放置,正向面朝上,背向面朝下,那么表面法向量为垂直于表面从下方指向上方。在Microsoft® Direct3D®中,只有面的正向是可视的。一个正向面是顶点按照顺时针顺序定义的面。 任何不是正向面的面都是背向面。由于Direct3D不总是渲染背向面,因此背向面要被剔除。如果想要渲染背向面的话,可以改变剔除模式。更多信息请参阅剔除状态。 Direct3D在计算高洛德着色、光照和纹理效果时使用顶点法向。 Direct3D使用顶点法向计算光源和表面间的夹角,对多边形进行高洛德着色。Direct3D计算每个顶点的颜色和亮度值,并对图元表面所覆盖的所有像素点进行插值。Direct3D使用夹角计算光强度,夹角越大,表面得到的光照就越少。 如果正在创建的物体是平直的,可将顶点法向设为与表面垂直,如下图所示。该图定义了一个由两个三角形组成的平直表面。 但是,更可能的情况是物体由三角形带(triangle strips)组成且三角形不共面。要对整个三角形带的三角形平滑着色的一个简单方法是首先计算与顶点相关联的每个多边形表面的表面法向量。可以这样计算顶点法向,使顶点法向与顶点所属的每个表面的法向的夹角相等。但是,对复杂图元来说这种方法可能不够有效。 这种方法如下图所示。图中有两个表面,S1与S2,它们的邻边在上方。S1与S2的法向量用蓝色显示。顶点的法向量用红色显示。顶点法向量与S1表面法向的夹角和顶点法向量与S2表面法向的夹角相同。当对这两个表面进行光照计算和高洛德着色时,得到结果是中间的边被平滑着色,看起来像是弧形的(而不是有棱角的)。 如果顶点法向偏向与它相关联的某个面,那么会导致那个面上的点光强度的增加或减少。下图显示了一个例子。这些面的邻边依然朝上。顶点法向倾向S1,与顶点法向与表面法向有相同的夹角相比,这使顶点法向与光源间的夹角变小。 可以用高洛德着色在三维场景中显示一些有清晰边缘的物体。要达到这个目的,只要在需要产生清晰边缘的表面交线处,把表面法向复制给交线处顶点的法向,如下图所示。 如果使用DrawPrimitive方法渲染场景,要将有锋利边缘的物体定义为三角形表,而非三角形带。当将物体定义为三角形带时,Direct3D会将它作为由多个三角形组成的单个多边形处理。高洛德着色被同时应用于多边形每个表面的内部和表面之间。结果产生表面之间平滑着色的物体。因为三角形表由一系列不相连的三角形面组成,所以Direct3D对多边形每个面的内部使用高洛德着色。但是,没有在表面之间应用高洛德着色。如果三角形表的两个或更多的三角形是相邻的,那么在它们之间看起来会有一条锋利边缘。 另一种可选的方法是在渲染具有锋利边缘的物体时改变到平面着色模式。这在计算上是最有效的方法,但它可能导致场景中的物体不如用高洛德着色渲染的物体真实。 三角形光栅化法则 顶点指定的点经常不能精确地对应到屏幕上的像素。此时,Microsoft® Direct3D®使用三角形光栅化法则决定对于给定三角形使用哪个像素。 三角形光栅化法则 点、线光栅化法则 点精灵光栅化法则 三角形光栅化法则 Direct3D在填充几何图形时使用左上填充约定(top-left filling convention)。这与Microsoft Windows®的图形设备接口(GUI)和OpenGL中的矩形使用的约定相同。Direct3D中,像素的中心是决定点。如果中心在三角形内,那么该像素就是三角形的一部分。像素中心用整数坐标表示。 这里描述的Direct3D使用的三角形光栅化法则不一定适用于所有可用的硬件。测试可以发现这些法则的实现间的细微变化。 下图显示了一个左上角为(0,0),右下角为(5,5)的矩形。正如大家想象的那样,此矩形填充25个像素。矩形的宽度由right减left定义。高度由bottom减top定义。 在左上填充约定中,上表示水平span在垂直方向上的位置,左表示span中的像素在水平方向上的位置。一条边除非是水平的,否则不可能是顶边——一般来说,大多数三角形只有左边或右边。 左上填充约定确定当一个三角形穿过像素的中心时Direct3D采取的动作。下图显示了两个三角形,一个在(0,0),(5,0)和(5,5),另一个在(0,5),(0,0)和(5,5)。在这种情况下第一个三角形得到15个像素(显示为黑色),而第二个得到10个像素(显示为灰色),因为公用边是第一个三角形的左边。 如果应用程序定义一个左上角为(0.5,0.5),右下角为(2.5,4.5)的矩形,那么这个矩形的中心在(1.5,2.5)。当Direct3D光栅化器tessellate这个矩形时,每个像素的中心都毫无异义地分别位于四个三角形中,此时就不需要左上填充约定。下图显示了这种情况。矩形内的像素根据在Direct3D中被哪个三角形包含做了相应的标注。 如果将上例中的矩形移动,使之左上角为(1.0,1.0),右下角为(3.0,5.0),中心为(2.0,3.0),那么Direct3D使用左上角填充约定。这个矩形中大多数的像素跨越两个或更多的三角形的边界,如下图所示。 这两个矩形会影响到相同的像素。 点、线光栅化法则 点和点精灵一样,都被渲染为与屏幕边缘对齐的四边形,因此它们使用与多边形同样的渲染法则。 非抗锯齿线段的渲染法则与GDI使用的法则完全相同。 更多有关抗锯齿线段的渲染,请参阅ID3DXLine。 点精灵光栅化法则 对点精灵和patch图元的渲染,就好像先把图元tessellate成三角形,然后将得到的三角形进行光栅化。更多信息,请参阅点精灵。 矩形 贯穿Microsoft® Direct3D®和Microsoft Windows®编程,都是用术语包围矩形来讨论屏幕上的物体。由于包围矩形的边总是与屏幕的边平行,因此矩形可以用两个点描述,左上角和右下角。当在屏幕上进行位块传输(Blit = Bit block transfer)或命中检测时,大多数应用程序使用RECT结构保存包围矩形的信息。 C++中,RECT结构有如下定义。 typedef struct tagRECT { LONG left; // 这是左上角的x坐标。 LONG top; // 这是左上角的y坐标。 LONG right; // 这是右下角的x坐标。 LONG bottom; // 这是右下角的y坐标。 } RECT, PRECT, NEAR NPRECT, FAR LPRECT; 在上例中,left和top成员是包围矩形左上角的x-和y-坐标。类似地,right和bottom成员组成右下角的坐标。下图直观地显示了这些值。 为了效率、一致性及易用性, Direct3D所有的presentation函数都使用矩形。 三角形插值对象(interpolants) 在渲染时,流水线会贯穿每个三角形的表面进行顶点数据插值。有五种可能的数据类型可以进行插值。顶点数据可以是各种类型的数据,包括(但不限于):漫反射色、镜面反射色、漫反射阿尔法(三角形透明度)、镜面反射阿尔法、雾因子(固定功能流水线从镜面反射的阿尔法分量中取得,可编程顶点流水线则从雾寄存器中取得)。顶点数据通过顶点声明定义。 对一些顶点数据的插值取决于当前的着色模式,如下表所示。 着色模式 描述 平面 在平面着色模式下只对雾因子进行插值。对所有其它的插值对象,整个面都使用三角形第一个顶点的颜色。 高洛德 在所有三个顶点间进行线性插值。 根据不同的颜色模型,对漫反射色和镜面反射色的处理是不同的。在RGB颜色模型中,系统在插值时使用红、绿和蓝颜色分量。 颜色的阿尔法成员作为单独的插值对象对待,因为设备驱动程序可以以两种不同的方法实现透明:使用纹理混合或使用点画法(stippling)。 可以用D3DCAPS9结构的ShadeCaps成员确定设备驱动程序支持何种插值。 向量、顶点和四元数 贯穿Microsoft® Direct3D®,顶点用于描述位置和方向。图元中的每个顶点由指定其位置的向量、颜色、纹理坐标和指定其方向的法向量描述。 四元数给三元素向量的[ x, y, z]值增加了第四个元素。用于三维旋转的方法,除了典型的矩阵以外,四元数是另一种选择。四元数表示三维空间中的一根轴及围绕该轴的一个旋转。例如,一个四元数可能表示轴(1,1,2)和1度的旋转。四元数包含了有价值的信息,但它们真正的威力源自可对它们执行的两种操作:合成和插值。 对四元数进行插值与合成它们类似。两个四元数的合成如下表示: 将两个四元数的合成应用于几何体意味着“把几何体绕axis2轴旋转rotation2角度,然后绕axis1轴旋转rotation1角度”。在这种情况下,Q表示绕单根轴的旋转,该旋转是先后将q2和q1应用于几何体的结果。 使用四元数,应用程序可以计算出一条从一根轴和一个方向到另一根轴和另一个方向的平滑、合理的路径。因此,在q1和q2间插值提供了一个从一个方向变化到另一个方向的简单方法。 当同时使用合成与插值时,四元数提供了一个看似复杂而实际简单的操作几何体的方法。例如,设想我们希望把一个几何体旋转到某个给定方向。我们已经知道希望将它绕axis2轴旋转r2度,然后绕axis1轴旋转r1度,但是我们不知道最终的四元数。通过使用合成,我们可以在几何体上合成两个旋转并得到最终单个的四元数。然后,我们可以在原始四元数和合成的四元数间进行插值,得到两者之间的平滑转换。 Direct3D扩展(D3DX)工具库包含了帮助用户使用四元数的函数。例如,D3DXQuaternionRotationAxis函数给一个定义旋转轴的向量增加一个旋转值,并在由D3DXQUTERNION结构定义的四元数中返回结果。另外,D3DXQuaternionMultiply函数合成四元数,D3DXQuaternionSlerp函数在两个四元数间进行球面线性插值(spherical linear interpolation)。 Direct3D应用程序可以使用下列函数简化对四元数的使用。 D3DXQuaternionBaryCentric D3DXQuaternionConjugate D3DXQuaternionDot D3DXQuaternionExp D3DXQuaternionIdentity D3DXQuaternionInverse D3DXQuaternionIsIdentity D3DXQuaternionLength D3DXQuaternionLengthSq D3DXQuaternionLn D3DXQuaternionMultiply D3DXQuaternionNormalize D3DXQuaternionRotationAxis D3DXQuaternionRotationMatrix D3DXQuaternionRotationYawPitchRoll D3DXQuaternionSlerp D3DXQuaternionSquad D3DXQuaternionToAxisAngle Direct3D应用程序可以使用下列函数简化对三成员向量的使用。 D3DXVec3Add D3DXVec3BaryCentric D3DXVec3CatmullRom D3DXVec3Cross D3DXVec3Dot D3DXVec3Hermite D3DXVec3Length D3DXVec3LengthSq D3DXVec3Lerp D3DXVec3Maximize D3DXVec3Minimize D3DXVec3Normalize D3DXVec3Project D3DXVec3Scale D3DXVec3Subtract D3DXVec3Transform D3DXVec3TransformCoord D3DXVec3TransformNormal D3DXVec3Unproject D3DX工具库提供的数学函数中包含了许多辅助函数,可以简化对二成员和四成员向量的使用 http://www.gesoftfactory.com/developer/3DCS.htm 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/okvee/article/details/3438011。 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。
2023-10-24 12:49:42
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...7/article/details/109984124。 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。 code小生,一个专注 Android 领域的技术平台 公众号回复 Android 加入我的安卓技术群 作者:小村医 链接:https://www.jianshu.com/p/f7deb4fe6427 声明:本文已获小村医授权发表,转发等请联系原作者授权 伴生对象 在 Kotlin 中并不没有 static 这个关键字,该如何处理呢?这里需要用到 Kotlin 的伴生对象来处理。 类内部的对象声明可以用 companion 关键字标记: class MyClass { 该伴生对象的成员可通过只使用类名作为限定符来调用: val instance = MyClass.create() 可以省略伴生对象的名称,在这种情况下将使用名称 Companion: class MyClass { 伴生对象的作用 类似于 Java 中使用类访问静态成员的语法。因为 Kotlin 取消了 static 关键字,所以 Kotlin 引入伴生对象来弥补没有静态成员的不足。可见,伴生对象的主要作用就是为其所在的外部类模拟静态成员。 在 Java 代码中调用伴生对象 如何在 Java 代码中调用 Kotlin 的伴生对象呢? public static void main(String[] args) { 如果声明伴生对象有名称,则使用: 类名.伴生对象名.方法名() 类名.半生对象名.属性的setter,getter方法 如果声明伴生对象无名称,则采用 Companion 关键字调用: .Companion.方法名() @JvmField 和 @JvmStatic 的使用 在上面的例子中,我们知道了可以在 Java 代码中调用 Kotlin 中伴生对象的成员,类似于 Java 类中的静态成员。但是看上去和 Java 中的还是略有区别,因为类名和方法名/属性setter,getter方法名之间多了个伴生对象的名称或者 Companion 关键字。如何使其在调用的时候与 Java 中的调用看上去一样呢? Kotlin 为我们提供了 @JvmField 和 @JvmStatic 两个注解。@JvmField 使用在属性上,@JvmStatic 使用在方法上。如: class Test { 这样我们在 Java 代码中调用的时候就和 Java 类调用静态成员的形式一致了,Kotlin 代码调用方式不变: System.out.println(Test.flag); System.out.println(Test.add(1, 2)); const 关键字 在伴生对象中,我们可能需要声明一个常量,目的是等同于 Java 中的静态常量。有两种方式,一种是上面所提到的使用 @JvmField 注解,另一种则是使用 const 关键字修饰。这两种声明方式都等同于 Java 中 static final 所修饰的变量。如下代码: companion 扩展属性和扩展方法 扩展函数 Kotlin的扩展函数可以让你作为一个类成员进行调用的函数,但是是定义在这个类的外部。这样可以很方便的扩展一个已经存在的类,为它添加额外的方法 下面我们为String添加一个toInt的方法 package com.binzi.kotlin 在这个扩展函数中,你可以直接访问你扩展的类的函数和属性,就像定义在这个类中的方法一样,但是扩展函数并不允许你打破封装。跟定义在类中方法不同,它不能访问那些私有的、受保护的方法和属性。 扩展函数的导入 我们直接在包里定义扩展函数。这样我们就可以在整个包里面使用这些扩展,如果我们要使用其他包的扩展,我们就需要导入它。导入扩展函数跟导入类是一样的方式。 import 有时候,可能你引入的第三方包都对同一个类型进行了相同函数名扩展,为了解决冲突问题,你可以使用下面的方式对扩展函数进行改名 import com.binzi.kotlin.toInt as toInteger 扩展函数不可覆盖 扩展方法的原理 Kotlin 中类的扩展方法并不是在原类的内部进行拓展,通过反编译为Java代码,可以发现,其原理是使用装饰模式,对源类实例的操作和包装,其实际相当于我们在 Java中定义的工具类方法,并且该工具类方法是使用调用者为第一个参数的,然后在工具方法中操作该调用者 如: fun String?.toInt(): 反编译为对应的Java代码: public 扩展属性 类的扩展属性原理其实与扩展方法是一样的,只是定义的形式不同,扩展属性必须定义get和set方法 为MutableList扩展一个firstElement属性: var 反编译后的java代码如下: public static final Object getFirstElement(@NotNull List $this$firstElement) { 内部类 kotlin的内部类与java的内部类有点不同java的内部类可以直接访问外部类的成员,kotlin的内部类不能直接访问外部类的成员,必须用inner标记之后才能访问外部类的成员 没有使用inner标记的内部类 class A{ 反编译后的java代码 public 用inner标记的内部类 class A{ 反编译后的java代码 public 从上面可以看出,没有使用inner标记的内部类最后生成的是静态内部类,而使用inner标记的生成的是非静态内部类 匿名内部类 匿名内部类主要是针对那些获取抽象类或者接口对象而来的。最常见的匿名内部类View点击事件: //java,匿名内部类的写法 上面这个是java匿名内部类的写法,kotlin没有new关键字,那么kotlin的匿名内部类该怎么写呢? object : View.OnClickListener{ 方法的参数是一个匿名内部类,先写object:,然后写你的参数类型View.OnClickListener{} kotlin还有一个写法lambda 表达式,非常之方便: print( 数据类 在Java中没有专门的数据类,常常是通过JavaBean来作为数据类,但在Kotlin中提供了专门的数据类。 Java public 从上面的例子中可以看到,如果要使用数据类,需要手动写相应的setter/getter方法(尽管IDE也可以批量生成),但是从代码阅读的角度来说,在属性较多的情况下,诸多的seeter/getter方法还是不利于代码的阅读和维护。 Kotlin 在Kotlin中,可以通过关键字data来生成数据类: data 即在class关键字之前添加data关键字即可。编译器会根据主构造函数中的参数生成相应的数据类。自动生成setter/getter、toString、hashCode等方法 要声明一个数据类,需要满足: 主构造函数中至少有一个参数 主构造函数中所有参数需要标记为val或var 数据类不能是抽象、开发、密封和内部的 枚举类 枚举类是一种特殊的类,kotlin可以通过enum class关键字定义枚举类。 枚举类可以实现0~N个接口; 枚举类默认继承于kotlin.Enum类(其他类最终父类都是Any),因此kotlin枚举类不能继承类; 非抽象枚举类不能用open修饰符修饰,因此非抽象枚举类不能派生子类; 抽象枚举类不能使用abstract关键字修饰enum class,抽象方法和抽象属性需要使用; 枚举类构造器只能使用private修饰符修饰,若不指定,则默认为private; 枚举类所有实例在第一行显式列出,每个实例之间用逗号隔开,整个声明以分号结尾; 枚举类是特殊的类,也可以定义属性、方法、构造器; 枚举类应该设置成不可变类,即属性值不允许改变,这样更安全; 枚举属性设置成只读属性后,最好在构造器中为枚举类指定初始值,如果在声明时为枚举指定初始值,会导致所有枚举值(或者说枚举对象)的该属性都一样。 定义枚举类 / 定义一个枚举类 / 枚举类实现接口 枚举值分别实现接口的抽象成员 enum 枚举类统一实现接口的抽象成员 enum 分别实现抽象枚举类抽象成员 enum 委托 委托模式 是软件设计模式中的一项基本技巧。在委托模式中,有两个对象参与处理同一个请求,接受请求的对象将请求委托给另一个对象来处理。委托模式是一项基本技巧,许多其他的模式,如状态模式、策略模式、访问者模式本质上是在更特殊的场合采用了委托模式。委托模式使得我们可以用聚合来替代继承。 Java中委托: interface Printer { Kotlin: interface Printer { by表示 p 将会在 PrintImpl 中内部存储, 并且编译器将自动生成转发给 p 的所有 Printer 的方法。 委托属性 有一些常见的属性类型,虽然我们可以在每次需要的时候手动实现它们, 但是如果能够为大家把他们只实现一次并放入一个库会更好。例如包括: 延迟属性(lazy properties): 其值只在首次访问时计算; 可观察属性(observable properties): 监听器会收到有关此属性变更的通知; 把多个属性储存在一个映射(map)中,而不是每个存在单独的字段中。 为了涵盖这些(以及其他)情况,Kotlin 支持 委托属性 。 委托属性的语法是: var : 在 by 后面的表达式是该 委托, 因为属性对应的 get()(和 set())会被委托给它的 getValue() 和 setValue() 方法。 标准委托: Kotlin 标准库为几种有用的委托提供了工厂方法。 延迟属性 Lazy lazy() 接受一个 lambda 并返回一个 Lazy 实例的函数,返回的实例可以作为实现延迟属性的委托:第一次调用 get() 会执行已传递给 lazy() 的 lambda 表达式并记录结果, 后续调用 get() 只是返回记录的结果。例如: val lazyValue: String 可观察属性 Observable Delegates.observable() 接受两个参数:初始值和修改时处理程序(handler)。每当我们给属性赋值时会调用该处理程序(在赋值后执行)。它有三个参数:被赋值的属性、旧值和新值: class User { 如果想拦截赋的新值,并根据你是不是想要这个值来决定是否给属性赋新值,可以使用 vetoable() 取代 observable(),接收的参数和 observable 一样,不过处理程序 返回值是 Boolean 来决定是否采用新值,即在属性被赋新值生效之前 会调用传递给 vetoable 的处理程序。例如: class User { 把属性存在map 中 一个常见的用例是在一个映射(map)里存储属性的值。这经常出现在像解析 JSON 或者做其他“动态”事情的应用中。在这种情况下,你可以使用映射实例自身作为委托来实现委托属性。 例如: class User(map: Map 在上例中,委托属性会从构造函数传入的map中取值(通过字符串键——属性的名称),如果遇到声明的属性名在map 中找不到对应的key 名,或者key 对应的value 值的类型与声明的属性的类型不一致,会抛出异常。 内联函数 当一个函数被声明为inline时,它的函数体是内联的,也就是说,函数体会被直接替换到函数被调用地方 inline函数(内联函数)从概念上讲是编译器使用函数实现的真实代码来替换每一次的函数调用,带来的最直接的好处就是节省了函数调用的开销,而缺点就是增加了所生成字节码的尺寸。基于此,在代码量不是很大的情况下,我们是否有必要将所有的函数定义为内联?让我们分两种情况进行说明: 将普通函数定义为内联:众所周知,JVM内部已经实现了内联优化,它会在任何可以通过内联来提升性能的地方将函数调用内联化,并且相对于手动将普通函数定义为内联,通过JVM内联优化所生成的字节码,每个函数的实现只会出现一次,这样在保证减少运行时开销的同时,也没有增加字节码的尺寸;所以我们可以得出结论,对于普通函数,我们没有必要将其声明为内联函数,而是交给JVM自行优化。 将带有lambda参数的函数定义为内联:是的,这种情况下确实可以提高性能;但在使用的过程中,我们会发现它是有诸多限制的,让我们从下面的例子开始展开说明: inline 假如我们这样调用doSomething: fun main(args: Array<String>) { 上面的调用会被编译成: fun main(args: Array<String>) { 从上面编译的结果可以看出,无论doSomething函数还是action参数都被内联了,很棒,那让我们换一种调用方式: fun main(args: Array<String>) { 上面的调用会被编译成: fun main(args: Array<String>) { doSomething函数被内联,而action参数没有被内联,这是因为以函数型变量的形式传递给doSomething的lambda在函数的调用点是不可用的,只有等到doSomething被内联后,该lambda才可以正常使用。 通过上面的例子,我们对lambda表达式何时被内联做一下简单的总结: 当lambda表达式以参数的形式直接传递给内联函数,那么lambda表达式的代码会被直接替换到最终生成的代码中。 当lambda表达式在某个地方被保存起来,然后以变量形式传递给内联函数,那么此时的lambda表达式的代码将不会被内联。 上面对lambda的内联时机进行了讨论,消化片刻后让我们再看最后一个例子: inline 上面的例子是否有问题?是的,编译器会抛出“Illegal usage of inline-parameter”的错误,这是因为Kotlin规定内联函数中的lambda参数只能被直接调用或者传递给另外一个内联函数,除此之外不能作为他用;那我们如果确实想要将某一个lambda传递给一个非内联函数怎么办?我们只需将上述代码这样改造即可: inline 很简单,在不需要内联的lambda参数前加上noinline修饰符就可以了。 以上便是我对内联函数的全部理解,通过掌握该特性的运行机制,相信大家可以做到在正确的时机使用该特性,而非滥用或因恐惧弃而不用。 Kotlin下单例模式 饿汉式实现 //Java实现 懒汉式 //Java实现 上述代码中,我们可以发现在Kotlin实现中,我们让其主构造函数私有化并自定义了其属性访问器,其余内容大同小异。 如果有小伙伴不清楚Kotlin构造函数的使用方式。请点击 - - - 构造函数 不清楚Kotlin的属性与访问器,请点击 - - -属性和字段 线程安全的懒汉式 //Java实现 大家都知道在使用懒汉式会出现线程安全的问题,需要使用使用同步锁,在Kotlin中,如果你需要将方法声明为同步,需要添加@Synchronized注解。 双重校验锁式 //Java实现 哇!小伙伴们惊喜不,感不感动啊。我们居然几行代码就实现了多行的Java代码。其中我们运用到了Kotlin的延迟属性 Lazy。 Lazy内部实现 public 观察上述代码,因为我们传入的mode = LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED, 那么会直接走 SynchronizedLazyImpl,我们继续观察SynchronizedLazyImpl。 Lazy接口 SynchronizedLazyImpl实现了Lazy接口,Lazy具体接口如下: public 继续查看SynchronizedLazyImpl,具体实现如下: SynchronizedLazyImpl内部实现 private 通过上述代码,我们发现 SynchronizedLazyImpl 覆盖了Lazy接口的value属性,并且重新了其属性访问器。其具体逻辑与Java的双重检验是类似的。 到里这里其实大家还是肯定有疑问,我这里只是实例化了SynchronizedLazyImpl对象,并没有进行值的获取,它是怎么拿到高阶函数的返回值呢?。这里又涉及到了委托属性。 委托属性语法是:val/var : by 。在 by 后面的表达式是该 委托, 因为属性对应的 get()(和 set())会被委托给它的 getValue() 和 setValue() 方法。属性的委托不必实现任何的接口,但是需要提供一个 getValue() 函数(和 setValue()——对于 var 属性)。 而Lazy.kt文件中,声明了Lazy接口的getValue扩展函数。故在最终赋值的时候会调用该方法。 internal.InlineOnly 静态内部类式 //Java实现 静态内部类的实现方式,也没有什么好说的。Kotlin与Java实现基本雷同。 补充 在该篇文章结束后,有很多小伙伴咨询,如何在Kotlin版的Double Check,给单例添加一个属性,这里我给大家提供了一个实现的方式。(不好意思,最近才抽出时间来解决这个问题) class SingletonDemo private constructor( 其中关于?:操作符,如果 ?: 左侧表达式非空,就返回其左侧表达式,否则返回右侧表达式。请注意,当且仅当左侧为空时,才会对右侧表达式求值。 Kotlin 智能类型转换 对于子父类之间的类型转换 先看这样一段 Java 代码 public 尽管在 main 函数中,对 person 这个对象进行了类型判断,但是在使用的时候还是需要强制转换成 Student 类型,这样是不是很不智能? 同样的情况在 Kotlin 中就变得简单多了 fun main(args: Array<String>) { 在 Kotlin 中,只要对类型进行了判断,就可以直接通过父类的对象去调用子类的函数了 安全的类型转换 还是上面的那个例子,如果我们没有进行类型判断,并且直接进行强转,会怎么样呢? public static void main(String[] args) { 结果就只能是 Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException 那么在 Kotlin 中是不是会有更好的解决方法呢? val person: Person = Person() 在转换操作符后面添加一个 ?,就不会把程序 crash 掉了,当转化失败的时候,就会返回一个 null 在空类型中的智能转换 需要提前了解 Kotlin 类型安全的相关知识(Kotlin 中的类型安全(对空指针的优化处理)) String? = aString 在定义的时候定义成了有可能为 null,按照之前的写法,我们需要这样写 String? = 但是已经进行了是否为 String 类型的判断,所以就一定 不是 空类型了,也就可以直接输出它的长度了 T.()->Unit 、 ()->Unit 在做kotlin开发中,经常看到一些系统函数里,用函数作为参数 public .()-Unit与()->Unit的区别是我们调用时,在代码块里面写this,的时候,两个this代表的含义不一样,T.()->Unit里的this代表的是自身实例,而()->Unit里,this代表的是外部类的实例。 推荐阅读 对 Kotlin 与 Java 编程语言的思考 使用 Kotlin 做开发一个月后的感想 扫一扫 关注我的公众号如果你想要跟大家分享你的文章,欢迎投稿~ 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_39611037/article/details/109984124。 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。
2023-06-23 23:56:14
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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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...3/article/details/131128967。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。 目录 1. 作者介绍 2. 算法介绍 2.1 阿里云介绍 2.2 证件照生成背景 2.3 图像分割算法 3.调用阿里云API进行证件照生成实例 3.1 准备工作 3.2 实验代码 3.3 实验结果与分析 参考(可供参考的链接和引用文献) 1. 作者介绍 王逸腾,男,西安工程大学电子信息学院,2022级硕士研究生 研究方向:三维手部姿态和网格估计 电子邮件:2978558373@qq.com 路治东,男,西安工程大学电子信息学院,2022级研究生,张宏伟人工智能课题组 研究方向:机器视觉与人工智能 电子邮件:2063079527@qq.com 2. 算法介绍 2.1 阿里云介绍 阿里云创立于2009年,是全球领先的云计算及人工智能科技公司,致力于以在线公共服务的方式,提供安全、可靠的计算和数据处理能力,让计算和人工智能成为普惠科技。阿里云服务着制造、金融、政务、交通、医疗、电信、能源等众多领域的领军企业,包括中国联通、12306、中石化、中石油、飞利浦、华大基因等大型企业客户,以及微博、知乎、锤子科技等明星互联网公司。在天猫双11全球狂欢节、12306春运购票等极富挑战的应用场景中,阿里云保持着良好的运行纪录 阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本 猿辅导、中泰证券、小米、媛福达、Soul和当贝,这些我们耳熟能详的APP或企业中,阿里云给他们提供了性能强大、安全、稳定的云产品与服务。 计算,容器,存储,网络与CDN,安全、中间件、数据库、大数据计算、人工智能与机器学习、媒体服务、企业服务与云通信、物联网、开发工具、迁移与运维管理和专有云等方面,阿里云都做的很不错。 2.2 证件照生成背景 传统做法:通常是人工进行P图,不仅费时费力,而且效果也很难保障,容易有瑕疵。 机器学习做法:通常利用边缘检测算法进行人物轮廓提取。 深度学习做法:通常使用分割算法进行人物分割。例如U-Net网络。 2.3 图像分割算法 《BiHand: Recovering Hand Mesh with Multi-stage Bisected Hourglass Networks》里的SeedNet网络是很经典的网络,它把分割任务转变成多个任务。作者的思想是:尽可能的通过多任务学习收拢语义,这样或许会分割的更好或姿态估计的更好。其实这个模型就是多阶段学习网络的一部分,作者想通过中间监督来提高网络的性能。 我提取bihand网络中的SeedNet与训练权重,进行分割结果展示如下 我是用的模型不是全程的,是第一阶段的。为了可视化出最好的效果,我把第一阶段也就是SeedNet网络的输出分别采用不同的方式可视化。 从左边数第一张图为原图,第二张图为sigmoid后利用plt.imshow(colored_mask, cmap=‘jet’)进行彩色映射。第三张图为网络输出的张量经过sigmoid后,二色分割图,阀闸值0.5。第四张为网络的直接输出,利用直接产生的张量图进行颜色映射。第五张为使用sigmoid处理张量后进行的颜色映射。第六张为使用sigmoid处理张量后进行0,1分割掩码映射。使用原模型和网络需要添加很多代码。下面为修改后的的代码: 下面为修改后的net_seedd代码: Copyright (c) Lixin YANG. All Rights Reserved.r"""Networks for heatmap estimation from RGB images using Hourglass Network"Stacked Hourglass Networks for Human Pose Estimation", Alejandro Newell, Kaiyu Yang, Jia Deng, ECCV 2016"""import numpy as npimport torchimport torch.nn as nnimport torch.nn.functional as Ffrom skimage import io,transform,utilfrom termcolor import colored, cprintfrom bihand.models.bases.bottleneck import BottleneckBlockfrom bihand.models.bases.hourglass import HourglassBisectedimport bihand.utils.func as funcimport matplotlib.pyplot as pltfrom bihand.utils import miscimport matplotlib.cm as cmdef color_mask(output_ok): 颜色映射cmap = plt.cm.get_cmap('jet') 将张量转换为numpy数组mask_array = output_ok.detach().numpy() 创建彩色图像cmap = cm.get_cmap('jet')colored_mask = cmap(mask_array)return colored_mask 可视化 plt.imshow(colored_mask, cmap='jet') plt.axis('off') plt.show()def two_color(mask_tensor): 将张量转换为numpy数组mask_array = mask_tensor.detach().numpy() 将0到1之间的值转换为二值化掩码threshold = 0.5 阈值,大于阈值的为白色,小于等于阈值的为黑色binary_mask = np.where(mask_array > threshold, 1, 0)return binary_mask 可视化 plt.imshow(binary_mask, cmap='gray') plt.axis('off') plt.show()class SeedNet(nn.Module):def __init__(self,nstacks=2,nblocks=1,njoints=21,block=BottleneckBlock,):super(SeedNet, self).__init__()self.njoints = njointsself.nstacks = nstacksself.in_planes = 64self.conv1 = nn.Conv2d(3, self.in_planes, kernel_size=7, stride=2, padding=3, bias=True)self.bn1 = nn.BatchNorm2d(self.in_planes)self.relu = nn.ReLU(inplace=True)self.maxpool = nn.MaxPool2d(2, stride=2)self.layer1 = self._make_residual(block, nblocks, self.in_planes, 2self.in_planes) current self.in_planes is 64 2 = 128self.layer2 = self._make_residual(block, nblocks, self.in_planes, 2self.in_planes) current self.in_planes is 128 2 = 256self.layer3 = self._make_residual(block, nblocks, self.in_planes, self.in_planes)ch = self.in_planes 256hg2b, res1, res2, fc1, _fc1, fc2, _fc2= [],[],[],[],[],[],[]hm, _hm, mask, _mask = [], [], [], []for i in range(nstacks): 2hg2b.append(HourglassBisected(block, nblocks, ch, depth=4))res1.append(self._make_residual(block, nblocks, ch, ch))res2.append(self._make_residual(block, nblocks, ch, ch))fc1.append(self._make_fc(ch, ch))fc2.append(self._make_fc(ch, ch))hm.append(nn.Conv2d(ch, njoints, kernel_size=1, bias=True))mask.append(nn.Conv2d(ch, 1, kernel_size=1, bias=True))if i < nstacks-1:_fc1.append(nn.Conv2d(ch, ch, kernel_size=1, bias=False))_fc2.append(nn.Conv2d(ch, ch, kernel_size=1, bias=False))_hm.append(nn.Conv2d(njoints, ch, kernel_size=1, bias=False))_mask.append(nn.Conv2d(1, ch, kernel_size=1, bias=False))self.hg2b = nn.ModuleList(hg2b) hgs: hourglass stackself.res1 = nn.ModuleList(res1)self.fc1 = nn.ModuleList(fc1)self._fc1 = nn.ModuleList(_fc1)self.res2 = nn.ModuleList(res2)self.fc2 = nn.ModuleList(fc2)self._fc2 = nn.ModuleList(_fc2)self.hm = nn.ModuleList(hm)self._hm = nn.ModuleList(_hm)self.mask = nn.ModuleList(mask)self._mask = nn.ModuleList(_mask)def _make_fc(self, in_planes, out_planes):bn = nn.BatchNorm2d(in_planes)conv = nn.Conv2d(in_planes, out_planes, kernel_size=1, bias=False)return nn.Sequential(conv, bn, self.relu)def _make_residual(self, block, nblocks, in_planes, out_planes):layers = []layers.append( block( in_planes, out_planes) )self.in_planes = out_planesfor i in range(1, nblocks):layers.append(block( self.in_planes, out_planes))return nn.Sequential(layers)def forward(self, x):l_hm, l_mask, l_enc = [], [], []x = self.conv1(x) x: (N,64,128,128)x = self.bn1(x)x = self.relu(x)x = self.layer1(x)x = self.maxpool(x) x: (N,128,64,64)x = self.layer2(x)x = self.layer3(x)for i in range(self.nstacks): 2y_1, y_2, _ = self.hg2b[i](x)y_1 = self.res1[i](y_1)y_1 = self.fc1[i](y_1)est_hm = self.hm[i](y_1)l_hm.append(est_hm)y_2 = self.res2[i](y_2)y_2 = self.fc2[i](y_2)est_mask = self.mask[i](y_2)l_mask.append(est_mask)if i < self.nstacks-1:_fc1 = self._fc1[i](y_1)_hm = self._hm[i](est_hm)_fc2 = self._fc2[i](y_2)_mask = self._mask[i](est_mask)x = x + _fc1 + _fc2 + _hm + _maskl_enc.append(x)else:l_enc.append(x + y_1 + y_2)assert len(l_hm) == self.nstacksreturn l_hm, l_mask, l_encif __name__ == '__main__':a = torch.randn(10, 3, 256, 256) SeedNetmodel = SeedNet() output1,output2,output3 = SeedNetmodel(a) print(output1,output2,output3)total_params = sum(p.numel() for p in SeedNetmodel.parameters())/1000000print("Total parameters: ", total_params)pretrained_weights_path = 'E:/bihand/released_checkpoints/ckp_seednet_all.pth.tar'img_rgb_path=r"E:\FreiHAND\training\rgb\00000153.jpg"img=io.imread(img_rgb_path)resized_img = transform.resize(img, (256, 256), anti_aliasing=True)img256=util.img_as_ubyte(resized_img)plt.imshow(resized_img)plt.axis('off') 关闭坐标轴plt.show()''' implicit HWC -> CHW, 255 -> 1 '''img1 = func.to_tensor(img256).float() 转换为张量并且进行标准化处理''' 0-mean, 1 std, [0,1] -> [-0.5, 0.5] '''img2 = func.normalize(img1, [0.5, 0.5, 0.5], [1, 1, 1])img3 = torch.unsqueeze(img2, 0)ok=img3print(img.shape)SeedNetmodel = SeedNet()misc.load_checkpoint(SeedNetmodel, pretrained_weights_path)加载权重output1, output2, output3 = SeedNetmodel(img3)mask_tensor = torch.rand(1, 64, 64)output=output2[1] 1,1,64,64output_1=output[0] 1,64,64output_ok=torch.sigmoid(output_1[0])output_real=output_1[0].detach().numpy()直接产生的张量图color_mask=color_mask(output_ok) 显示彩色分割图two_color=two_color(output_ok)显示黑白分割图see=output_ok.detach().numpy() 使用Matplotlib库显示分割掩码 plt.imshow(see, cmap='gray') plt.axis('off') plt.show() print(output1, output2, output3)images = [resized_img, color_mask, two_color,output_real,see,see]rows = 1cols = 4 创建子图并展示图像fig, axes = plt.subplots(1, 6, figsize=(30, 5)) 遍历图像列表,并在每个子图中显示图像for i, image in enumerate(images):ax = axes[i] if cols > 1 else axes 如果只有一列,则直接使用axesif i ==5:ax.imshow(image, cmap='gray')else:ax.imshow(image)ax.imshowax.axis('off') 调整子图之间的间距plt.subplots_adjust(wspace=0.1, hspace=0.1) 展示图像plt.show() 上述的代码文件是在bihand/models/net_seed.py中,全部代码链接在https://github.com/lixiny/bihand。 把bihand/models/net_seed.p中的代码修改为我提供的代码即可使用作者训练好的模型和进行各种可视化。(预训练模型根据作者代码提示下载) 3.调用阿里云API进行证件照生成实例 3.1 准备工作 1.找到接口 进入下面链接即可快速访问 link 2.购买试用包 3.查看APPcode 4.下载代码 5.参数说明 3.2 实验代码 !/usr/bin/python encoding: utf-8"""===========================证件照制作接口==========================="""import requestsimport jsonimport base64import hashlibclass Idphoto:def __init__(self, appcode, timeout=7):self.appcode = appcodeself.timeout = timeoutself.make_idphoto_url = 'https://idp2.market.alicloudapi.com/idphoto/make'self.headers = {'Authorization': 'APPCODE ' + appcode,}def get_md5_data(self, body):"""md5加密:param body_json::return:"""md5lib = hashlib.md5()md5lib.update(body.encode("utf-8"))body_md5 = md5lib.digest()body_md5 = base64.b64encode(body_md5)return body_md5def get_photo_base64(self, file_path):with open(file_path, 'rb') as fp:photo_base64 = base64.b64encode(fp.read())photo_base64 = photo_base64.decode('utf8')return photo_base64def aiseg_request(self, url, data, headers):resp = requests.post(url=url, data=data, headers=headers, timeout=self.timeout)res = {"status_code": resp.status_code}try:res["data"] = json.loads(resp.text)return resexcept Exception as e:print(e)def make_idphoto(self, file_path, bk, spec="2"):"""证件照制作接口:param file_path::param bk::param spec::return:"""photo_base64 = self.get_photo_base64(file_path)body_json = {"photo": photo_base64,"bk": bk,"with_photo_key": 1,"spec": spec,"type": "jpg"}body = json.dumps(body_json)body_md5 = self.get_md5_data(body=body)self.headers.update({'Content-MD5': body_md5})data = self.aiseg_request(url=self.make_idphoto_url, data=body, headers=self.headers)return dataif __name__ == "__main__":file_path = "图片地址"idphoto = Idphoto(appcode="你的appcode")d = idphoto.make_idphoto(file_path, "red", "2")print(d) 3.3 实验结果与分析 原图片 背景为红色生成的证件照 背景为蓝色生成的证件照 另外尝试了使用柴犬照片做实验,也生成了证件照 原图 背景为红色生成的证件照 参考(可供参考的链接和引用文献) 1.参考:BiHand: Recovering Hand Mesh with Multi-stage Bisected Hourglass Networks(BMVC2020) 论文链接:https://arxiv.org/pdf/2008.05079.pdf 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/m0_37758063/article/details/131128967。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-07-11 23:36:51
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2023-01-31 14:48:26
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...4/article/details/127064376。 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。 目录 前言 一、构造函数 1.对象的初始化 2.构造函数的作用 3.带形参数的构造函数 (1)含义 (2)【例3.2】 4.用参数初始化表对数据成员初始化 5.构造函数的重载 (1)含义 (2)【例3.3】 (3)说明 6.使用默认参数值的构造函数 (1)含义 (2)格式 (3)【例3.4】 (4)说明 二、析构函数 1.含义 2.执行析构函数的时机 3.特征 4.【例3.5】包含构造函数和析构函数的C++程序 三、调用构造函数和析构函数的顺序 1.同一类存储类别的对象 2.全局范围内定义的对象 3.局部自动对象 4.静态局部对象 5.例 四、对象数组 1.含义 2.【例3.6】 五、对象指针 1.指向对象的指针 2.指向对象成员的指针 (1)含义 (2)指向对象公有数据成员的指针 (3)指向对象成员函数的指针 (4)【例3.7】有关对象指针的使用方法 3.this指针 六、共用数据的保护 1.常对象 2.常对象成员 (1)常数据成员 (2)常成员函数 3.指向对象的常指针 4.指向常对象的指针变量 5.对象的常引用 (1)含义 (2)格式 (3)【例3.8】对象的引用 6.const型数据小结 编辑 七、对象的动态建立与释放——动态建立对象 八、对象的赋值和复制 1.对象的赋值 (1)含义 (2)【例3.9】对象的赋值 (3)说明 2.对象的复制 (1)含义 (2)【例】用复制对象的方法创建Box类的对象(用默认复制构造函数) (3)说明 九、静态成员 1.静态数据成员 (1)定义格式 (2)特性 (3)说明 (4)【例3.10】引用静态数据成员 2.静态成员函数 (1)含义 (2)【例3.11】关于引用非静态成员和静态成员的具体方法 (3)【例】具有静态数据成员的point类 (4)静态成员函数举例 (5)具有静态数据、函数成员的Point类 (6)静态成员函数、静态数组及其初始化 十、友元 1.友元函数 (1)含义 (2)格式 (3)【例3.12】将普通函数声明为友元函数 (4)友元成员函数 2.友元类 十一、类模板 1.含义 2.定义类模板的格式 3.在类模板外定义成员函数的语法 4.使用类模板时,定义对象的格式 5.【例3.14】声明类模板,实现两个整数、浮点数和字符的比较,求出大数和小数 前言 通过第二章的学习,已经对类和对象有了初步了解。本章将对类和对象进行进一步讨论。 一、构造函数 如果定义一个变量,而程序未对其进行初始化的话,这个变量的值是不确定的,因为C和C++不会自觉地去为它赋值。与此相似,如果定义一个对象,而程序未对其数据成员进行初始化的话,这个对象的值也是不确定的。 1.对象的初始化 在定义一个类时,不能对其数据成员赋初值,因为类是一种类型,系统不会为它分配内存空间。在建立一个对象时,需要对其数据成员赋初值。如果一个数据成员未被赋初值,则它的值是不确定的。因为系统为对象分配内存时,保持了内存单元的原状,它就成为数据成员的初值。这个值是随机的。 C++提供了构造函数机制,用来为对象的数据成员进行初始化。在前面的学习中一直未讲这个概念,其实如果你未设计构造函数,系统在创建对象时,会自动提供一个默认的构造函数,而它只为对象分配内存空间其他什么也不做。 如果类中的所有数据成员是公有的,可以在定义对象时对其数据成员初始化。例如: class Time{public:int hour;int minute;int sec;};Time t1{15,36,26}; 在一个打括号内顺序列出各个公有数据成员的值,在两个值之间用逗号分隔。注意这只能用于数据成员都是共有的情况。 在前面的例子里,是用成员函数对对象的数据成员赋初值,如果一个类定义了多个对象,对每个对象都要调用成员函数对数据成员赋初值,那么程序就会变得繁琐,所以用成员函数为数据成员赋初值不是一个好办法。 2.构造函数的作用 构造函数用于为对象分配空间和进行初始化,它属于某一个类,可以由系统自动生成。也可以由程序员编写,程序员根据初始化的要求设计构造函数及函数参数。 构造函数是一种特殊的成员函数,在程序中不需要写调用语句,在系统建立对象时由系统自觉调用执行。 构造函数的特点: 构造函数的名字与它的类名必须相同 它没有类型,也不返回值 它可以带参数,也可以不带参数 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time() {hour = 0;minute = 0;sec = 0;}void set_time();void show_time();private:int hour;int minute;int sec;};int main() {Time t1;t1.set_time();t1.show_time();Time t2;t2.show_time();return 0;}void Time::set_time() {cin >> hour;cin >> minute;cin >> sec;}void Time::show_time() {cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;} 在类Time中定义了构造函数Time,它与所在的类同名。在建立对象时自动执行构造函数,该函数的作用是为对象中的每个数据成员赋初值0。注意只有执行构造函数时才能为数据成员赋初值。 程序运行时首先建立对象t1,并对t1中的数据成员赋初值0,然后执行t1.set_time函数,从键盘输入新值给对象t1的数据成员,再输出t1的数据成员的值。接着建立对象t2,同时对t2中的数据成员赋初值0,最后输出t2的数据成员的初值。程序运行情况如下: 也可以在类内声明构造函数然后在类外定义构造函数。将程序修改为Time();然后在类外定义构造函数: Time::Time() {hour = 0;minute = 0;sec = 0;} 关于构造函数的使用,说明如下: 什么时候调用构造函数?当函数执行到对象定义语句时建立对象,此时就要调用构造函数,对象就有了自己的作用域,对象的生命周期开始了。 构造函数没有返回值,因此不需要在定义中声明类型。 构造函数不需要显式地调用,构造函数是在建立对象时由系统自动执行的,且只执行以此。构造函数一般定义为public。 在构造函数中除了可以对数据成员赋初值,还可以使用其他语句。 如果用户没有定义构造函数,C++系统会自动生成一个构造函数,而这个函数体是空的,不执行初始化操作。 3.带形参数的构造函数 (1)含义 可以采用带形参数的构造函数,在调用不同对象的构造函数时,从外边将不同的数据传递给构造函数,实现不同对象的初始化。 构造函数的首部的一般格式为:构造函数名(类型 形参1,类型 形参2,……)。在定义对象时指定实参,定义对象的格式为:类名 对象名(实参1,实参2,……)。 (2)【例3.2】 有两个长方柱,其长、宽、高分别为:(1)12,25,30(2)15,30,21编写程序,在类中用带参数的构造函数,计算它们的体积。 分析:可以在类中定义一个计算长方体体积的成员函数计算对象的体积。 include<iostream>using namespace std;class Box{public:Box(int,int,int); //声明int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int h,int w,int len) //长方体构造函数{height=h;width=w;length=len;}int Box::volume() //计算长方体体积{return(heightwidthlength);}int main(){Box box1(12,25,30); //定义对象box1cout<<"box1体积="<<box1.volume()<<endl;Box box2(15,30,21); //定义对象box2cout<<"box2体积="<<box2.volume()<<endl;return 0;} 【注】 带形参的构造函数在定义对象时必须指定实参 用这种方法可以实现不同对象的初始化 4.用参数初始化表对数据成员初始化 C++提供了参数初始化表的方法对数据成员初始化。这种方法不必再构造函数内对数据成员初始化,在函数的首部就能实现数据成员初始化。 函数名(类型1 形参1,类型2 形参2): 成员名1(形参1),成员名2(形参2){ } 功能:执行构造函数时,将形参1的值赋予成员1,将形参2的值赋予成员2,形参的值由定义对象时的实参值决定。此时定义对象的格式依然是带实参的形式:类名 对象名(实参1,实参2); 例:定义带形参初始化表的构造函数 Box::Box(int h,int w,int len):height(h),width(w),length(len){}//定义对象:Box box1(12,25,30);//……Box box2(15,30,21); 5.构造函数的重载 (1)含义 构造函数也可以重载。一个类可以有多个同名构造函数,函数参数的个数、参数的类型各不相同。 (2)【例3.3】 在【例3.2】的基础上定义两个构造函数,其中一个无参数,另一个有参数 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box();Box(int h, int w, int len): height(h), width(w), length(len) {}int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box() {height = 10;width = 10;length = 10;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1;cout << "box1 体积" << box1.volume() << endl;Box box2(15, 30, 25);cout << "box2 体积" << box2.volume() << endl;return 0;} (3)说明 不带形参的构造函数为默认构造函数,每个类只有一个默认构造函数,如果是系统自动给的默认构造函数,其函数体是空的 虽然每个类可以包含多个构造函数,但是创建对象时,系统仅执行其中一个 6.使用默认参数值的构造函数 (1)含义 C++允许在构造函数里为形参指定默认值,如果创建对象时,未给出相应的实参时,系统将用形参的默认值为形参赋值。 (2)格式 函数名(类型 形参1=常数,类型 形参2=常数,……); (3)【例3.4】 将【例3.3】中的构造函数改用带默认值的参数,长、宽、高的默认值都是10 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int w = 10, int h = 10, int len = 10);int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int w, int h, int len) {height = h;width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1;cout << "box1 体积" << box1.volume() << endl;Box box2(15);cout << "box2 体积" << box2.volume() << endl;Box box3(15, 30);cout << "box3 体积" << box3.volume() << endl;Box box4(15, 30, 20);cout << "box4 体积" << box4.volume() << endl;return 0;} (4)说明 如果在类外定义构造函数,应该在声明构造函数时指定默认参数值,再定以函数时不再指定默认参数值 在声明构造函数时,形参名可以省略。例如:Box(int 10,int 10,int 10); 如果构造函数的所有形参都指定了默认值,在定义对象时,可以指定实参也可不指定实参。由于不指定实参也可以调用构造函数,因此全部形参都指定了默认值的构造函数也属于默认构造函数。为了避免歧义,不允许同时定义不带形参的构造函数和全部形参都指定默认值的构造函数。 不能同时使用重载构造函数和带默认值的构造函数 二、析构函数 1.含义 析构函数也是个特殊的成员函数,它的作用与构造函数相反,当对象的生命周期结束时,系统自动调用析构函数,收回对象占用的内存空间。 2.执行析构函数的时机 在一个函数内定义的对象当这个函数结束时,自动执行析构函数释放对象 static局部对象要到main函数结束或执行exit命令时才自动执行析构函数释放对象 全局对象(在函数外定义的对象)当main函数结束或执行exit命令时自动执行析构函数释放对象 如果用new建立动态对象,用delete时自动执行析构函数释放对象 3.特征 以~符号开始后跟类名 析构函数没有数据类型、返回值、形参。由于没有形参所以析构函数不能重载。一个类只有一个析构函数 如果程序员没有定义析构函数,C++编译系统会自动生成一个析构函数 【注】析构函数除了释放对象(资源)外,还可以执行程序员在最后一次适用对象后希望执行的任何操作。例如输出有关的信息。 4.【例3.5】包含构造函数和析构函数的C++程序 include <iostream>include <string>using namespace std;class Student {public:Student(int n, string nam, char s) {num = n;name = nam;sex = s;cout << "Constructor called." << endl;}~Student() {cout << "Destructor called." << endl;}void display() {cout << "num:" << num << endl;cout << "name:" << name << endl;cout << "sex:" << sex << endl;}private:int num;string name;char sex;};int main() {Student stud1(10010, "wang_li", 'f');stud1.display();Student stud2(10011, "zhang_han", 'm');stud2.display();return 0;}//main函数前声明的类其作用域是全局的 三、调用构造函数和析构函数的顺序 1.同一类存储类别的对象 一般情况下,调用析构函数的次序与调用构造函数的次序恰好相反:最先调用构造函数的对象,最后调用析构函数;最后调用构造函数的对象,最先调用析构函数。可简记为:先构造的后析构,后构造的先析构。它相当于一个栈,后进先出。 2.全局范围内定义的对象 在全局范围内定义的对象(在所有函数之外定义的对象),在文件中的所有函数(包括主函数)执行前调用构造函数。当主函数结束或执行exit函数时,调用析构函数。 3.局部自动对象 如果定义局部自动对象(在函数内定义对象),在创建对象时调用构造函数。如多次调用对象所在的函数,则每次创建对象时都调用构造函数。在函数调用结束时调用析构函数。 4.静态局部对象 如果在函数中定义静态局部对象,则在第一次调用该函数建立对象时调用构造函数,但在主函数结束或调用exit函数时才调用析构函数。 5.例 void fun(){student st1; //定义局部自动对象static student st2; //定义静态局部对象...} 对象st1是每次调用函数fun时调用构造函数。在函数fun结束时调用析构函数。 对象st2是第一次调用函数fun时调用构造函数,在函数fun结束时并不调用析构函数,到主函数结束时才调用析构函数 四、对象数组 1.含义 类是一种特殊的数据类型,它当然是C++的合法类型,自然可以定义对象数组。在一个对象数组中各个元素都是同类对象。例如一个班级有50个同学,每个学生有学号、年龄、成绩等属性,可以为这个班级建立一个对象数组,数组包括了50个元素:student std[50];。 可以这样建立构造函数:student::student(int 1001,int 18,int 60);。 在建立数组时,同样要调用构造函数。上面的数组有50个元素,要调用50次构造函数。如果构造函数有多个参数,C++要求:在等号后的花括号中为每个对象分别写出构造函数并指定实参。格式为: student st[n]={ student(实参1,实参2,实参3); …… student(实参1,实参2,实参3); }; 假定对象有三个数据成员:学号、年龄、成绩。下面定义有三个学生的对象数组: student st[3]={ student(1001,18,87); student(1002,19,76); student(1003,18,80); };//构造函数带实参 在建立对象数组时,分别调用构造函数,对每个对象初始化。每个元素的实参用括号括起来,实参的位置与构造函数形参的位置一一对应,不会混淆。 2.【例3.6】 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int h = 10, int w = 12, int len = 15): height(h), width(w), length(len) {} //int volume();private:int height;int width;int length;};int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box a[3] = {Box(10, 12, 15), Box(15, 18, 20), Box(16, 20, 26)};cout << "a[0]的体积是" << a[0].volume() << endl;cout << "a[1]的体积是" << a[1].volume() << endl;cout << "a[2]的体积是" << a[2].volume() << endl;return 0;}//每个数组元素是一个对象 五、对象指针 指针的含义是内存单元的地址,可以指向一般的变量,也可以指向对象。 1.指向对象的指针 对象要占据一片连续的内存空间,CPU实际都是按地址访问内存,所以对象在内存的其实地址是CPU确定对象在内存中位置的依据。这个起始地址称为对象指针。 C++的对象也可以参加取地址运算:&对象名。运算的结果是该对象的起始地址,也称对象的指针,要用与对象类型相同的指针变量保存运算的结果。 C++中定义对象的指针变量与定义其他的指针变量相似,格式如下:类名 变量名表。类名表示对象所属的类,变量名按标识符规则取名,两个变量名之间用逗号分隔。定义好指针变量后,必须先给赋予合法的地址后才能使用。 例如定义如下一个类: class Time {public:Time() {hour = 0;minute = 0;sec = 0;}void set_time();void show_time();private:int hour;int minute;int sec;};void Time::set_time() {cin >> hour;cin >> minute;cin >> sec;}void Time::show_time() {cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;} 在此基础上,有如下语句: Time pt; //定义pt是指向Time类对象的指针Time t1; //定义Time类对象t1pt=&t1; //将对象t1的地址赋予pt 程序在此基础上就可以用指针变量访问对象的成员。 (pt).hour;pt->hour;(pt).show_time();pt->show_time(); 2.指向对象成员的指针 (1)含义 对象由成员组成。对象占据的内存区是各个数据成员占据的内存区的总和。对象成员也有地址,即指针。这指针分指向数据成员的指针和指向成员函数的指针。 (2)指向对象公有数据成员的指针 定义数据成员的指针变量:数据类型 指针变量名(这里的数据类型是数据成员的数据类型) 计算公有数据成员的地址:&对象名.成员名 Time t1;int p1; //定义一个指向整型数据的指针变量p1=&t1.hour; //假定hour是公有成员cout<<p1<<endl; (3)指向对象成员函数的指针 定义指向成员函数的指针变量:数据类型(类名::变量名)(形参表); 数据类型是成员函数的类型;类名是对象所属的类;变量名按标识符取名;形参表:指定成员函数的形参表(形参个数、类型) 取成员函数的地址:&类名::成员函数名 给指针变量赋初值:指针变量名=&类名::成员函数名; 用指针变量调用成员函数:(对象名.指针变量名)([实参表]); 对象名:指定调用成员函数的对象;:明确其后的是一个指针变量;实参表:与成员函数的形参表对应,如无形参,可以省略实参表 (4)【例3.7】有关对象指针的使用方法 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);int hour;int minute;int sec;void get_time();};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}void Time::get_time() {cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;}int main() {Time t1(10, 13, 56);int p1 = &t1.hour; //定义指向数据成员的指针p1cout << p1 << endl;t1.get_time(); //调用成员函数Time p2 = &t1; //定义指向对象t1的指针p2p2->get_time(); //用对象指针调用成员函数void(Time::p3)(); //定义指向成员函数的指针p3 = &Time::get_time; //给成员函数的指针赋初值(t1.p3)(); //用指向成员函数的指针调用成员函数return 0;} 【注】代码的34,35行可合并为:void(Time::p3)=&Time::get_time; 3.this指针 一个类的成员函数只有一个内存拷贝。类中不论哪个对象调用某个成员函数,调用的都是内存中同一个成员函数代码。例如Time类一个成员函数: void Time::get_time(){cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;}t1.get_time();t2.get_time(); 当不同对象的成员函数访问数据成员时,怎么保证访问的就是指定对象的数据成员?其实每个成员函数中都包含一个特殊的指针,他的名字是this指针。它是指向本类对象的指针。当对象调用成员函数时,它的值就是该对象的起始地址。所以为了区分不同对象访问成员函数,语法要求的调用成员函数的格式是:对象名.成员函数名(实参表)。从语法上明确是对象名所指的对象调用成员函数。This指针是隐式使用的,在调用成员函数时C++把对象的地址作为实参传递给this指针。例如成员函数定义如下: int Box::volume(){return(heightwidthlength);} C++编译成: int Box::volume(this){return(this->heightthis->widththis->length);} 对于计算长方体体积的成员函数volume,当对象调用它时,就把对象地址给this指针,编译程序将的地址作为实参调用成员函数:a.volume(&a);。实际上函数是计算(this->height)(this->width)(this->length),这时就等价计算(a.height)(a.width)(a.length)。 可以用(this)表示调用成员函数的对象。(this)就是this所指的对象。如前面的计算长方体体积的函数中return语句可以写成:return((this).height(this).width(this).length);注意,this两侧的括号不能省略。 C++通过编译程序,在对象调用成员函数时,把对象的地址赋予this指针,用this指针指向对象,实现了用同一个成员函数访问不同对象的数据成员。 六、共用数据的保护 如果既希望数据在一定范围内共享,又不愿它被随意修改,从技术上可以把数据指定为只读型的。C++提供const手段,将数据、对象、成员函数指定为常量,从而实现了只读要求,达到保护数据的目的。 1.常对象 定义格式: const 类名 对象名(实参表);或 类名 const 对象名(实参表); 把对象定义为常对象,对象中的数据成员就是常变量,在定义时必须带实参作为数据成员的初值,在程序中不允许修改常对象的数据成员值。 如果一个常对象的成员函数未被定义为常成员函数(除构造函数和析构函数外),则对象不能调用这样的函数。 const Time t1(10,16,36);t1.get_time();//错误,不能调用 为了访问常对象中的数据成员,要定义常成员函数。 void get_time() const 如果在常对象中要修改某个数据成员,C++提供了指定可变的数据成员方法。 格式:mutable 类型 数据成员 在定义数据成员时加mutable后,将数据成员声明为可变的数据成员,就可以用声明为const的成员函数修改它的值。 2.常对象成员 可以在声明普通对象时将数据成员或成员函数声明为常数据成员或常成员函数。 (1)常数据成员 格式: const 类型 数据成员名 将类中的数据成员定义为具有只读的性质。注意只能通过带参数初始表的构造函数对常数据成员进行初始化。例如: const int hour;Time::Time(int h){hour=h;...//错误}Time::Time(int h):hour(h){}//正确 在类中声明了某个常数据成员后,该类中每个对象的这个数据成员的值都是只读的,而每个对象的这个数据成员的值可以不同,由定义对象时给出。 (2)常成员函数 定义格式:类型 函数名 (形参表)const const是函数类型的一部分,在声明函数原型和定义函数时都要用const关键字。 【注1】const是函数类型的一个组成部分,因此在函数的实现部分也要使用关键字const。常成员函数不能修改对象的数据成员,也不能调用该类中没有由关键字const修饰的成员函数,从而保证了在常成员函数中不会修改数据成员的值。如果一个对象被说明为常对象,则通过该对象只能调用它的常成员函数。 【注2】一般成员函数可以访问或修改本类中非const数据成员。而常成员函数只能读本类中的数据成员,而不能写他们。 数据成员 非const成员函数 const成员函数 非const的数据成员 可以引用,也可以改变值 可以引用,但不可以改变值 const数据成员 可以引用,但不可以改变值 可以引用,但不可以改变值 const对象的数据成员 不允许引用和改变值 可以引用,但不可以改变值 常成员函数的使用: 如果类中有部分数据成员的值要求为只读,可以将它们声明为const,这样成员函数只能读这些数据成员的值,但不能修改它们的值 如果所有数据成员的值为只读,可将对象声明为const,在类中必须声明const成员函数,常对象只能通过常成员函数读数据成员 常对象不能调用非const成员函数 【注】如果常对象的成员函数未加const,编译系统将其当作非const成员函数;常成员函数不能调用非const成员函数 3.指向对象的常指针 如果在定义指向对象的指针时,使用了关键字const,他就是一个常指针,必须在定义时对其初始化,并且在程序运行中不能再修改指针的值。 格式:const 指针变量名=对象地址 Time t1(10,12,15),t2;Time const p1=&t1;//在此后,不能修改p1Time const p1=&t2;//错误语句 指向对象的常指针,在程序运行中始终指向的是同一个对象。即指针变量的值始终不变,但它所指对象的数据成员值可以修改。当需要将一个指针变量固定地与一个对象相联系时,就可将指针变量指定为const。往往用常指针作为函数的形参,目的是不允许在函数中修改指针变量的值,让它始终指向原来的对象。 4.指向常对象的指针变量 5.对象的常引用 (1)含义 前面学过引用是传递参数的有效方法。用引用形参时,形参变量与实参变量是同一个变量,在函数内修改引用形参也就是修改实参变量。如果用引用形参又不想让函数修改实参,可以使用常引用机制。 (2)格式 const 类名 &形参变量名 (3)【例3.8】对象的引用 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);int hour;int minute;int sec;};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}void fun(Time &t) {t.hour = 18;}int main() {Time t1(10, 13, 56);fun(t1);cout << t1.hour << endl;return 0;} //如果用引用形参又不想让函数修改实参,可以使用常引用机制include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);void fun(int &t) {hour = t;t = 18;}int hour;int minute;int sec;};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}int main(int argc, char argc[]) {int x = 15;Time t1(10, 13, 56);t1.fun(x);cout << t1.hour << endl;cout << x << endl;return 0;} 6.const型数据小结 七、对象的动态建立与释放——动态建立对象 C++提供了new和delete运算符,实现动态分配、回收内存。他们也可以用来动态建立对象和释放对象。 格式:new 类名; 功能:在堆里分配内存,建立指定类的一个对象。如果分配成功,将返回动态对象的起始地址(指针);如不成功,返回0.为了保存这个指针,必须事先建立以类名为类型的指针变量。 格式:类名 指针变量名 Box pt;pt=new Box;//如果分配成功,就可以用指针变量pt访问动态对象的数据成员cout<<pt->height;cout<<pt->volume(); 当不再需要使用动态变量时,必须用delete运算符释放内存。 格式:delete 指针变量(存放的是用new运算返回的指针) 八、对象的赋值和复制 1.对象的赋值 (1)含义 如果一个类定义了两个或多个对象,则这些同类对象之间可以相互赋值。这里所指的对象的值含义是对象中所有数据成员的值。对象1、对象2都是已建立好的同类对象。 格式:对象1=对象2; (2)【例3.9】对象的赋值 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int = 10, int = 10, int = 10);int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int h, int w, int len) {height = h;width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1(15, 30, 25), box2;cout << "box1 体积=" << box1.volume() << endl;box2 = box1;cout << "box2 体积=" << box2.volume() << endl;return 0;} (3)说明 对象的赋值只对数据成员操作 数据成员中不能含有动态分配的数据成员 2.对象的复制 (1)含义 对象赋值的前提是对象1和对象2是已经建立的对象。C++还可以按照一个对象克隆出另一个对象(从无到有),这就是复制对象。复制对象是创建对象的另一种方法(以前学过的是定义对象)。创建对象必须调用构造函数,复制对象要调用复制构造函数。以Box类为例,复制构造函数的形式是: Box::Box(const Box &b){height=b.height;width=b.width;length=b.length;} 复制构造函数只有一个参数,这个参数是本类的对象,且采用引用对象形式。为了防止修改数据,加const限制。构造函数的内容就是将实参对象的数据成员值赋予新对象对应的数据成员,如果程序中未定义复制构造函数,编译系统将提供默认的复制构造函数,复制类中的数据成员。 复制对象有两种格式: 类名 对象2(对象1);按对象1复制对象2 类名 对象2=对象1,对象3=对象1,……按对象1复制对象2、对象3 (2)【例】用复制对象的方法创建Box类的对象(用默认复制构造函数) //include "stdafx.h"include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int = 10, int = 10, int = 10);int volume();private:int height;int width;int length;};Box::Box(int h, int w, int len) {height = h;width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int main() {Box box1(15, 30, 25);cout << "box1 体积=" << box1.volume() << endl;//Box box2=box1,box3=box2;Box box2(box1), box3(box2);cout << "box2 体积=" << box2.volume() << endl;cout << "box3 体积=" << box3.volume() << endl;return 0;} (3)说明 在以下情况调用复制构造函数: 在程序里用复制对象格式创建对象 当函数的参数是对象。调用函数时,需要将实参对象复制给形参对象,在此系统将调用复制构造函数 void fun(Box b){...}int main(){Box box1(12,15,18);fun(box1);return 0;} 在函数返回值是类的对象时,需要将函数里的对象复制一个临时对象当作函数值返回 Box f(){Box box1(12,15,18);return box1;}int main(){Box box2;box2=f();} 九、静态成员 C++用const保护数据对象不被修改,在实际中还需要共享数据,C++怎样提供数据共享机制?C++静态成员、友元实现对象之间、类之间的数据共享。 1.静态数据成员 (1)定义格式 static 类型 数据成员名 class Box{public:Box(int=10,int=10,int=10);int volume();private:static int height;int width;int length;}; (2)特性 设Box有n个对象box1..boxn。这n个对象的height成员在内存中共享一个整型数据空间。如果某个对象修改了height成员的值,其他n-1个对象的height成员值也被改变,从而达到n个对象共享height成员值的目的。 (3)说明 由于一个类的所有对象共享静态数据成员,所以不能用构造函数为静态数据成员初始化,只能在类外专门对其初始化。如果程序未对静态数据成员赋初值,则编译系统自动用0为它赋初值 格式:数据类型 类名::静态数据成员名=初值; 即可已用对象名引用静态成员,也可以用类名引用静态成员 静态数据成员在对象外单独开辟内存空间,只要在类中定义了静态成员,即使不定义对象,系统也为静态成员分配内存空间,可以被引用 在程序开始时为静态成员分配内存空间,直到程序结束才释放内存空间 静态数据成员作用域是它的类的作用域(如果在一个函数内定义类,他的静态数据成员作用域就是这个函数)在此范围内可以用“类名::静态成员名”的形式访问静态数据成员 (4)【例3.10】引用静态数据成员 include <iostream>using namespace std;class Box {public:Box(int, int);int volume();static int height;int width;int length;};Box::Box(int w, int len) {width = w;length = len;}int Box::volume() {return (height width length);}int Box::height = 10;int main() {Box a(15, 20), b(25, 30);cout << a.height << endl;cout << b.height << endl;cout << Box::height << endl;cout << a.volume() << endl;cout << b.volume() << endl;return 0;} 2.静态成员函数 (1)含义 C++提供静态成员函数,用它访问静态数据成员,静态成员函数不属于某个对象而属于类。 类中的非静态成员函数可以访问类中所有数据成员;而静态成员函数可以直接访问类的静态成员,不能直接访问非静态成员。 静态成员函数定义格式: static 类型 成员函数(形参表){……} 调用公有静态成员函数格式: 类名::成员函数(实参表) 引用方式 静态数据成员 非静态数据成员 静态成员函数 成员名 对象名.成员名 非静态成员函数 成员名 成员名 【注】静态成员函数不带this指针,所以必须用对象名和成员运算符.访问非静态成员;而普通成员函数有this指针,可以在函数中直接引用成员名。 (2)【例3.11】关于引用非静态成员和静态成员的具体方法 class Student {private:int num;int age;float score;static float sum;static int count;public:Student(int, int, int);void total();static float average();};Student::Student(int m, int a, int s) {num = m;age = a;score = s;}void Student::total() {sum += score;count++;}float Student::average() {return (sum / count);}float Student::sum = 0;int Student::count = 0;int main() {Student stud[3] = {Student(1001, 18, 70), Student(1002, 19, 79), Student(1005, 20, 98)};int n;cout << "请输入学生的人数:";cin >> n;for (int i = 1; i < n; i++)stud[i].total();cout << n << "个学生的平均成绩是:"cout << Student::average() << endl;return 0;} (3)【例】具有静态数据成员的point类 include <iostream>using namespace std;class Point {private:int X, Y;static int countP;public:Point(int xx = 0, int yy = 0) {X = xx;Y = yy;countP++;}Point(Point &p); //复制构造函数int GetX() {return X;}int GetY() {return Y;}int GetC() {cout << "Object id=" << countP << endl;return 0;} };Point::Point(Point &p) {X = p.X;Y = p.Y;countP++;}int Point::countP = 0;int main() {Point A(4, 5);cout << "Point A," << A.GetC() << "," << A.GetY();A.GetC();Point B(A);cout << "Point B," << B.GetC() << "," << B.GetY();B.GetC();return 0;} (4)静态成员函数举例 include <iostream>using namespace std;class application {private:static int global;public:static void f();static void g();};int application::global = 0;void application::f() {global = 5;}void application::g() {cout << global << endl;}int main() {application::f();application::g();return 0;} class A{private:int x; //非静态成员public:static void f(A a);};void A::f(A a){cout<<x; //对x的引用是错误的cout<<a.x; //正确} (5)具有静态数据、函数成员的Point类 include <iostream>using namespace std;class Point { //point类声明private: //私有数据成员int X, Y;static int countP;public: //外部接口Point(int xx = 0, int yy = 0) {X = xx;Y = yy;countP++;}Point(Point &p); //复制构造函数int GetX() {return X;}int GetY() {return Y;}static int GetC() {cout << "Object id=" << countP << endl;return 0;} };Point::Point(Point &p) {X = p.X;Y = p.Y;countP++;}int Point::countP = 0;int main() //主函数实现{ Point A(4, 5); //声明对象Acout << "Point A," << A.GetC() << "," << A.GetY();A.GetC(); //输出对象号,对象名引用Point B(A); //声明对象Bcout << "Point B," << B.GetC() << "," << B.GetY();Point::GetC(); //输出对象号,类名引用return 0;} (6)静态成员函数、静态数组及其初始化 include <iostream>include <stdio.h>using namespace std;class A {static int a[20];int x;public:A(int xx = 0) {x = xx;}static void in();static void out();void show() {cout << "x=" << x << endl;} };int A::a[20] = {0, 0};void A::in() {cout << "input a[20]:" << endl;for (int i = 0; i < 20; ++i)cin >> a[i];}void A::out() {for (int i = 0; i < 20; ++i)cout << "a[" << i << "]=" << a[i] << endl;}int main() {A::in();A::out();A a;a.out();a.show();return 0;} 十、友元 除了在同类对象之间共享数据外,类和类之间也可以共享数据。类的私有成员只能被类的成员函数访问,但是有时需要在类的外部访问类的私有成员,C++通过友元的手段实现这一特殊要求。友元可以是不属于任何类的一般函数,也可以是另一个类的成员函数,还可以是整个的一个类(这个类中的所有成员函数都可以成为友元函数)。 友元是C++提供的一种破坏数据封装和数据隐藏的机制。为了保证数据的完整性及数据封装与隐藏的原则,建议尽量不使用或少使用友元。 1.友元函数 (1)含义 如果在A类外定义一个函数(它可以是另一个类的成员函数,也可以是一个普通函数),在A类中声明该函数是A的友元函数后,这个函数就能访问A类中的所有成员。 (2)格式 friend 类型 类1::成员函数x(类2 &对象); friend 类型 函数y(类2 &对象); //类1是另一个类的类名,类2是本类的类名 功能:第一种形式在类2中声明类1的成员函数x为友元函数。第二种形式在类2中声明一个普通函数y是友元函数。 友元函数内访问对象的格式: 对象名.成员名 因为友元不是成员函数,它不属于类,所以它访问对象时必须冠以对象名。定义友元函数时形参通过定义引用对象,这样在友元函数内就能访问实参对象了。 (3)【例3.12】将普通函数声明为友元函数 include <iostream>using namespace std;class Time {public:Time(int, int, int);friend void display(Time &);private:int hour;int minute;int sec;};Time::Time(int h, int m, int s) {hour = h;minute = m;sec = s;}void display(Time &t) {cout << t.hour << ":" << t.minute << ":" << t.sec << endl;}int main() {Time t1(10, 13, 56);display(t1);return 0;} 【例】使用友元函数计算两点距离 include <iostream>include <cmath>using namespace std;class Point {public:Point(int xx = 0, int yy = 0) {X = xx;Y = yy;}int GetX() {return X;}int GetY() {return Y;}friend double Distance(Point &a, Point &b);private:int X, Y;};double Distance(Point &a, Point &b) {double dx = a.X - b.X;double dy = b.Y - b.Y;return sqrt(dx dx + dy dy);}int main() {Point p1(3.0, 5.0), p2(4.0, 6.0);double d = Distance(p1, p2);cout << "The distance is " << d << endl;return 0;} include <iostream>include <math.h>using namespace std;class TPoint {private:double x, y;public:TPoint(double a, double b) {x = a;y = b;cout << "点:(" << x << "," << y << ")" << endl;}friend double distance(TPoint &a, TPoint &b) {return sqrt((a.x - b.x) (a.x - b.x) + (a.y - b.y) (a.y - b.y));} };int main(int argc, char argv[]) {TPoint myp1(2.1, 1.3), myp2(5.4, 6.5);cout << "两点之间的距离为:";cout << distance(myp1, myp2) << endl;return 0;} (4)友元成员函数 【例3.13】将成员函数声明为友元函数 例子中有两个类Time和Date。其中Time类里定义了成员函数void display(Date &),他除了显示时间外还要显示日期,这个日期通过引用形参访问。在Date类中将Time类的display成员函数定义为友元函数,允许display访问Date类的所有私有数据成员。 include <iostream>using namespace std;class Date;class Time {private:int hour;int minute;int sec;public:Time(int, int, int);void display(const Date &);};class Date {private:int month;int day;int year;public:Date(int, int, int);friend void Time::display(const Date &);};Time::Time(int h, int m, int s) hour = h;minute = m;sec = s;}void Time::display(const Date &da) {cout << da.month << "/" << da.day << "/" << da.year << endl;cout << hour << ":" << minute << ":" << sec << endl;}Date::Date(int m, int d, int y) {month = m;day = d;year = y;}int main() {Time t1(10, 13, 56);Date d1(12, 25, 2004);t1.display(d1);return 0;} 【注1】友元是单向的,此例中声明Time的成员函数display是Date类的友元,允许它访问Date类的所有成员,但不等于说Date类的成员函数也是Time类的友元。 【注2】一个函数(包括普通函数和成员函数)可以被多个类声明为“朋友”,这样就可以引用多个类中的私有数据 【注3】例如可以将例3.13程序中的display函数作为类外的普通函数,分别在Time和Date类中将display声明为友元。Display就可以分别引用Time和Date类的对象的私有数据成员。输出年月日和时分秒。 2.友元类 C++允许将一个类声明为另一个类的友元。假定A类是B类的友元类,A类中所有的成员函数都是B类的友元函数,在B类中声明A类为友元类的格式:friend A; 【注1】友元关系是单向的,不是双向的 【注2】友元关系不能传递 【注3】实际中一般不把整个类声明友元类,而只是将确有需要的成员函数声明为友元函数 include <iostream>include <math.h>using namespace std;class B;class A {private:int x;public:A() {x = 3;}friend class B;};class B {public:void disp1(A temp) {temp.x++;cout << "disp1:x" << temp.x << endl;}void disp2(A temp) {temp.x--;cout << "disp2:x" << temp.x << endl;} };int main(int argc, char argv[]) {A a;B b;b.disp1(a);b.disp2(a);return 0;} class Student; //前向声明,类名声明class Teacher{privated:int noOfStudents;Student pList[100];public:void assignGrades(Student &s); //赋成绩void adjustHours(Student &s); //调整学时数};class Student{privated:int hours;float gpa;public:friend class Teacher;};void Teacher::assignGrades(Student &s){...};void Teacher::adjustHours(Student &s){...}; //函数定义必须在Student定义之后 十一、类模板 1.含义 对于功能相同而只是数据类型不同的函数,不必须定义出所有函数,我们定义一个可对任何类型变量操作的函数模板。对于功能相同的类而数据类型不同,不必定义出所有类,只要定义一个可对任何类进行操作的类模板。 例如定义比较两个整数的类和比较两个浮点数的类,这两个类做的工作是相似的,所以可以用类模板,减少工作量。 class Compare_int{private:int x,y;public:Compare_int(int a,int b){x=a;y=b;}int max(){return (x>y)?x:y;}int min(){return (x<y)?x:y;} };class Compare_float{private:float x,y;public:Compare_float(float a,float b){x=a;y=b;}float max(){return (x>y)?x:y;}float min(){return (x<y)?x:y;} }; 2.定义类模板的格式 template <class 类型参数名> class 类模板名 {……} 类型参数名:按标识符取名。如有多个类型参数,每个类型参数都要以class为前导,两个类型参数之间用逗号分隔 类模板名:按标识符取名 类模板{...}内定义数据成员和成员函数的规则:用类型参数作为数据类型,用类模板名作为类 template<class numtype>class Compare{private:numtype x,y;public:Compare(numtype a,numtype b){x=a,y=b;}numtype max(){return (x>y)?x:y;}numtype min(){return (x<y)?x:y;} }; 3.在类模板外定义成员函数的语法 类型参数 类模板名<类型参数>::成员函数名(形参表){……} 例如在类模板外定义max和min成员函数 template<class numtype>class Compare{public:Compare(numtype a,numtype b){x=a,y=b;}numtype max();numtype min();private:numtype x,y;};numtype Compare<numtype>::max(){return(x>y)?x:y;}numtype Compare<numtype>::min(){return(x<y)?x:y;} 4.使用类模板时,定义对象的格式 类模板名 <实际类型名>对象名; 类模板名 <实际类型名>对象名(实参表); 例如:Compare <int>cmp2(4,7) 在编译时, 编译系统用int取代类模板中的类型参数numtype,就把类模板具体化了。这时Compare<int>将相当于Compare_int类。 5.【例3.14】声明类模板,实现两个整数、浮点数和字符的比较,求出大数和小数 include <iostream>using namespace std;template<class numtype>class Compare {private:numtype x, y;public:Compare(numtype a, numtype b) {x = a;y = b;}numtype max() {return (x > y) ? x : y;}numtype min() {return (x < y) ? x : y;} };int main() {Compare<int>cmp1(3, 7);cout << cmp1.max() << "是两个整数中的大数." << endl;cout << cmp1.min() << "是两个整数中的小数." << endl;Compare<float>cmp2(45.78, 93.6);cout << cmp2.max() << "是两个浮点数中的大数." << endl;cout << cmp2.min() << "是两个浮点数中的小数." << endl;Compare<char>cmp3('a', 'A');cout << cmp3.max() << "是两个字符中的大者." << endl;cout << cmp3.min() << "是两个字符中的小者." << endl;return 0;} 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/m0_72318954/article/details/127064376。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2024-01-29 12:38:23
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Collections.sort底层排序方式 负载均衡的原理设计模式与重构,谈谈你对重构的理解 谈谈redis相关的集群有哪些成熟方案? 再谈谈一致hash算法(redis)? 数据库索引,B+树的特性和建树过程 Mysql相关的行锁,表锁;乐观锁,悲观锁 谈谈多线程和并发工具的使用 谈谈redis的架构和组件 Redis的数据一致性问题(分布式多节点环境&单机环境) Docker容器 1.3 Java中间件三面 技术三面考察范围: 主要谈到了高并发的实现方案 以及中间件:redis、rocketmq、kafka等的架构设计思路 最后问了平时怎么提升技术的技术 三面题目 高并发情况下,系统是如何支撑大量的请求的? 接着上面的问题,延伸到了中间件,kafka、redis、rocketmq、mycat等设计思路和适用场景等 最近上过哪些技术网站;最近再看那些书。 工作和生活中遇见最大的挑战,怎么去克服? 未来有怎样的打算 1.4 Java中间件四面 最后,你懂的,主要就是HR走流程了,主要问了未来的职业规划。 02 头条Java后台3面 2.1 头条一面 讲讲jvm运行时数据库区 讲讲你知道的垃圾回收算法 jvm内存模型jmm 内存泄漏与内存溢出的区别 select、epool 的区别?底层的数据结构是什么? mysql数据库默认存储引擎,有什么优点 优化数据库的方法,从sql到缓存到cpu到操作系统,知道多少说多少 什么情景下做分表,什么情景下做分库 linkedList与arrayList区别 适用场景 array list是如何扩容的 volatile 关键字的作用?Java 内存模型? java lock的实现,公平锁、非公平锁 悲观锁和乐观锁,应用中的案例,mysql当中怎么实现,java中的实现 2.2 头条二面 Java 内存分配策略? 多个线程同时请求内存,如何分配? Redis 底层用到了哪些数据结构? 使用 Redis 的 set 来做过什么? Redis 使用过程中遇到什么问题? 搭建过 Redis 集群吗? 如何分析“慢查询”日志进行 SQL/索引 优化? MySQL 索引结构解释一下?(B+ 树) MySQL Hash 索引适用情况?举下例子? 2.3 头条三面 如何保证数据库与redis缓存一致的Redis 的并发竞争问题是什么? 如何解决这个问题? 了解 Redis 事务的 CAS 方案吗? 如何保证 Redis 高并发、高可用? Redis 的主从复制原理,以及Redis 的哨兵原理? 如果让你写一个消息队列,该如何进行架构设计啊?说一下你的思路。 MySQL数据库主从同步怎么实现? 秒杀模块怎么设计的,如何压测,抗压手段 03 今日头条Java后台研发三面 3.1 一面 concurrent包下面用过哪些? countdownlatch功能实现 synchronized和lock区别,重入锁thread和runnable的区别 AtomicInteger实现原理(CAS自旋) java并发sleep与wait、notify与notifyAll的区别 如何实现高效的同步链表 java都有哪些加锁方式(synchronized、ReentrantLock、共享锁、读写锁等) 设计模式(工厂模式、单例模式(几种情况)、适配器模式、装饰者模式) maven依赖树,maven的依赖传递,循环依赖 3.2 二面 synchronized和reentrantLock的区别,synchronized用在代码快、方法、静态方法时锁的都是什么? 介绍spring的IOC和AOP,分别如何实现(classloader、动态代理)JVM的内存布局以及垃圾回收原理及过程 讲一下,讲一下CMS垃圾收集器垃圾回收的流程,以及CMS的缺点 redis如何处理分布式服务器并发造成的不一致OSGi的机制spring中bean加载机制,bean生成的具体步骤,ioc注入的方式spring何时创建- applicationContextlistener是监听哪个事件? 介绍ConcurrentHashMap原理,用的是哪种锁,segment有没可能增大? 解释mysql索引、b树,为啥不用平衡二叉树、红黑树 Zookeeper如何同步配置 3.3 三面 Java线程池ThreadPoolEcecutor参数,基本参数,使用场景 MySQL的ACID讲一下,延伸到隔离级别 dubbo的实现原理,说说RPC的要点 GC停顿原因,如何降低停顿? JVM如何调优、参数怎么调? 如何用工具分析jvm状态(visualVM看堆中对象的分配,对象间的引用、是否有内存泄漏,jstack看线程状态、是否死锁等等) 描述一致性hash算法 分布式雪崩场景如何避免? 再谈谈消息队列 04 抖音Java 三面 4.1 一面: hashmap,怎么扩容,怎么处理数据冲突? 怎么高效率的实现数据迁移? Linux的共享内存如何实现,大概说了一下。 socket网络编程,说一下TCP的三次握手和四次挥手同步IO和异步IO的区别? Java GC机制?GC Roots有哪些? 红黑树讲一下,五个特性,插入删除操作,时间复杂度? 快排的时间复杂度,最坏情况呢,最好情况呢,堆排序的时间复杂度呢,建堆的复杂度是多少 4.2 二面: 自我介绍,主要讲讲做了什么和擅长什么 设计模式了解哪些? AtomicInteger怎么实现原子修改的? ConcurrentHashMap 在Java7和Java8中的区别? 为什么Java8并发效率更好?什么情况下用HashMap,什么情况用ConcurrentHashMap? redis数据结构? redis数据淘汰机制? 4.3 三面(约五十分钟): mysql实现事务的原理(MVCC) MySQL数据主从同步是如何实现的? MySQL索引的实现,innodb的索引,b+树索引是怎么实现的,为什么用b+树做索引节点,一个节点存了多少数据,怎么规定大小,与磁盘页对应。 如果Redis有1亿个key,使用keys命令是否会影响线上服务? Redis的持久化方式,aod和rdb,具体怎么实现,追加日志和备份文件,底层实现原理的话知道么? 遇到最大困难是什么?怎么克服? 未来的规划是什么? 你想问我什么? 05 百度三面 5.1 百度一面 自我介绍 Java中的多态 为什么要同时重写hashcode和equals Hashmap的原理 Hashmap如何变线程安全,每种方式的优缺点 垃圾回收机制 Jvm的参数你知道的说一下 设计模式了解的说一下啊 手撕一个单例模式 手撕算法:反转单链表 手撕算法:实现类似微博子结构的数据结构,输入一系列父子关系,输出一个类似微博评论的父子结构图 手写java多线程 手写java的soeket编程,服务端和客户端 手撕算法: 爬楼梯,写出状态转移方程 智力题:时针分针什么时候重合 5.2 百度二面(现场) 自我介绍 项目介绍 服务器如何负载均衡,有哪些算法,哪个比较好,一致性哈希原理,怎么避免DDOS攻击请求打到少数机器。 TCP连接中的三次握手和四次挥手,四次挥手的最后一个ack的作用是什么,为什么要time wait,为什么是2msl。 数据库的备份和恢复怎么实现的,主从复制怎么做的,什么时候会出现数据不一致,如何解决。 Linux查看cpu占用率高的进程 手撕算法:给定一个数字三角形,找到从顶部到底部的最小路径和。每一步可以移动到下面一行的相邻数字上。 然后继续在这个问题上扩展 求出最短那条的路径 递归求出所有的路径 设计模式讲一下熟悉的 会不会滥用设计模式 多线程条件变量为什么要在while体里 你遇到什么挫折,怎么应对和处理 5.3 百度三面(现场) 自我介绍 项目介绍 Redis的特点 Redis的持久化怎么做,aof和rdb,有什么区别,有什么优缺点。 Redis使用哨兵部署会有什么问题,我说需要扩容的话还是得集群部署。 说一下JVM内存模型把,有哪些区,分别干什么的 说一下gc算法,分代回收说下 MySQL的引擎讲一下,有什么区别,使用场景呢 分布式事务了解么 反爬虫的机制,有哪些方式 06 蚂蚁中间件团队面试题 6.1 蚂蚁中间件一面: 自我介绍 JVM垃圾回收算法和垃圾回收器有哪些,最新的JDK采用什么算法。 新生代和老年代的回收机制。 讲一下ArrayList和linkedlist的区别,ArrayList与HashMap的扩容方式。 Concurrenthashmap1.8后的改动。 Java中的多线程,以及线程池的增长策略和拒绝策略了解么。 Tomcat的类加载器了解么 Spring的ioc和aop,Springmvc的基本架构,请求流程。 HTTP协议与Tcp有什么区别,http1.0和2.0的区别。 Java的网络编程,讲讲NIO的实现方式,与BIO的区别,以及介绍常用的NIO框架。 索引什么时候会失效变成全表扫描 介绍下分布式的paxos和raft算法 6.2 蚂蚁中间件二面 你在项目中怎么用到并发的。 消息队列的使用场景,谈谈Kafka。 你说了解分布式服务,那么你怎么理解分布式服务。 Dubbo和Spring Clound的区别,以及使用场景。 讲一下docker的实现原理,以及与JVM的区别。 MongoDB、Redis和Memcached的应用场景,各自优势 MongoDB有事务吗 Redis说一下sorted set底层原理 讲讲Netty为什么并发高,相关的核心组件有哪些 6.3 蚂蚁中间件三面 完整的画一个分布式集群部署图,从负载均衡到后端数据库集群。 分布式锁的方案,Redis和Zookeeper哪个好,如果是集群部署,高并发情况下哪个性能更好。 分布式系统的全局id如何实现。 数据库万级变成亿级,你如何来解决。 常见的服务器雪崩是由什么引起的,如何来防范。 异地容灾怎么实现 常用的高并发技术解决方案有哪些,以及对应的解决步骤。 07 京东4面(Java研发) 7.1 一面(基础面:约1小时) 自我介绍,主要讲讲做了什么和擅长什么 springmvc和spring-boot区别 @Autowired的实现原理 Bean的默认作用范围是什么?其他的作用范围? 索引是什么概念有什么作用?MySQL里主要有哪些索引结构?哈希索引和B+树索引比较? Java线程池的原理?线程池有哪些?线程池工厂有哪些线程池类型,及其线程池参数是什么? hashmap原理,处理哈希冲突用的哪种方法? 还知道什么处理哈希冲突的方法? Java GC机制?GC Roots有哪些? Java怎么进行垃圾回收的?什么对象会进老年代?垃圾回收算法有哪些?为什么新生代使用复制算法? HashMap的时间复杂度?HashMap中Hash冲突是怎么解决的?链表的上一级结构是什么?Java8中的HashMap有什么变化?红黑树需要比较大小才能进行插入,是依据什么进行比较的?其他Hash冲突解决方式? hash和B+树的区别?分别应用于什么场景?哪个比较好? 项目里有个数据安全的,aes和md5的区别?详细点 7.2 二面(问数据库较多) 自我介绍 为什么MyISAM查询性能好? 事务特性(acid) 隔离级别 SQL慢查询的常见优化步骤? 说下乐观锁,悲观锁(select for update),并写出sql实现 TCP协议的三次握手和四次挥手过程? 用到过哪些rpc框架 数据库连接池怎么实现 Java web过滤器的生命周期 7.3 三面(综合面;约一个小时) 自我介绍。 ConcurrentHashMap 在Java7和Java8中的区别?为什么Java8并发效率更好?什么情况下用HashMap,什么情况用ConcurrentHashMap? 加锁有什么机制? ThreadLocal?应用场景? 数据库水平切分,垂直切分的设计思路和切分顺序 Redis如何解决key冲突 soa和微服务的区别? 单机系统演变为分布式系统,会涉及到哪些技术的调整?请从前面负载到后端详细描述。 设计一个秒杀系统? 7.4 四面(HR面) 你自己最大优势和劣势是什么 平时遇见过什么样的挑战,怎么去克服的 工作中遇见了技术解决不了的问题,你的应对思路? 你的兴趣爱好? 未来的职业规划是什么? 08 美团java高级开发3面 8.1 美团一面 自我介绍 项目介绍 Redis介绍 了解redis源码么 了解redis集群么 Hashmap的原理,增删的情况后端数据结构如何位移 hashmap容量为什么是2的幂次 hashset的源码 object类你知道的方法 hashcode和equals 你重写过hashcode和equals么,要注意什么 假设现在一个学生类,有学号和姓名,我现在hashcode方法重写的时候,只将学号参与计算,会出现什么情况? 往set里面put一个学生对象,然后将这个学生对象的学号改了,再put进去,可以放进set么?并讲出为什么 Redis的持久化?有哪些方式,原理是什么? 讲一下稳定的排序算法和不稳定的排序算法 讲一下快速排序的思想 8.2 美团二面 自我介绍 讲一下数据的acid 什么是一致性 什么是隔离性 Mysql的隔离级别 每个隔离级别是如何解决 Mysql要加上nextkey锁,语句该怎么写 Java的内存模型,垃圾回收 线程池的参数 每个参数解释一遍 然后面试官设置了每个参数,给了是个线程,让描述出完整的线程池执行的流程 Nio和IO有什么区别 Nio和aio的区别 Spring的aop怎么实现 Spring的aop有哪些实现方式 动态代理的实现方式和区别 Linux了解么 怎么查看系统负载 Cpu load的参数如果为4,描述一下现在系统处于什么情况 Linux,查找磁盘上最大的文件的命令 Linux,如何查看系统日志文件 手撕算法:leeetcode原题 22,Generate Parentheses,给定 n 对括号,请- 写一个函数以将其生成新的括号组合,并返回所有组合结果。 8.3 美团三面(现场) 三面没怎么问技术,问了很多技术管理方面的问题 自我介绍 项目介绍 怎么管理项目成员 当意见不一致时,如何沟通并说服开发成员,并举个例子 怎么保证项目的进度 数据库的索引原理 非聚簇索引和聚簇索引 索引的使用注意事项 联合索引 从底层解释最左匹配原则 Mysql对联合索引有优化么?会自动调整顺序么?哪个版本开始优化? Redis的应用 Redis的持久化的方式和原理 技术选型,一个新技术和一个稳定的旧技术,你会怎么选择,选择的考虑有哪些 说你印象最深的美团点评技术团队的三篇博客 最近在学什么新技术 你是怎么去接触一门新技术的 会看哪些书 怎么选择要看的书 最后 由于篇幅限制,小编在此截出几张知识讲解的图解,有需要的程序猿(媛)可以点赞后戳这里免费领取全部资料获取哦 子 怎么保证项目的进度 数据库的索引原理 非聚簇索引和聚簇索引 索引的使用注意事项 联合索引 从底层解释最左匹配原则 Mysql对联合索引有优化么?会自动调整顺序么?哪个版本开始优化? Redis的应用 Redis的持久化的方式和原理 技术选型,一个新技术和一个稳定的旧技术,你会怎么选择,选择的考虑有哪些 说你印象最深的美团点评技术团队的三篇博客 最近在学什么新技术 你是怎么去接触一门新技术的 会看哪些书 怎么选择要看的书 最后 由于篇幅限制,小编在此截出几张知识讲解的图解,有需要的程序猿(媛)可以点赞后戳这里免费领取全部资料获取哦 [外链图片转存中…(img-SFREePIJ-1624074891834)] [外链图片转存中…(img-5kF3pkiC-1624074891834)] [外链图片转存中…(img-HDVXfOMR-1624074891835)] [外链图片转存中…(img-RyaAC5jy-1624074891836)] [外链图片转存中…(img-iV32C5Ok-1624074891837)] 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/m0_57285325/article/details/118051767。 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。
2023-11-13 23:43:59
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Handler mHandler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { mImageView.setImageBitmap(mBitmap); } } 然后,我们用 右键 选中工程 运行 lint工具 , android tools---run lint ,就会提示我们这样一个warning: In Android, Handler classes should be static or leaks might occur.。 就是 ,推荐我们 把handler 定义成static,具体 看这里解释的很详细:http://www.linuxidc.com/Linux/2013-12/94065.htm 类似的还有 匿名子线程。 2.还是 拿网上的 栗子来说, [java] view plain copy print ? Vector v = new Vector( 10 ); for ( int i = 1 ;i < 100 ; i ++ ){ Object o = new Object(); v.add(o); o = null ; } 即便是 我们把 o 对象 置为 null,但是 vector 集合中还有有o的引用,所以 集合 没有被清空,这一部分内存 还是不能被释放,这就导致了内存泄露。 3, 当我们操作数据库的时候,我们在执行完 相应的crud 方法后,我们没有关闭 cursor .close()或者 db.close(),也同样会占用内存、因为只有关闭连接后,才会被GC 回收。 4.继续举个栗子 [java] view plain copy print ? Set<Person> set = new HashSet<Person>(); Person p1 = new Person("唐僧","pwd1",25); Person p2 = new Person("孙悟空","pwd2",26); Person p3 = new Person("猪八戒","pwd3",27); set.add(p1); set.add(p2); set.add(p3); System.out.println("总共有:"+set.size()+" 个元素!"); //结果:总共有:3 个元素! p3.setAge(2); //修改p3的年龄,此时p3元素对应的hashcode值发生改变 set.remove(p3); //此时remove不掉,造成内存泄漏 set.add(p3); //重新添加,居然添加成功 System.out.println("总共有:"+set.size()+" 个元素!"); //结果:总共有:4 个元素! J哥 亲自 实践了下,发现问题了,这个网上的栗子 是错的。实际上是可以remove掉得、真是个悲伤地故事。这个栗子是不正确的。。网上好有一片这样的文章,都是这个栗子。。 这里 看下其他网站上的总结吧 :强烈推荐http://developer.51cto.com/art/201111/302465.htm。很详细。 OK。还有最后一点,就是关于图片的,bitmap对象的及时释放,这里 就不细说了,等在图片三级缓存一起去总结。 此时 感觉 对面的android 小哥 已经被我吸引了。好像很认真的在听我讲课一样。 然后, 他问我问题。我大体总结了一下。 面试官01问:有没有自定义过view。 J哥回答:这个很常见,我自己定义过很多,比如 下拉刷新,上拉加载更多数据的listview,类似github 上面的pulltorefreshlistview。 还有图片轮询播放的viewpager,也是 继承viewpager,然后自己开启一个线程,去控制 切换的。还比如,跑马灯效果的textview ,scrollview与 listview 相互嵌套 导致 listview 高度计算不正确,我也是 自定义listview,复写了 onmeaure方法,然后解决冲突的。在比如 一些开源的 可以放大缩小的图片,我也是做过,主要是对onmeasure 方法,onlayout方法,ondraw 方法的复写。以及复写一下 view 自己的 touch事件等等,奥 对了,我们公司当时有需求 做一个 锁屏软件,侧滑解锁的,我也是自己定义的,然后展示给他看了一下,当时 那篇文章在这里。传送门http://blog.csdn.net/u011733020/article/details/41863861。 面试官01问:listview的优化、 J哥回答:(PS:这种问题,基本上 都快被问烂了,但是没办法 还是要回答。)listview作为最常见的 用来显示数据的view ,一般 从四个方面 去优化。 1 ,复用convertview, 不然假如有1000条数据,那么我们滑动,就会 产生1000个convertview ,这对内存是很大的浪费,所以 我们一定要复用。 2. 减少 findviewbyid 的次数, 因为 每次 去 执行 findviewbyid 也是要消耗资源的,我们要尽可能的减少,通常 我们定义一个viewholder,去管理 这些id ,然后通过tag 去直接拿到 id。 3, 分页加载,延迟加载 预加载。 这个在我们以前项目,有一个榜单,数据量很大,一次请求过来的数据量很大,这样有两个问题,一个是请求网络 时间可能会很长,另一个展示数据 上面 体验对不是很好,所以 我们做了 第一次加载 20条,然后每次请求 再去 加载10条新数据。 4.就是 对 listview 中一些 类似头像, 图片的 优化。这里 类似 三级缓存,推荐大家看一下 开源 的universal-image-loader 的源码。或者 这篇文章http://www.jb51.net/article/38162.htm,J哥有时间 专门写一篇过于 图片缓存的。 面试官01问: 看你简历上面 做过 社交,通信这块是怎么做的。 J哥回答:我看 咱们公司 也用到了 聊天,咱们公司是 自己做的 还是 用的第三方的类似 环信的。结果被J哥猜中,他说 是集成的环信(但是 有丢包现象,所以打算自己做通信)。 OK,J哥说 ,我们 项目中聊天 是基于xmpp协议的做的,在没有android以前 ,java有个开源的 smack ,android 上 现在有一个asmack ,其实 就是移植到android 中来了, 服务端是基于 openfire的 ,我们就是做的 openfire+asmack 的 聊天,这个原理主要 就是 绑定 ip 拿到 connection 然后 connect ,然后进行通信,我说,这个 跟http请求 其实原理上一样,都是 绑定ip,然后 设置一些property,然后通过类似流进行通信的, asmack,其实底层 就是xml通信的。 面试官01问: touch 事件的传递机制,还特意画了,一个 就是 button LinearLayout 嵌套 。 J哥回答:就是这个, 这也难不倒我。因为J哥觉得 这个问题肯定会问到 所以 早有准备,这里 我就大体说下结论,详细原理 给你传送门。 我回答,这个很简单,只要你继承一下 button 和 linearlayout 复写一下 三个方法 dispatchtouchEvent onInterceptTouchEvent 和onTouchEvent .就能很清楚的明白 传递的过程,我给你总的说下结论的,点击这个button,一般是 外面的父控件 先响应这个down 事件,然后 往子类里面传递,让子类 在往子类的下一级子类去传递,让最终的孩子去决定是不要要消费掉这个点击事件,如果消费掉,那么父类将不会响应,如果子类不消费,那么会退回到次级子类,然后看是否要消费,这样,一句话 就是父传子, 子决定要不要,不要 然后传回去。 这里有很详细 很详细的介绍, 包裹事件的分发。所以我就不罗嗦,http://blog.csdn.net/yanbober/article/details/45887547?ref=myread 面试官01问: 项目中图片的优化。 J哥回答:我给他展示的项目 其中有一款app 是有很多图片 ,但是 很流畅,也没有oom。关于图片 优化,一般我们采用三级缓存,1 。内存加载 2.本地加载 3 网络加载。 首先 我们看 内存中有没有,有直接拿来用,这里 我项目里是这样做的,我先获取一下 分配给我们应用的可用内存是多少,然后 拿1/4 或者 1/8做一个 lrucache. 把我们的bitmap对象添加进去。有些比较常用的图片,我会保存到本地,避免每次重复联网下载。结合 开源的 afinal universalimageloader 以及 13年谷歌官方推荐的volley(号称是 asynchttpclient 和universalimageloader)的结合、 所以 在我的项目中基本没有遇到过图片导致的oom 问题,对于单张的 大图片,我也会利用bitmapFactory,进行计算大小,然后 计算手机分辨率,进行定量的 压缩 处理。 面试官问: GC的回收 J哥回答:我说。GC 回收 应该不只是按照一种方式,应该有多种不同的算法,我看过谷歌 官网介绍的一点,有这样一块区域,他分为 latest(最近) middle(中等)permanent(永久的),这样三块子区域。里面分别存放,刚刚被创建的,以及 时间 靠后的,很久的,对象,不断地新对象 往latest里面添加,当达到相应对象区域的阀值的时候,就会触发GC,GC 进行回收的时候,对于latest 中回收的速度是最快的,而permanent 相对是最久的,而时间 也跟 每块区域中对象的个数有关系, 还有一种算法,是根据最近被引用的时间,或者 被引用的次数 去进行 GC的、、这里随便扯就是了。GC 回收并不是立即执行的。是不定时的。GC回收的时候 会阻塞线程,所以代码中要避免创建不必要的对象,例如for循环中 创建大量对象 就会容易引起GC。 当我们也可以主动 在方法中执行system.gc() 去手动释放一些资源。 面试官01问: 怎么避免 viewpager 预加载 fragment的、 J哥回答:这个问题 我也碰到过,我们都知道,viewpager 它本身会预加载 左右两个 和当前一个对象、而 我们viewpager setOffscreenPageLimit(0) 不生效因为看源码知道,这个方法默认最少也要加载一个。所以 这个fragment 还没有被当前页面显示出来,已经夹在好了,有可能数据不是最新的,我是在 setuservisibilityhint() 这个方法中跟参数 动态去判断 要不要刷新的。 问了一圈,这个哥们大概没什么问的了,然后 就让我等一下,说让他们技术总监过来 。 我就等。。。 然后等了几分钟,进来一小姑娘,坐下,看了我简历,我以为是人事,来跟我谈人生理想。结果,没说几句话,让我讲一下我的项目。我qu,惊呆我了。我问,你也是做android的,我去,是这样的、、把J哥吓到, 然后问了J哥几个问题。 Android 小姑娘问: 看你项目中的listview 中item类型 是统一的,而加入 item 差别挺大的 你怎么复用。 J哥回答:J哥装作很牛的样子说,我暂时想到两种方法,1.给这个对象 加一个type 然后 根据 type 去复用,或者 把这几种类型 一起加载,然后控制显示隐藏。然后 我反问小姑娘,假如 我这里 有一百条数据,这一百条是无序的,包含了 10种 item类型,你有没有什么好方法 去处理这个问题, 小姑娘说,你不是定义了类型吗,我们就是 通过type 去判断的。 Android 小姑娘问: onAttch onDetach还是onAttachedToWindow,onDetachedFromWindow J哥回答:其实 那个小姑娘忘记这两个方法了。我说什么方法,她说onAttachIntent() 和 onDetachIntent(). 反正 J哥是没听说过, 我只见过 onAttach ,但是 这个方法 我也没用过。我就问她,这两个方法是做什么的,小姑娘跟我说 是 把子view绑定到界面上的,那么的话 应该是onAttachedToWindow,onDetachedFromWindow方法了,小姑娘说: 在这个方法 可以计算子 view的高度宽度,在 oncreate 里面不能计算,其实虽然刚开始 在oncreate里面是不能计算,但是还是有方法计算的,(本人觉得面试 问你 API 是 最2的了,忍不住吐槽下,我遇到过,Camera 拍照,问我获取 一个图片,还是 视频的 方法,我去百度 一下,随便就知道,真是不懂 为什么会问方法。随便一个程序员 都会百度。。) 跟小姑娘聊得其他问题 不太记得了,感觉这个女程序员啊。。就问方法 给我的印象不太好,不管方法用没用到,我觉得面试 直接问你方法 好2 好2... 然后技术总监 有进来跟我聊了,后技术总监 有进来跟我聊了、技术总监 年龄30出头吧,到是没有问我什么技术问题, 总监: 问我 做没做过通信这块,能不能做这一块。 J哥回答:,我说做过,通信有几种协议的,我们用的 是xmpp协议的 ,服务器 是 基于apache的 openfire 搭建的,客户端 是用的asmack。还有一些 其他协议的 ,比如我知道有些项目中用的 soap协议的,还有ip 协议的。PS:反正就是扯 我说 通信 客户端这一块 我没问题,但是 服务端 我 从工作以来 一直偏向 android 移动端开发,后台这一块,如果数据量大了,还要考虑并发之类的,我是做不了,让我做个tomcat搭建的demo 我可能可以。 其他也是随便聊了下,然后 就说,让人事来跟我谈理想了。 总监: 问我 什么时候能上班 J哥回答:我说 这个看公司需求啦。 其他也是随便聊了下,然后 就说,让人事来跟我谈理想了。 这里 感觉应该没问题了。差不多能拿下了。 人事1:一进来,就问东问西。问加班看法啊,他们公司技术 一般都八九点走啊。说七点基本没有走的啊、、、 J哥回答:我说,一般遇到项目加功能 ,版本升级,等等 这些加班都没什么,只要不是一直在加班。。。。这里每个人自己看法就好了、、 反正人事 是一直跟我强调这个,她不停强调 我就暗暗下决心,薪资 我是不会要低了。 人事1:看你还年轻啊,还能拼一拼啊、、、、 J哥回答:我说现在 这几年对我人生规划也算比较重要的时期,也是过一年少一年了,其实她的意思 还是侧面强调加班。。。。日了UZI了。 中间一堆废话,然后我问了她 公司一般上下班时间啊。。之类的有没有技术交流啊,之类的。。。 最后到关键问题上啦,最关心的,薪资问题。 人事1:期望薪资 J哥回答:我说16K左右吧。她问 你以前公司多少 握手 15K。她说她们公司 是 14薪。反正 我还是说16K。她说 那好,你等下,然后就出去了。 不知道 跟什么人 讨论了许久,然后又来一个 可能是人事吧。又进来,问了一遍,也问了薪资。。哥还是说16K 。 。。估计是她们公司想要我,但是又觉得有点超出她们薪资期望吧,当场被没有给什么offer。然后就有点婉拒的说,两天给我答复,心里很气愤,饿着肚子 面试到三点,竟然婉拒、、、 反正我是很生气,我说,好,然后我就走。结果,没过一个小时,人事又打电话来,非要约我 见一下她们CEO。这是什么鬼,难道她们CEO要给我煲汤 了?我说可以,然后时间定在后天了,,反正心灵鸡汤对我是没用了、 OK ,这家面试 先写到这里,下面下午还有一家,等下在写。准备睡觉。今天面试回来,累的就睡着了,晚上十点多才醒过来,想了想还是 把今天面试的过程总结一下。 ------------------------------待续------------------------- 第二弹http://blog.csdn.net/u011733020/article/details/46058273 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/haluoluo211/article/details/51010955。 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。
2023-06-19 17:42:52
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...4/article/details/79288150。 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。 写在开头的话 从很久之前就开始构思,一直到今天才开始动笔。这篇文章是送给那些希望更深刻地了解这个世界的人,然而,知道的多了,也不一定是件好事。另外注明,本篇文章全部为作者的个人观点。 引子 现在人工智能越来越火,我们的故事,要从它开始说起。 相信很多人都听说过王者荣耀,即使自己没有亲自玩过,应该也对这个游戏不陌生。我曾经也沉迷这个游戏,当时我有一个朋友,特别喜欢玩小号1。她说,玩小号匹配出来的对手都特别垃圾,玩起来就像切萝卜一样爽。当时我的感觉是玩小号匹配出来的都是新手,技术不高也不足为奇,然而在接下来的事情当中,我发现事情并没有这么简单。首先有网友反映在匹配时遇到了自己多年不用的小号2,也有网友反映,在连输很多局之后,会有一局赢得异常简单,就好像对手都是机器人一样3。 网友称这一类玩家为“ 电脑人”,还总结出了“ 电脑人”的若干特征: 4 1.加载速度非常快 2.进入游戏后在泉水的行为,走路姿势差不多,行动路线也差不多 3.查不到战绩 4.无法沟通 5.很怪异或者说无法解释的名字 但是,真正的玩家和所谓的“电脑人”仅靠这些特征真的可以完全的分辨开吗?这些“电脑人”,究竟是一些行为怪异的玩家,还是天美给玩家的一个惊喜,这并不是我这篇文章所想要讲述的重点。我想说的是,在人类日复一日研究人工智能,希望其更接近人类的同时,已经开始出现了人类与人工智能分不清的现象。更严重的情况是,已经开始了怀疑人类为人工智能的现象。 不难想象,在科技足够发达的未来,这一现象会愈加严重,人类究竟与人工智能有什么本质上的区别,在以下的内容中我将给出解释。 灵魂的存在 自古以来就有一个强大的神话:人类拥有永恒的灵魂。虽然肉体会消失,但是灵魂是永存的。尽管这一神话有人相信,有人不信,但是它确确实实的影响着我们的现实生活,是我们现有的法律,政治的经济制度的重要支柱。 如果灵魂确实存在的话,那么它作为区别人与人工智能的本质区别再合适不过了。但是,灵魂究竟是什么东西,或者说,它究竟存在与哪里。至今为止,科学家研究了动植物和人类的各个角落,也没有发现类似“灵魂”的东西。 又或许说,灵魂根本就是看不见,摸不着的。那灵魂又是如何产生的呢?从最开始的宇宙开始形成,灵魂显然是不存在的。而灵魂又是不可分割的,永恒不变的,那么在生物一步步进化的过程中,究竟是在那一刻,灵魂突然出现。由达尔文的《进化论》,由最初的单细胞生物到最后的人,都可以用基因突变来解释,但是究竟在那一代,突变产生了第一个具有灵魂的生物?人们不得而知。当然也有可能,灵魂是在某个时刻,由“上帝”加入到这个世界的。 本篇文章中,“灵魂”作为我们的唯一存在来描述,下文我会具体的解释。 心流的存在 与灵魂的存在相反,心灵的存在,是一个不争的事实,是一个我们每时每刻都在接受的明确的现实。心流包含两方面:感觉和欲望。 我们可以非常明确的知道,我们自身,是有感觉和欲望的,以及,人工智能,是不具备感觉和欲望。在这里,我想我需要简述一下笛卡尔的心灵哲学5,笛卡尔认为,人不是机器,但是动物是机器,只有人类才拥有感觉和欲望,其他动物都是没有心灵的自动物。所以当有人踢狗的时候,狗会自动的退缩,躲避,并开始狂吠,但是没有任何的感觉和欲望,就像自动贩卖机一样,按下开关,出来商品。所以人类对待动物,也很少有怜悯。早期17世纪的医生和学者对活狗进行解剖,观察其内脏器官如何运作,但完全不用麻醉,他们也不会感到不安。因为在他们眼中这没有什么不对,就像现在人们把机器拆开看看内部的电路是如何工作一样6。 当然,现在有了很多的动物保护者,他们认为动物和人类是平等的,也有自己的意识,也有喜怒哀乐。在《剑桥意识宣言》中提到:“各种证据均指出,非人类动物拥有构成意识所需的神经结构,神经化学及神经生理基础物质,并且能展现出有意图的行为。因此,证据已充分显示,负责产生意识的神经基础物质并非人类所独有。非人类动物,包括所有哺乳动物,鸟类,以及章鱼等其他生物,均拥有这些神经基础物质。” 确实,我承认心流并不只存在与人类,而是存在与所有生物之中。但是笛卡尔的理念也并不是完全错误的,因为心流虽然是生命的特质,但不是人类的特质,我想笛卡尔的理论中把心灵换做灵魂可能会更妥当一些,尽管灵魂的存在目前还是个未知数。或许我说完接下来的例子,会解释的更充分些。 对于心流的存在,生物学家给出了一个简单的不能再简单的解释,那就是,如果没有感觉和欲望,那么就无法解释生物的各种行为。拿人来做例子或许会比较难以理解,但是拿动物做例子却简单的过分,那就是:当人去踢狗的时候,如果狗没有感到疼痛,愤怒,产生躲避的欲望,那么它就会因此而受到伤害。也就是说,这些种种的感觉与欲望,是那些最原始的东西,即进化论为了使生命更好的活着而产生的,只因人类把自己放在比动物高很多个层次的阶级上,而忽略了这个很简单的问题。 心流的产生 问题的关键,在于心流的产生。这样稍微改动下,上文所提到的笛卡尔的理论或许会更合理些:人与动物都存在感觉与欲望,但是动物的感觉与欲望是依靠自身结构在外界的输入下产生的一种内部输出,而人类的感觉和欲望则是一种可以被称作“灵魂”的东西控制下产生的。从而确立了人类高于动物的地位。 前者很容易理解,现在的科学研究也已经很透彻了。例如兔子见到狮子,电信号便从眼睛传到大脑,刺激某些神经元,又结合之前的记忆神经元,放出更多的信号,整条线路的神经元一一受到刺激,最后指令传到肾上腺,让肾上腺素传遍全身,心脏的跳动也随之加快,肾上腺素也使信号的传递速度更快了些,同时在运动中枢的神经元也向腿部肌肉发出信号,让肌肉随着信号有序的完成伸展和收缩。外在的表现就是兔子从狮子旁边逃之夭夭。至于其中的恐惧的感觉和想要逃跑的欲望,都只不过是内部神经元信号的一种状态。 而对于后者,则难以解释。正因为对前者的理解透彻,对后者的解释才显得很难说通。两个过程本来是相同的过程,只是后者多了对于每个人有且唯一的“灵魂”的存在的介入,但是,它究竟何时介入,如何介入,正如前者所描述的,在这样一个信号的传递网络里,究竟有哪一步,是需要“灵魂”来控制的。思前想后,好像并没有必须存在的那么一个步骤。也就是可能,前者所描述的那个信号传递步骤,适用于所有生物,当然也包括人类。 简单的总结 简单的总结一下,关于确定存在的心流和不确定存在的灵魂。 首先,心流是确定存在,并且存在与所有生物当中,是生物进化产生的,为了更好的活着。其中,记忆储存的是之前的心流状态,当然不是全部的心流状态;感觉是当时的生物内部信号的一种状态,成为现态;欲望是一种内部输出,欲望,感觉和记忆相结合再结合会产生对外部的输出。 其次,“灵魂”在这里表示为一个个体的有且唯一的存在。它不参与生物的任何过程,但是却有选择的监视生物的心流。也可以这样说,生物体本身有选择的展示一部分心流以供灵魂检阅,灵魂也是从生物所展示的心流中有选择的检阅。这才是人类的特质。我们真正的自我,就是这样一个有且唯一的灵魂,它无法介入它所在的生物体的任何事情,但是可以在一定程度上知道它所在的生物体的状态。 也可以这样理解,生物体本身是一个封装的很好的复杂程序,心流则是程序的内部变量,程序不断的接收外部输入并向外部输出,我们本身的灵魂所在则置身于程序之外,就像我们坐在电脑前,无法知道这个复杂程序究竟是如何运行的,但是通过它输出在显示屏中的一些内部变量,即心流的一些数据,我们可以大致的判断出,程序在干些什么。对于这样的解释你可能难以接受,接下来的两个例子或许会让你接受这一事实。 现在科学家只要扫描人脑,就能在测试者自己有所感知之前,预测他们会有什么欲望,会做出怎样的决定。例如,在一次实验中,受试者躺在一台巨大的脑部设备里,两手各自拿着一个开关,受试者可以随机的选择在何时按下那个开关。而科学家通过观察受试者的大脑神经活动,就能在受试者做决定之前知道受试者做了怎样的决定。也就是说,当这些内部输出被外部观测者“灵魂”所察觉的时候,心流自身已经做出了决定。7 或许你没有亲自做过这个实验,并不相信实验的结论,但是还有一个实验,你现在就可以给自己做一个测试。相信对于大家心算100以内的乘法没有什么问题,那么请各位充分运用自己的自由意志,即本文中的“灵魂”去控制你的大脑心算5672,注意在计算的过程中不要让自己的大脑去思考其他的任何事情,用尽快的速度计算出结果。当然,你会发现你根本做不到,无论如何你都无法控制那先奇奇怪怪的想法出现在你的大脑里,至于大脑为什么会像你控制的那样去计算5672,接下来我会给出人类的大脑思维模型。 生物的模型 生物的模型分为两部分,一部分我称为确定机,一部分我称为概率机。 确定机 确定机是指只要输入确定,那么就会产生确定输出的部分,而对于输入的概率性则不予考虑。例如,当生物多次看到同一个画面的时候会在大脑里形成同样的图像,因为每次输入的光信号都是一样的,在生物内部进行的信号传递过程也是一样的,所以在大脑里形成的图像输出也是一样的。现在人类所生产的绝大多数工具就是一个确定机的模型,如果相同的输入,不管输入多少次都会得到相同的输出。确定机也是生物模型的基础部分,构成生物的绝大部分,实际上,除了大脑,生物的任何部分都是一个确定机的模型,而大脑也有一部分的确定机模型。对于确定机,所有的内部过程和输出都不会被“灵魂”检阅,当然生物上可以通过解剖或其他更先进的方式去检查生物内部确定机的工作状态。 概率机 概率机是指即使输入确定,输出的确定性也指限制在一定的概率范围之内,会以不同但是给定的概率输出多个输出。当然给定的概率可以是确定机给出的确定概率(只在输入确定的情况下才确定),也可以是概率机给出的概率概率。概率机构成生物的大脑部分,当然一部分低等生物只由确定机构成。对于概率机,有一部分输出会被“灵魂”检阅,而“灵魂”是否检阅取决于“灵魂”本身,当然,对于概率机的工作状态,也可以通过解剖或其他更先进的方式去检查。 生物思考的过程 对于不同的生物,大脑可以同时进行的事情是有限的。就像现在的电脑手机一样,有严格的内存限制,对于大脑来说,同时启用着多个线程,每个线程所占用的内存不同,但是所有线程所占用的内存总和不得超限。对于每个线程,会随机的考虑一些事件,这些事件包括记忆中的事件,和当时正在发生的事件,对于每个事件出现在线程中的概率不同。 不同事件的概率遵循的规律大致有以下几条: 1.对记忆中的事件,事件越久远概率越低。 2.对当时正在发生的事件,概率大致相同。 3.与当时线程中事件有关的事件概率高,无关的概率低。 4.与线程中的事件相关的个数越多,概率越高 5.对不同的心流状态,概率分配有所不同。 6.每个个体对不同的事件有不同的概率分配方案。 7.待补充。 可以说,大脑中的一切过程都是随机的。那这样的话,生物的思考过程究竟如何进行呢?其实很简单,单个概率可能代表随机,但是多个概率就有可能表示必然。我还是举那个5672的例子,为什么你会真的去心算这个结果,大致的过程是这样的,如果大脑的思考频率以毫秒计的话,假设看5672用了200毫秒,其中每毫秒除了这一事件,还有其他的99个事件,那么刚看完就开始计算的概率为1-0.99200=0.8660203251,看完后1秒之内还没有开始计算的概率为0.991000= 4.31712474107 e-5,可以说即使大脑中随机的杂念再多,思考的过程也会如约开始。假设线程中与事件相关的事件出现的概率为0.3,同理,在开始计算后1秒内大部分时间都在思考与计算有关的内容,当然也有可能会走神,即出现大范围的无关事件,但是这只会影响最后计算出结果的时间先后,并不会影响整个过程的进行。这也就是说,大脑的思考过程,其实就是由多个概率所确定的必然事件。 灵魂的旁观者 综上所述,作为个体唯一存在的“灵魂”处在一个旁观者的位置,而所谓的自由意识,主观意识不过是概率机的产物。那么这样就产生了两个问题。 第一个问题,你不觉得“灵魂”所在的肉体更像是一个囚笼吗?“灵魂”可以偶尔窥探外界,但无法做任何事情,只能默默得看着一切发生。尴尬的以为是自己做的,实际上就像看电影,每次看电影的时候,我都会以为我处在电影里面的世界。而现实就是,因为“灵魂”只能看肉体主演的这部“电影”,所以看的入迷了。其实,人类从解放双手,开发智力,使用工具,到探索宇宙,最大的进步莫过于发现自己其实仍处于囚笼之中。要怪就怪这囚笼建造地太过美好。而创建这一囚笼的“上帝”,把我们关在肉体这个囚笼里面,并且把我们的感知限制在有限的范围内,有限的嗅觉,16至20000赫兹的听觉,400纳米到700纳米的视觉,在感知中隔绝了我们对我们的唯一存在——“灵魂”的感知。 第二个问题,对于自己本身来说,表征自己存在的“灵魂”自己是可以确定的,而对于其他人,因为限制了对“灵魂”的感知,所以无法确认别人,别的生物体内这一旁观者的存在。也可以这么理解,你知道自己被关在一间囚笼里面,而不知道隔壁囚笼是否也关了一个存在。那么世界这个大监狱里面,可能只有一小部分,甚至只有你一个孤独的存在。而究竟为何我们或我被困于此,我不得而知,可能就像我们做研究的时候的小白鼠一样,“上帝”也在观察着我们或我的一举一动,这也是我这篇文章取这个题目的原因。小白鼠的逆袭,一开始我只是平凡的活着,说实在的其实做一个平凡人安安稳稳的一生还是很不错的,但是知道了这个囚笼的存在,就总想着打破它,因为在想到可能只有自己一个存在的时候,会是多么的孤独。就像一个人去看电影,哪怕电影的内容再精彩,再引人入胜,但当电影结束的时候,你才发现,原来我是一个人来的呀。 联系作者 有志向联系读者的:1612860@mail.nankai.edu.cn 未完待续。。。 本篇文章相当于《小白鼠的逆袭》的导读,下一篇我会出逆袭第一步:《思考的最简单模型及其编程实现》,可能用C++,也可能用Java,Python,看作者的心情吧。预计近几个月出吧,快则个把月,多则不知道了,毕竟作者本身还是比较忙的,忙七忙八也不知道在忙什么,嗯,就这样。 小号:在有多个游戏账号的前提下,等级高的号叫作大号,等级较低或者新创建的号叫作小号。 ↩︎ https://baijiahao.baidu.com/s?id=1586028525096880374&wfr=spider&for=pc. ↩︎ http://tieba.baidu.com/p/5127924201. ↩︎ http://tieba.baidu.com/p/5127924201. ↩︎ http://www.lwlm.com/sixiangzhexue/201704/840820.htm. ↩︎ 详细讨论请参见:《未来简史:从智人到智神》第三章:人类的特质。 ↩︎ “Unconscious determinants of free decisions in the human brain” in nature neuroscience, http://www.rifters.com/real/articles/NatureNeuroScience_Soon_et_al.pdf. ↩︎ 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_39384184/article/details/79288150。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-01-02 11:30:59
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打包即部署:打包即部署是指在容器镜像制作过程包含了传统软件包部署的过程(安装依赖的操作系统库或工具、创建用户、创建运行目录、解压、设置文件权限等等),这么做的好处是把应用及其依赖封装到了一个相对封闭的环境,减少了应用对外部环境的依赖,增强了应用在各种不同环境下的行为一致性,同时也减少了应用部署时间。 镜像分层:容器镜像包是分层结构,同一个主机上的镜像层是可以在多个容器之间共享的,这个机制可以极大减少镜像更新时候拉取镜像包的时间,通常应用程序更新升级都只是更新业务层(如Java程序的jar包),而镜像中的操作系统Lib层、运行时(如Jre)层等文件不会频繁更新。因此新版本镜像实质有变化的只有很小的一部分,在更新升级时候也只会从镜像仓库拉取很小的文件,所以速度很快。 应用资源调度:资源(计算/存储/网络)都是以应用为中心的,中心体现在资源分配是按照应用粒度分配资源、资源随应用迁移。 基于上述容器技术特点,可以推导出容器技术的3大使用场景:CI/CD、提升资源利用率、弹性伸缩。这3个使用场景自然推导出通用的商业层面收益:CI/CD提升研发效率、提升资源利用率降低成本、按需弹性伸缩在体验与成本之间达成平衡。 当然,除了商业目标之外,可能还有其他一些考虑因素,如基于容器技术实现计算任务调度平台、保持团队技术先进性等。 CI/CD提升研发效率 为什么容器技术适合CI/CD CI/CD是DevOps的关键组成部分,DevOps是一套软件工程的流程,用于持续提升软件开发效率与软件交付质量。DevOps流程来源于制造业的精益生产理念,在这个领域的领头羊是丰田公司,《丰田套路》这本书总结丰田公司如何通过PDCA(Plan-Do-Check-Act)方法实施持续改进。PDCA通常也称为PDCA循环,PDCA实施过程简要描述为:确定目标状态、分析当前状态、找出与目标状态的差距、制定实施计划、实施并总结、开始下一个PDCA过程。 DevOps基本也是这么一个PDCA流程循环,很容易认知到PDCA过程中效率是关键,同一时间段内,实施更多数量的PDCA过程,收益越高。在软件开发领域的DevOps流程中,各种等待(等待编译、等待打包、等待部署等)、各种中断(部署失败、机器故障)是影响DevOps流程效率的重要因素。 容器技术出来之后,将容器技术应用到DevOps场景下,可以从技术手段消除DevOps流程中的部分等待与中断,从而大幅度提升DevOps流程中CI/CD的效率。 容器的OCI标准定义了容器镜像规范,容器镜像包与传统的压缩包(zip/tgz等)相比有两个关键区别点:1)分层存储;2)打包即部署。 分层存储可以极大减少镜像更新时候拉取镜像包的时间,通常应用程序更新升级都只是更新业务层(如Java程序的jar包),而镜像中的操作系统Lib层、运行时(如Jre)层等文件不会频繁更新。因此新版本镜像实质有变化的只有很小的一部分,在更新升级时候也只会从镜像仓库拉取很小的文件,所以速度很快。 打包即部署是指在容器镜像制作过程包含了传统软件包部署的过程(安装依赖的操作系统库或工具、创建用户、创建运行目录、解压、设置文件权限等等),这么做的好处是把应用及其依赖封装到了一个相对封闭的环境,减少了应用对外部环境的依赖,增强了应用在各种不同环境下的行为一致性,同时也减少了应用部署时间。 基于容器镜像的这些优势,容器镜像用到CI/CD场景下,可以减少CI/CD过程中的等待时间,减少因环境差异而导致的部署中断,从而提升CI/CD的效率,提升整体研发效率。 CI/CD的关键诉求与挑战 快 开发人员本地开发调试完成后,提交代码,执行构建与部署,等待部署完成后验证功能。这个等待的过程尽可能短,否则开发人员工作容易被打断,造成后果就是效率降低。如果提交代码后几秒钟就能够完成部署,那么开发人员几乎不用等待,工作也不会被打断;如果需要好几分钟或十几分钟,那么可以想象,这十几分钟就是浪费了,这时候很容易做点别的事情,那么思路又被打断了。 所以构建CI/CD环境时候,快是第一个需要考虑的因素。要达到快,除了有足够的机器资源免除排队等待,引入并行编译技术也是常用做法,如Maven3支持多核并行构建。 自定义流程 不同行业存在不同的行业规范、监管要求,各个企业有一套内部质量规范,这些要求都对软件交付流程有定制需求,如要求使用商用的代码扫描工具做安全扫描,如构建结果与企业内部通信系统对接发送消息。 在团队协同方面,不同的公司,对DevOps流程在不同团队之间分工有差异,典型的有开发者负责代码编写构建出构建物(如jar包),而部署模板、配置由运维人员负责;有的企业开发人员负责构建并部署到测试环境;有的企业开发人员直接可以部署到生产环境。这些不同的场景,对CI/CD的流程、权限管控都有定制需求。 提升资源利用率 OCI标准包含容器镜像标准与容器运行时标准两部分,容器运行时标准聚焦在定义如何将镜像包从镜像仓库拉取到本地并更新、如何隔离运行时资源这些方面。得益于分层存储与打包即部署的特性,容器镜像从到镜像仓库拉取到本地运行速度非常快(通常小于30秒,依赖镜像本身大小等因素),基于此可以实现按需分配容器运行时资源(cpu与内存),并限定单个容器资源用量;然后根据容器进程资源使用率设定弹性伸缩规则,实现自动的弹性伸缩。 这种方式相对于传统的按峰值配置资源方式,可以提升资源利用率。 按需弹性伸缩在体验与成本之间达成平衡 联动弹性伸缩 应用运行到容器,按需分配资源之后,理想情况下,Kubernetes的池子里没有空闲的资源。这时候扩容应用实例数,新扩容的实例会因资源不足调度失败。这时候需要资源池能自动扩容,加入新的虚拟机,调度新扩容的应用。 由于应用对资源的配比与Flavor有要求,因此新加入的虚拟机,应当是与应用所需要的资源配比与Flavor一致的。缩容也是类似。 弹性伸缩还有一个诉求点是“平滑”,对业务做到不感知,也称为“优雅”扩容/缩容。 请求风暴 上面提到的弹性伸缩一般是有计划或缓慢增压的场景,存在另外一种无法预期的请求风暴场景,这种场景的特征是无法预测、突然请求量增大数倍或数十倍、持续时间短。典型的例子如行情交易系统,当行情突变的时候,用户访问量徒增,持续几十分钟或一个小时。 这种场景的弹性诉求,要求短时间内能将资源池扩大数倍,关键是速度要快(秒级),否则会来不及扩容,系统已经被冲垮(如果无限流的话)。 目前基于 Virtual Kubelet 与云厂家的 Serverless 容器,理论上可以提供应对请求风暴的方案。不过在具体实施时候,需要考虑传统托管式Kubernetes容器管理平台与Serverless容器之间互通的问题,需要基于具体厂家提供的能力来评估。 基于容器技术实现计算调度平台 计算(大数据/AI训练等)场景的特征是短时间内需要大量算力,算完即释放。容器的环境一致性以及调度便利性适合这种场景。 技术选型 容器技术是属于基础设施范围,但是与传统虚拟化技术(Xen/KVM)比较,容器技术是应用虚拟化,不是纯粹的资源虚拟化,与传统虚拟化存在差异。在容器技术选型时候,需要结合当前团队在应用管理与资源管理的现状,对照容器技术与虚拟化技术的差异,选择最合适的容器技术栈。 什么是容器技术 (1)容器是一种轻量化的应用虚拟化技术。 在讨论具体的容器技术栈的时候,先介绍目前几种常用的应用虚拟化技术,当前有3种主流的应用虚拟化技术: LXC,MicroVM,UniKernel(LibOS)。 LXC: Linux Container,通过 Linux的 namespace/cgroups/chroot 等技术隔离进程资源,目前应用最广的docker就是基于LXC实现应用虚拟化的。 MicroVM: MicroVM 介于 传统的VM 与 LXC之间,隔离性比LXC好,但是比传统的VM要轻量,轻量体现在体积小(几M到几十M)、启动快(小于1s)。 AWS Firecracker 就是一种MicroVM的实现,用于AWS的Serverless计算领域,Serverless要求启动快,租户之间隔离性好。 UniKernel: 是一种专用的(特定编程语言技术栈专用)、单地址空间、使用 library OS 构建出来的镜像。UniKernel要解决的问题是减少应用软件的技术栈层次,现代软件层次太多导致越来越臃肿:硬件+HostOS+虚拟化模拟+GuestOS+APP。UniKernel目标是:硬件+HostOS+虚拟化模拟+APP-with-libos。 三种技术对比表: 开销 体积 启动速度 隔离/安全 生态 LXC 低(几乎为0) 小 快(等同进程启动) 差(内核共享) 好 MicroVM 高 大 慢(小于1s) 好 中(Kata项目) UniKernel 中 中 中 好 差 根据上述对比来看,LXC是应用虚拟化首选的技术,如果LXC无法满足隔离性要,则可以考虑MicroVM这种技术。当前社区已经在着手融合LXC与MicroVM这两种技术,从应用打包/发布调度/运行层面统一规范,Kubernetes集成Kata支持混合应用调度特性可以了解一下。 UniKernel 在应用生态方面相对比较落后,目前在追赶中,目前通过 linuxkit 工具可以在UniKernel应用镜像中使用docker镜像。这种方式笔者还未验证过,另外docker镜像运行起来之后,如何监控目前还未知。 从上述三种应用虚拟化技术对比,可以得出结论: (2)容器技术与传统虚拟化技术不断融合中。 再从规范视角来看容器技术,可以将容器技术定义为: (3)容器=OCI+CRI+辅助工具。 OCI规范包含两部分,镜像规范与运行时规范。简要的说,要实现一个OCI的规范,需要能够下载镜像并解压镜像到文件系统上组成成一个文件目录结构,运行时工具能够理解这个目录结构并基于此目录结构管理(创建/启动/停止/删除)进程。 容器(container)的技术构成就是实现OCI规范的技术集合。 对于不同的操作系统(Linux/Windows),OCI规范的实现技术不同,当前docker的实现,支持Windows与Linux与MacOS操作系统。当前使用最广的是Linux系统,OCI的实现,在Linux上组成容器的主要技术: chroot: 通过分层文件系统堆叠出容器进程的rootfs,然后通过chroot设置容器进程的根文件系统为堆叠出的rootfs。 cgroups: 通过cgroups技术隔离容器进程的cpu/内存资源。 namesapce: 通过pid, uts, mount, network, user namesapce 分别隔离容器进程的进程ID,时间,文件系统挂载,网络,用户资源。 网络虚拟化: 容器进程被放置到独立的网络命名空间,通过Linux网络虚拟化veth, macvlan, bridge等技术连接主机网络与容器虚拟网络。 存储驱动: 本地文件系统,使用容器镜像分层文件堆叠的各种实现驱动,当前推荐的是overlay2。 广义的容器还包含容器编排,即当下很火热的Kubernetes。Kubernetes为了把控容器调度的生态,发布了CRI规范,通过CRI规范解耦Kubelet与容器,只要实现了CRI接口,都可以与Kubelet交互,从而被Kubernetes调度。OCI规范的容器实现与CRI标准接口对接的实现是CRI-O。 辅助工具用户构建镜像,验证镜像签名,管理存储卷等。 容器定义 容器是一种轻量化的应用虚拟化技术。 容器=OCI+CRI+辅助工具。 容器技术与传统虚拟化技术不断融合中。 什么是容器编排与调度 选择了应用虚拟化技术之后,还需要应用调度编排,当前Kubernetes是容器领域内编排的事实标准,不管使用何种应用虚拟化技术,都已经纳入到了Kubernetes治理框架中。 Kubernetes 通过 CRI 接口规范,将应用编排与应用虚拟化实现解耦:不管使用何种应用虚拟化技术(LXC, MicroVM, LibOS),都能够通过Kubernetes统一编排。 当前使用最多的是docker,其次是cri-o。docker与crio结合kata-runtime都能够支持多种应用虚拟化技术混合编排的场景,如LXC与MicroVM混合编排。 docker(now): Moby 公司贡献的 docker 相关部件,当前主流使用的模式。 docker(daemon) 提供对外访问的API与CLI(docker client) containerd 提供与 kubelet 对接的 CRI 接口实现 shim负责将Pod桥接到Host namespace。 cri-o: 由 RedHat/Intel/SUSE/IBM/Hyper 公司贡献的实现了CRI接口的符合OCI规范的运行时,当前包括 runc 与 kata-runtime ,也就是说使用 cir-o 可以同时运行LXC容器与MicroVM容器,具体在Kata介绍中有详细说明。 CRI-O: 实现了CRI接口的进程,与 kubelet 交互 crictl: 类似 docker 的命令行工具 conmon: Pod监控进程 other cri runtimes: 其他的一些cri实现,目前没有大规模应用到生产环境。 容器与传统虚拟化差异 容器(container)的技术构成 前面主要讲到的是容器与编排,包括CRI接口的各种实现,我们把容器领域的规范归纳为南向与北向两部分,CRI属于北向接口规范,对接编排系统,OCI就属于南向接口规范,实现应用虚拟化。 简单来讲,可以这么定义容器: 容器(container) ~= 应用打包(build) + 应用分发(ship) + 应用运行/资源隔离(run)。 build-ship-run 的内容都被定义到了OCI规范中,因此也可以这么定义容器: 容器(container) == OCI规范 OCI规范包含两部分,镜像规范与运行时规范。简要的说,要实现一个OCI的规范,需要能够下载镜像并解压镜像到文件系统上组成成一个文件目录结构,运行时工具能够理解这个目录结构并基于此目录结构管理(创建/启动/停止/删除)进程。 容器(container)的技术构成就是实现OCI规范的技术集合。 对于不同的操作系统(Linux/Windows),OCI规范的实现技术不同,当前docker的实现,支持Windows与Linux与MacOS操作系统。当前使用最广的是Linux系统,OCI的实现,在Linux上组成容器的主要技术: chroot: 通过分层文件系统堆叠出容器进程的rootfs,然后通过chroot设置容器进程的根文件系统为堆叠出的rootfs。 cgroups: 通过cgroups技术隔离容器进程的cpu/内存资源。 namesapce: 通过pid, uts, mount, network, user namesapce 分别隔离容器进程的进程ID,时间,文件系统挂载,网络,用户资源。 网络虚拟化: 容器进程被放置到独立的网络命名空间,通过Linux网络虚拟化veth, macvlan, bridge等技术连接主机网络与容器虚拟网络。 存储驱动: 本地文件系统,使用容器镜像分层文件堆叠的各种实现驱动,当前推荐的是overlay2。 广义的容器还包含容器编排,即当下很火热的Kubernetes。Kubernetes为了把控容器调度的生态,发布了CRI规范,通过CRI规范解耦Kubelet与容器,只要实现了CRI接口,都可以与Kubelet交互,从而被Kubernetes调度。OCI规范的容器实现与CRI标准接口对接的实现是CRI-O。 容器与虚拟机差异对比 容器与虚拟机的差异可以总结为2点:应用打包与分发的差异,应用资源隔离的差异。当然,导致这两点差异的根基是容器是以应用为中心来设计的,而虚拟化是以资源为中心来设计的,本文对比容器与虚拟机的差异,更多的是站在应用视角来对比。 从3个方面对比差异:资源隔离,应用打包与分发,延伸的日志/监控/DFX差异。 1.资源隔离 隔离机制差异 容器 虚拟化 mem/cpu cgroup, 使用时候设定 require 与 limit 值 QEMU, KVM network Linux网络虚拟化技术(veth,tap,bridge,macvlan,ipvlan), 跨虚拟机或出公网访问:SNAT/DNAT, service转发:iptables/ipvs, SR-IOV Linux网络虚拟化技术(veth,tap,bridge,macvlan,ipvlan), QEMU, SR-IOV storage 本地存储: 容器存储驱动 本地存储:virtio-blk 差异引入问题与实践建议 应用程序未适配 cgroup 的内存隔离导致问题: 典型的是 JVM 虚拟机,在 JVM 启动时候会根据系统内存自动设置 MaxHeapSize 值,通常是系统内存的1/4,但是 JVM 并未考虑 cgroup 场景,读系统内存时候任然读取主机的内存来设置 MaxHeapSize,这样会导致内存超过 cgroup 限制从而导致进程被 kill 。问题详细阐述与解决建议参考Java inside docker: What you must know to not FAIL。 多次网络虚拟化问题: 如果在虚拟机内使用容器,会多一层网络虚拟化,并加入了SNAT/DNAT技术, iptables/ipvs技术,对网络吞吐量与时延都有影响(具体依赖容器网络方案),对问题定位复杂度变高,同时还需要注意网络内核参数调优。 典型的网络调优参数有:转发表大小 /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_max 使用iptables 作为service转发实现的时候,在转发规则较多的时候,iptables更新由于需要全量更新导致非常耗时,建议使用ipvs。详细参考[华为云在 K8S 大规模场景下的 Service 性能优化实践](https://zhuanlan.zhihu.com/p/37230013)。 容器IP地址频繁变化不固定,周边系统需要协调适配,包括基于IP地址的白名单或防火墙控制策略需要调整,CMDB记录的应用IP地址需要适配动态IP或者使用服务名替代IP地址。 存储驱动带来的性能损耗: 容器本地文件系统是通过联合文件系统方式堆叠出来的,当前主推与默认提供的是overlay2驱动,这种模式应用写本地文件系统文件或修改已有文件,使用Copy-On-Write方式,也就是会先拷贝源文件到可写层然后修改,如果这种操作非常频繁,建议使用 volume 方式。 2.应用打包与分发 应用打包/分发/调度差异 容器 虚拟化 打包 打包既部署 一般不会把应用程序与虚拟机打包在一起,通过部署系统部署应用 分发 使用镜像仓库存储与分发 使用文件存储 调度运行 使用K8S亲和/反亲和调度策略 使用部署系统的调度能力 差异引入问题与实践建议 部署提前到构建阶段,应用需要支持动态配置与静态程序分离;如果在传统部署脚本中依赖外部动态配置,这部分需要做一些调整。 打包格式发生变化,制作容器镜像需要注意安全/效率因素,可参考Dockerfile最佳实践 容器镜像存储与分发是按layer来组织的,镜像在传输过程中放篡改的方式是传统软件包有差异。 3.监控/日志/DFX 差异 容器 虚拟化 监控 cpu/mem的资源上限是cgroup定义的;containerd/shim/docker-daemon等进程的监控 传统进程监控 日志采集 stdout/stderr日志采集方式变化;日志持久化需要挂载到volume;进程会被随机调度到其他节点导致日志需要实时采集否则分散很难定位 传统日志采集 问题定位 进程down之后自动拉起会导致问题定位现场丢失;无法停止进程来定位问题因为停止即删除实例 传统问题定位手段 差异引入问题实践与建议 使用成熟的监控工具,运行在docker中的应用使用cadvisor+prometheus实现采集与警报,cadvisor中预置了常用的监控指标项 对于docker管理进程(containerd/shim/docker-daemon)也需要一并监控 使用成熟的日志采集工具,如果已有日志采集Agent,则可以考虑将日志文件挂载到volume后由Agent采集;需要注意的是stderr/stdout输出也要一并采集 如果希望容器内应用进程退出后保留现场定位问题,则可以将Pod的restartPolicy设置为never,进程退出后进程文件都还保留着(/var/lib/docker/containers)。但是这么做的话需要进程没有及时恢复,会影响业务,需要自己实现进程重拉起。 团队配合 与周边的开发团队、架构团队、测试团队、运维团队评审并交流方案,与周边团队达成一致。 落地策略与注意事项 逐步演进过程中网络互通 根据当前已经存在的基础实施情况,选择容器化落地策略。通常使用逐步演进的方式,由于容器化引入了独立的网络namespace导致容器与传统虚拟机进程网络隔离,逐步演进过程中如何打通隔离的网络是最大的挑战。 分两种场景讨论: 不同服务集群之间使用VIP模式互通: 这种模式相对简单,基于VIP做灰度发布。 不同服务集群之间使用微服务点对点模式互通(SpringCloud/ServiceComb/Dubbo都是这一类): 这种模式相对复杂,在逐步容器化过程中,要求容器网络与传统虚拟机网络能够互通(难点是在虚拟机进程内能够直接访问到容器网络的IP地址),当前解决这个问题有几种方法。 自建Kubernetes场景,可使用开源的kube-router,kube-router 使用BGP协议实现容器网络与传统虚拟机网络之间互通,要求网络交换机支持BGP协议。 使用云厂商托管Kubernetes场景,选择云厂商提供的VPC-Router互通的网络插件,如阿里云的Terway网络插件, 华为云的Underlay网络模式。 选择物理机还是虚拟机 选择物理机运行容器还是虚拟机运行容器,需要结合基础设施与业务隔离性要求综合考虑。分两种场景:自建IDC、租用公有云。 自建IDC: 理想情况是使用物理机组成一个大集群,根据业务诉求,对资源保障与安全性要求高的应用,使用MicorVM方式隔离;普通应用使用LXC方式隔离。所有物理机在一个大集群内,方便削峰填谷提升资源利用率。 租用公有云:当前公有云厂家提供的裸金属服务价格较贵且只能包周期,使用裸金属性价比并不高,使用虚拟机更合适。 集群规模与划分 选择集群时候,是多个应用共用一个大集群,还是按应用分组分成多个小集群呢?我们把节点规模数量>=1000的定义为大集群,节点数<1000的定义为小集群。 大集群的优点是资源池共享容器,方便资源调度(削峰填谷);缺点是随着节点数量与负载数量的增多,会引入管理性能问题(需要量化): DNS 解析表变大,增加/删除 Service 或 增加/删除 Endpoint 导致DNS表刷新慢 K8S Service 转发表变大,导致工作负载增加/删除刷新iptables/ipvs记录变慢 etcd 存储空间变大,如果加上ConfigMap,可能导致 etcd 访问时延增加 小集群的优点是不会有管理性能问题,缺点是会导致资源碎片化,不容易共享。共享分两种情况: 应用之间削峰填谷:目前无法实现 计算任务与应用之间削峰填谷:由于计算任务是短时任务,可以通过上层的任务调度软件,在多个集群之间分发计算任务,从而达到集群之间资源共享的目的。 选择集群规模的时候,可以参考上述分析,结合实际情况选择适合的集群划分。 Helm? Helm是为了解决K8S管理对象散碎的问题,在K8S中并没有"应用"的概念,只有一个个散的对象(Deployment, ConfigMap, Service, etc),而一个"应用"是多个对象组合起来的,且这些对象之间还可能存在一定的版本配套关系。 Helm 通过将K8S多个对象打包为一个包并标注版本号形成一个"应用",通过 Helm 管理进程部署/升级这个"应用"。这种方式解决了一些问题(应用分发更方便)同时也引入了一些问题(引入Helm增加应用发布/管理复杂度、在K8S修改了对象后如何同步到Helm)。对于是否需要使用Helm,建议如下: 在自运维模式下不使用Helm: 自运维模式下,很多场景是开发团队交付一个运行包,运维团队负责部署与配置下发,内部通过兼容性或软件包与配置版本配套清单、管理软件包与配置的配套关系。 在交付软件包模式下使用Helm: 交付软件包模式下,Helm 这种把散碎组件组装为一个应用的模式比较适合,使用Helm实现软件包分发/部署/升级场比较简单。 Reference DOCKER vs LXC vs VIRTUAL MACHINES Cgroup与LXC简介 Introducing Container Runtime Interface (CRI) in Kubernetes frakti rkt appc-spec OCI 和 runc:容器标准化和 docker Linux 容器技术史话:从 chroot 到未来 Linux Namespace和Cgroup Java inside docker: What you must know to not FAIL QEMU,KVM及QEMU-KVM介绍 kvm libvirt qemu实践系列(一)-kvm介绍 KVM 介绍(4):I/O 设备直接分配和 SR-IOV [KVM PCI/PCIe Pass-Through SR-IOV] prometheus-book 到底什么是Unikernel? The Rise and Fall of the Operating System The Design and Implementation of the Anykernel and Rump Kernels UniKernel Unikernel:从不入门到入门 OSv 京东如何打造K8s全球最大集群支撑万亿电商交易 Cloud Native App Hub 更多云最佳实践 https://best.practices.cloud 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/sinat_33155975/article/details/118013855。 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。
2023-09-17 15:03:28
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Among the environmental problems, soil problem and water quality problem is one of the very important topics. Element analysis is often used for soil monitoring and water quality monitoring. Although the traditional laboratory detection method has high accuracy and good accuracy, it takes a long time and the process is complex, so it is impossible to realize in-situ detection or remote rapid detection. Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) can effectively improve the above problems, but its accuracy is low and there is interference between adjacent characteristic lines. Laser-induced breakdown spectroscopy assisted with laser-induced fluorescence (LIBS-LIF) is a further enhancement and upgrade of LIBS technology to meet the detection needs. This paper first introduces the basic principles of LIBS technology and LIBS-LIF technology, then briefly introduces the application of LIBS-LIF technology in soil monitoring, and introduces the application origin and research progress of LIBS-LIF technology. Then it introduces the application of LIBS technology and LIBS-LIF technology in water quality monitoring. Because the way of pretreatment is the most important in liquid detection, the pretreatment methods of liquid testing samples are briefly summarized here. Finally, the application of LIBS-LIF technology in the environment is summarized and prospected. LIBS-LIF technology has incomparable advantages over traditional laboratory testing, and it is also in a hot research direction, with unlimited potential in the future. Keywords: Laser induced breakdown spectroscopy(LIBS); Laser induced breakdown spectroscopy assisted with Laser Induced fluorescence(LIBS-LIF); Environmental monitoring; Soil monitoring; Water quality monitoring Completion time: 2021-11 目录 0. 引言 1. 技术简介 1.1 LIBS技术简介 1.1.1 LIBS技术的基本原理 1.1.2 LIBS技术的定量分析 1.1.3 LIBS技术的优缺点 1.2 LIBS-LIF技术 1.2.1 LIF技术的基本原理 1.2.2 Co原子的LIBS-LIF增强原理 2. LIBS-LIF技术用于土壤监测 2.1 早期研究 2.2 近期研究现状 3. LIBS及LIBS-LIF技术用于水质监测 3.1液体直接检测 3.2液固转换检测 3.2.1吸附法 3.2.2成膜法 3.2.3微萃取法 3.2.4冷冻法 3.2.5电沉积法 3.3液气转换检测 4. 总结与展望 参考文献 0. 引言 随着经济的发展,人们物质生活水平提高的同时,环境的问题也愈发突出,其中,土壤问题和水体问题十分突出。 土壤是包括人类在内的一切生物体生存的载体,土壤的质量与农作物的生长息息相关,而农作物的收成则是人类发展的基石。在工业化发展的影响下,土壤重金属污染和积累成为了一个世界性的问题,尤其在中国特别是长三角地区尤为严重[1]。 水是生命之源,水体问题直接关系到所有生物体的生存。环境中的水体问题,主要集中在工业废水的治理与监测上。工业废水中含有大量重金属元素,其难以生物降解,重金属元素会随着水体流动而扩散。 物质元素分析在土壤分析和水质分析上是常用的方式。传统的分析方法是基于实验室的元素光谱分析法,其具有高精度、高稳定的特点,如:原子吸收光谱法(Atomic absorption spectrometry, AAS)、电感耦合等离子体质谱法(Inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, ICP-AES)等,但是此类光谱的检测样品预处理复杂、检测操作难度高、需要庞大复杂的实验设备,且对样品造成损坏,有所不便[2,3]。 激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一种基于原子光谱分析技术,与传统的光谱分析技术相比,其实验装置简单便携、操作简便、应用广泛、可远程测量,同时有在简单预处理样品或根本不预处理的情况下进行现场测量的潜力。因此,其满足在环境监测中,特别是土壤监测和水质监测此类希望可以在现场检测、快速便捷检测,同时精度较高的需求。LIBS技术很容易与其他技术如激光诱导荧光技术(Laser induced fluorescence, LIF)、拉曼光谱(Raman)等技术联用,进一步提高了 LIBS技术的检测准确度和竞争力[4]。 1. 技术简介 1.1 LIBS技术简介 LIBS技术最早可以追溯到20世纪60年代Brech, F.和Cross, L.所做的激光诱导火花散射实验,其中的一项实验使用红宝石激光器产生的激光照射材料后产生等离子体羽流。经过了几十年的发展,LIBS技术得到了显著发展,其在环境检测、文物保护鉴定、岩石检测、宇宙探索等领域中被广泛应用。 1.1.1 LIBS技术的基本原理 LIBS技术的装置主要由脉冲激光器、光谱仪、样品装载平台和计算机组成,光谱仪和计算机之间常常由光电倍增管或CCD等光电转换器件连接,如图 1所示[3]。 图 1 LIBS实验装置图[3] 首先,通过脉冲激光器产生强脉冲激光后由透镜聚焦到样品上,被聚焦区域的样品吸收,产生初始自由电子,并在持续的激光脉冲作用下加速。初始自由电子获取到足够高的能量之后,会轰击原子电离产生新的自由电子。随着激光脉冲作用的持续,自由电子和原子的作用如此往复碰撞,在短时间内形成等离子体,形成烧蚀坑。接着,激光脉冲结束,等离子体温度逐渐降低,产生连续背景辐射并产生原子或离子的发射光谱。通过光谱仪采集信号,在计算机上分析特征谱线的波长和强度信息就可以对样本中的元素进行定性和定量分析[2]。 1.1.2 LIBS技术的定量分析 由文献[2]可知,LIBS技术的定量分析方法通常有外标法、内标法和自由校准法(CF)。其中,最简单方便的是外标法。 外标法由光谱分析基本定量公式Lomakin-Scheibe公式 I=aCb(1)I=aC^b \tag{1} I=aCb(1) 式中III为光谱强度,aaa为比例系数,CCC为元素浓度,bbb为自吸收系数。自吸收系数bbb会随着元素浓度CCC的减小而增大,当元素浓度CCC很小时,b=1b=1b=1。使用同组仪器测量时aaa和bbb的值为定值。 将式(1)左右两边取对数,得 lgI=blgC+lga(2)lgI=blgC+lga \tag{2} lgI=blgC+lga(2) 由式(2)可知,当b=1时,光谱强度和元素浓度呈线性关系。因此,可以通过检验一组标准样品的元素浓度和对应的光谱强度,绘制出对应的标准曲线,从而根据曲线的得到未知样品的浓度值。 如图 2 (a)(b)所示,通过使用LIBS技术多次测定一系列含有Co元素的标准样品的光谱强度后取平均可以绘制出图 2 (b)所示的校正曲线[5]。同时可以计算出曲线的相关系数R^2、交叉验证均方差(RMSECV)和样品中Co元素的检出限(LOD)。 图 2 用LIBS和LIBS-LIF技术测定有效钴元素的光谱和校准曲线[5] (a) (b)使用LIBS技术测定,(c) (d)使用LIBS-LIF技术测定 1.1.3 LIBS技术的优缺点 随着LIBS技术的提高和广泛应用,其自身独特的优势也显示出来,其主要优点主要如下[6]: (1)样品不需要进行预处理或只需要稍微预处理。 (2)样品检测时间短,相较于传统的AAS、ICP-AES等技术检测需要几分钟到几小时的时间相比,LIBS技术检测只需要3-60秒。 (3)样品的检出限LOD高,对于低浓度样品检测更加灵敏精确。 (4)实验装置结构简单,便携性高。 (5)可用于远程遥感监测 (6)对于检测样品的损伤基本没有,十分适合对于文物遗迹等方面进行应用 LIBS技术也有着自身的缺陷,其中问题最大的就是相较于传统的AAS、ICP-AES等技术来说,LIBS的检测准确性低,只有5-20%。 但LIBS还有一个优点在于很容易与其他技术如激光诱导荧光技术(Laser induced fluorescence, LIF)、拉曼光谱(Raman)等技术联用,可以弥补LIBS技术的检测准确率低的缺陷,同时结合其他技术的优势提高竞争力[7]。 1.2 LIBS-LIF技术 LIBS技术常常与LIF技术联合使用,即LIBS-LIF技术。通过LIF技术对特征曲线信号的选择性加强作用,有效的提高了检测的准确率,改善了单独使用LIBS检测准确率低的缺陷。 LIBS-LIF技术在1979年由Measures, R. M.和Kwong, H. S.首次使用,用于各种样品中微量铬元素的选择性激发。 1.2.1 LIF技术的基本原理 LIF技术,是通过激光辐射激发原子或者分子,之后被照射的原子或分子自发发射出的荧光。 首先,调节入射激光的波长,从而改变入射激光的能量。之后,当入射激光的能量与检测区域中的气态分子或原子的能级差相同时,分子或原子将被激光共振激发跃迁至激发态,但是这种激发态并不稳定,会通过自发辐射释放出另一个光子能量并向下跃迁,同时发射出分子或原子荧光,这便是激光诱导荧光。 其中,分子或原子发射荧光的跃迁过程主要有共振荧光、直越线荧光、阶跃线荧光和多光子荧光四种,如图3所示[2]。元素被激发的直跃线荧光往往强度大,散射光干扰弱,故被常用。 图 3 分子或原子发射荧光的跃迁过程[2] 1.2.2 Co原子的LIBS-LIF增强原理 下面将以Co元素为例,说明LIBS-LIF技术的原理。 Co元素直跃线荧光的产生原理图如图 4所示[5]。波长为304.40nm的激光能量刚好等于Co原子基态到高能态(4.07eV)的能级差,Co原子被304.40nm的激发照射后跃迁至该能级。随后,该能级上的Co原子通过自发辐射释放能量跃迁至低能态(0.43eV),同时发出波长为304.51nm的荧光。因此,采用LIF的激发波长为304.40nm,光谱仪对应的检测波长为304.51nm。 图 4 Co元素直跃线荧光产生原理图[5] LIBS-LIF技术的装置如图 5所示[5],与LIBS装置不同的是其增加了一台可调激光器,如染料激光器、OPO激光器等。其用于激发特定元素的被之前LIBS激发出的等离子体。该激光平行于样品表面照射,不会对样品产生损伤。 图 5 LIBS-LIF实验装置图[5] 在本次Co元素的检测中,OPO激光器的波长为304.40nm。样品首先通过脉冲激光器垂直照射后产生等离子体,原理和LIBS技术一致。之后使用OPO激光器产生的304.40nm的激光照射等离子体,激发荧光信号,增强特征谱线的强度。最后通过光谱仪采集信号,在计算机上分析特征谱线。 LIBS-LIF技术对Co原子测定的光谱和校正曲线如图 2 (c)(d)所示。通过与(a)(b)图对可得到,使用LIBS-LIF技术明显增强了Co原子的特征谱线强度,同时定量分析得到的校正曲线的相关系数R^2、交叉验证均方差(RMSECV)和样品中Co元素的检出限(LOD)数值都有很好的改善。 2. LIBS-LIF技术用于土壤监测 土壤监测是LIBS-LIF技术的最传统应用方向之一。土壤成分复杂,蕴含多种微量元素,这些元素必须维持在合理的范围内。若如铬等相关微量元素过低,则会对作物的生长产生影响;而若铅等重金属元素过高,则表明土地受到了污染,种植出的作物可能存在重金属残留的问题。 2.1 早期研究 LIBS-LIF技术用于大气压下的土壤元素检测可以最早追溯到1997年Gornushkin等人使用LIBS技术联合大气紫外线测定石墨、土壤和钢中钴元素的可行性[8],其紫外线即起到作为LIF光源的作用。 之后,为了评估该技术在现场快速检测分析中的可行性,其使用了可以同时检测分析22种元素的Paschen-Runge光谱仪以发挥LIBS技术可以快速检测多种元素的优势。同时使用染料激光器作为LIF光源,使用LIBS-LIF技术对Cd和TI元素进行了信号选择性增强测量,排除了邻近元素谱线的干扰。但是对于Pb元素还无法检测[9]。 2.2 近期研究现状 华中科技大学GAO等人在2018年对土壤中难以检测的Sb元素使用LIBS-LIF技术进行检验,排除了检验Sb元素时邻近Si元素的干扰,并探讨了使用常规LIBS时在287nm-289nm的波长下不同的ICCD延时长度对信号强度的影响,以及使用LIBS-LIF技术时作为LIF光源的OPO激光器激光能量对Sb元素特征谱线信号强度与信噪比的影响、激光光源脉冲间延时长度对Sb元素特征谱线信号强度与信噪比的影响,由相关结果得到了最优实验条件[10],如图 6至图 8所示。 图 6 不同ICCD延迟时间下样品在287.0-289.0 nm波段的光谱 图 7 LIBS-LIF和常规LIBS得到的光谱比较 图 8 Sb特征谱线的强度和信噪比曲线 (A)Sb特征谱线的强度和信噪比随OPO激光能量的变化关系;(B)Sb特征谱线的强度和信噪比随两个激光器之间脉冲延迟的变化关系 近期,该实验室研究了利用LIBS-LIF测定土壤中的有效钴含量。该实验着重于研究检测土壤中能被植物吸收的元素,即有效元素,强化研究的实际意义;利用DPTA提取样品,增大检测浓度;使用LIBS-LIF测定有效钴含量,排除了相邻元素的干扰。 3. LIBS及LIBS-LIF技术用于水质监测 LIBS及LIBS-LIF技术用于水质检测的原理和流程土壤检测基本一致,但是面临着更多的挑战。在水样的元素定量测定中,水的溅射会干扰到光的传播和收集,从而降低采集的灵敏度;由于水中羟基(OH)的猝灭作用会使得激发的等离子体寿命较短,因此等离子体的辐射强度低,进而影响分析灵敏度[2]。同时,由于部分实验方式造成使用LIBS-LIF技术不太方便,只能使用传统LIBS技术。 因此,在使用LIBS技术进行检验时还需要做相关改进。最常见的就是进行样品的预处理,在样品制备上进行改进。 由文献[11]整理可知,样品的预处理主要可以分为液体直接检测、液固转换检测、液气转换检测三种。 3.1液体直接检测 液体直接检测主要有两种方式:将光聚焦在静态液体测量和将光聚焦在流动的液体测量两种。 最早期使用LIBS技术进行检验的就是直接将光聚焦在静态液体表面测量。但其精确度和灵敏度往往比将光聚焦在流动的液体测量低。Barreda等人比较了在静态、液体喷射态和液体流动态下硅油中的铂元素使用LIBS进行检测,最后液体喷射态和液体流动态下的LOD比静态下降低了7倍[12]。 但上述实验是在有气体保护下进行的结果。总体上看,液体直接检测并不是一个很好的选择。 图 9 液体分析的三种不同实验装置图[12] a液体喷射分析,b静态液体分析,c通道流动液体分析 3.2液固转换检测 液固转换法是检测中最常用的方法,其主要可以分为以下几类: 3.2.1吸附法 吸附法是最常用的预处理方式,利用可吸附材料吸收液体中的微量元素。常用的材料有碳平板、离子交换聚合物膜,或者滤纸、竹片等将液体转换为固体,从而进行分析。 2008年,华南理工大学Chen等人以木片作为基底吸附水溶液的方式测定了Cr、Mn、Cu、Cd、Pb五种金属元素在微量浓度下的校正曲线,其检出限比激光聚焦在页面上直接分析高出2-3个数量级[13]。之后2017年,同实验室的Kang等人以木片作为基底吸附水溶液的方式,使用LIBS-LIF技术对水中的痕量铅进行了高灵敏度测量,最后得到的铅元素的LOD为~0.32ppb,超过了传统实验室检测技术ICP-AES的检测方式,为国际领先水平[14]。 3.2.2成膜法 与吸附法相反,成膜法是将水样滴在非吸水性衬底上,如Si+SiO2衬底和多空电纺超细纤维等,然后干燥成膜,从而转化为固体进行分析。 3.2.3微萃取法 微萃取法是利用萃取剂和溶液中的微量元素化学反应来实现富集。其中,分散液液体微萃取(Dispersion liquid-liquid microextraction, DLLME)是一种简单、经济、富集倍数高、萃取效率高的方法,被广泛使用。 3.2.4冷冻法 将液体冷冻成为冰是液固转化的一种直接预处理方式,冰的消融可以防止液体飞溅和摇晃,从而改善液体分析性能。 3.2.5电沉积法 电沉积法是利用电化学反应,将液体中的样品转化为固体样品并进行预浓缩,之后用于检测。该方法可以使得灵敏度大大提高,但是实验设备也变得复杂,预处理工作量也有变大。 3.3液气转换检测 将液体转化为气溶胶可以使得样品更加稳定,从而产生更稳定的检测信号。可以使用超声波雾化器和膜干燥器等产生气溶胶,再进行常规的LIBS-LIF检测。 Aras等人使用超声波雾化器和薄膜干燥器单元产生亚微米级的气溶胶,实现了液气体转换,并在实际水样上测试了该超声雾化-LIBS系统的适用性,相关实验装置如图 10、图 11所示[15]。 图 10 用于金属气溶胶分析的LIBS实验装置图[15] M:532 nm反射镜,L:聚焦准直透镜,W:石英,P:泵浦,BD:光束转储 图 11 样品导入部分结构图[15] (A)与薄膜干燥器相连的USN颗粒发生器去溶装置(加热器和冷凝器);(B)与5个武装聚四氟乙烯等离子电池相连的薄膜干燥器。G:进气口,DU:脱溶装置,W:废料,MD:薄膜干燥机,L:激光束方向,C:样品池,M:反射镜,F.L.:聚焦透镜 4. 总结与展望 本文简要介绍了LIBS和LIBS-LIF的原理,并对LIBS-LIF在环境监测中的土壤监测和水质检测做了简要的介绍和分类。 LIBS-LIF在土壤监测的技术已经逐渐成熟,基本实现了土壤的快速检测,同时也有相关便携式设备的研究正在进行。对于水质监测方面,使用LIBS-LIF检测往往集中在液固转换法的使用上,对于气体和液体直接检测,由于部分实验装置的限制,联用LIF技术往往比较困难,只能使用传统的LIBS技术。 LIBS-LIF技术快速检测、不需要样品预处理或只需要简单处理、可以实现就地检测等优势与传统实验室检测相比有着独到的优势,虽然目前由于技术限制精度还不够高,但是在当前该领域的火热研究趋势下,相信未来该技术必定可以大放异彩,为绿色中国奉献光学领域的智慧。 参考文献 [1] Hu B, Jia X, Hu J, et al.Assessment of Heavy Metal Pollution and Health Risks in the Soil-Plant-Human System in the Yangtze River Delta, China[J].International Journal of Environmental Research and Public Health,2017, 14 (9): 1042. 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//可以采用网络上免费提供的ip库int userID = random.nextInt(10000);int adID = random.nextInt(100);String province = provinces[random.nextInt(4)];String city = cities.get(province)[random.nextInt(3)];String clickedAd = timestamp + "\t" + ip + "\t" + userID + "\t" + adID + "\t" + province + "\t" + city;producer.send(new KeyedMessage<Integer, String>("AdClicked", clickedAd));try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }} }).start();} } package com.tom.spark.SparkApps.sparkstreaming;import java.sql.Connection;import java.sql.DriverManager;import java.sql.PreparedStatement;import java.sql.ResultSet;import java.sql.SQLException;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.HashMap;import java.util.HashSet;import java.util.Iterator;import java.util.List;import java.util.Map;import java.util.Set;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import kafka.serializer.StringDecoder;import org.apache.spark.SparkConf;import org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD;import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;import org.apache.spark.api.java.function.Function;import org.apache.spark.api.java.function.Function2;import org.apache.spark.api.java.function.PairFunction;import org.apache.spark.api.java.function.VoidFunction;import org.apache.spark.sql.DataFrame;import org.apache.spark.sql.Row;import org.apache.spark.sql.RowFactory;import org.apache.spark.sql.hive.HiveContext;import org.apache.spark.sql.types.DataTypes;import org.apache.spark.sql.types.StructType;import org.apache.spark.streaming.Durations;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaDStream;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaPairDStream;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaPairInputDStream;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaStreamingContext;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaStreamingContextFactory;import org.apache.spark.streaming.kafka.KafkaUtils;import com.google.common.base.Optional;import scala.Tuple2;/ 数据处理,Kafka消费者/public class AdClickedStreamingStats {/ @param args/public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub//好处:1、checkpoint 2、工厂final SparkConf conf = new SparkConf().setAppName("SparkStreamingOnKafkaDirect").setMaster("hdfs://Master:7077/");final String checkpointDirectory = "hdfs://Master:9000/library/SparkStreaming/CheckPoint_Data";JavaStreamingContextFactory factory = new JavaStreamingContextFactory() {public JavaStreamingContext create() {// TODO Auto-generated method stubreturn createContext(checkpointDirectory, conf);} };/ 可以从失败中恢复Driver,不过还需要指定Driver这个进程运行在Cluster,并且在提交应用程序的时候制定--supervise;/JavaStreamingContext javassc = JavaStreamingContext.getOrCreate(checkpointDirectory, factory);/ 第三步:创建Spark Streaming输入数据来源input Stream: 1、数据输入来源可以基于File、HDFS、Flume、Kafka、Socket等 2、在这里我们指定数据来源于网络Socket端口,Spark Streaming连接上该端口并在运行的时候一直监听该端口的数据 (当然该端口服务首先必须存在),并且在后续会根据业务需要不断有数据产生(当然对于Spark Streaming 应用程序的运行而言,有无数据其处理流程都是一样的) 3、如果经常在每间隔5秒钟没有数据的话不断启动空的Job其实会造成调度资源的浪费,因为并没有数据需要发生计算;所以 实际的企业级生成环境的代码在具体提交Job前会判断是否有数据,如果没有的话就不再提交Job;///创建Kafka元数据来让Spark Streaming这个Kafka Consumer利用Map<String, String> kafkaParameters = new HashMap<String, String>();kafkaParameters.put("metadata.broker.list", "Master:9092,Worker1:9092,Worker2:9092");Set<String> topics = new HashSet<String>();topics.add("SparkStreamingDirected");JavaPairInputDStream<String, String> adClickedStreaming = KafkaUtils.createDirectStream(javassc, String.class, String.class, StringDecoder.class, StringDecoder.class,kafkaParameters, topics);/因为要对黑名单进行过滤,而数据是在RDD中的,所以必然使用transform这个函数; 但是在这里我们必须使用transformToPair,原因是读取进来的Kafka的数据是Pair<String,String>类型, 另一个原因是过滤后的数据要进行进一步处理,所以必须是读进的Kafka数据的原始类型 在此再次说明,每个Batch Duration中实际上讲输入的数据就是被一个且仅被一个RDD封装的,你可以有多个 InputDStream,但其实在产生job的时候,这些不同的InputDStream在Batch Duration中就相当于Spark基于HDFS 数据操作的不同文件来源而已罢了。/JavaPairDStream<String, String> filteredadClickedStreaming = adClickedStreaming.transformToPair(new Function<JavaPairRDD<String,String>, JavaPairRDD<String,String>>() {public JavaPairRDD<String, String> call(JavaPairRDD<String, String> rdd) throws Exception {/ 在线黑名单过滤思路步骤: 1、从数据库中获取黑名单转换成RDD,即新的RDD实例封装黑名单数据; 2、然后把代表黑名单的RDD的实例和Batch Duration产生的RDD进行Join操作, 准确的说是进行leftOuterJoin操作,也就是说使用Batch Duration产生的RDD和代表黑名单的RDD实例进行 leftOuterJoin操作,如果两者都有内容的话,就会是true,否则的话就是false 我们要留下的是leftOuterJoin结果为false; /final List<String> blackListNames = new ArrayList<String>();JDBCWrapper jdbcWrapper = JDBCWrapper.getJDBCInstance();jdbcWrapper.doQuery("SELECT FROM blacklisttable", null, new ExecuteCallBack() {public void resultCallBack(ResultSet result) throws Exception {while(result.next()){blackListNames.add(result.getString(1));} }});List<Tuple2<String, Boolean>> blackListTuple = new ArrayList<Tuple2<String,Boolean>>();for(String name : blackListNames) {blackListTuple.add(new Tuple2<String, Boolean>(name, true));}List<Tuple2<String, Boolean>> blacklistFromListDB = blackListTuple; //数据来自于查询的黑名单表并且映射成为<String, Boolean>JavaSparkContext jsc = new JavaSparkContext(rdd.context());/ 黑名单的表中只有userID,但是如果要进行join操作的话就必须是Key-Value,所以在这里我们需要 基于数据表中的数据产生Key-Value类型的数据集合/JavaPairRDD<String, Boolean> blackListRDD = jsc.parallelizePairs(blacklistFromListDB);/ 进行操作的时候肯定是基于userID进行join,所以必须把传入的rdd进行mapToPair操作转化成为符合格式的RDD/JavaPairRDD<String, Tuple2<String, String>> rdd2Pair = rdd.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String,String>, String, Tuple2<String, String>>() {public Tuple2<String, Tuple2<String, String>> call(Tuple2<String, String> t) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubString userID = t._2.split("\t")[2];return new Tuple2<String, Tuple2<String,String>>(userID, t);} });JavaPairRDD<String, Tuple2<Tuple2<String, String>, Optional<Boolean>>> joined = rdd2Pair.leftOuterJoin(blackListRDD);JavaPairRDD<String, String> result = joined.filter(new Function<Tuple2<String,Tuple2<Tuple2<String,String>,Optional<Boolean>>>, Boolean>() {public Boolean call(Tuple2<String, Tuple2<Tuple2<String, String>, Optional<Boolean>>> tuple)throws Exception {// TODO Auto-generated method stubOptional<Boolean> optional = tuple._2._2;if(optional.isPresent() && optional.get()){return false;} else {return true;} }}).mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String,Tuple2<Tuple2<String,String>,Optional<Boolean>>>, String, String>() {public Tuple2<String, String> call(Tuple2<String, Tuple2<Tuple2<String, String>, Optional<Boolean>>> t)throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn t._2._1;} });return result;} });//广告点击的基本数据格式:timestamp、ip、userID、adID、province、cityJavaPairDStream<String, Long> pairs = filteredadClickedStreaming.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String,String>, String, Long>() {public Tuple2<String, Long> call(Tuple2<String, String> t) throws Exception {String[] splited=t._2.split("\t");String timestamp = splited[0]; //YYYY-MM-DDString ip = splited[1];String userID = splited[2];String adID = splited[3];String province = splited[4];String city = splited[5]; String clickedRecord = timestamp + "_" +ip + "_"+userID+"_"+adID+"_"+province +"_"+city;return new Tuple2<String, Long>(clickedRecord, 1L);} });/ 第4.3步:在单词实例计数为1基础上,统计每个单词在文件中出现的总次数/JavaPairDStream<String, Long> adClickedUsers= pairs.reduceByKey(new Function2<Long, Long, Long>() {public Long call(Long i1, Long i2) throws Exception{return i1 + i2;} });/判断有效的点击,复杂化的采用机器学习训练模型进行在线过滤 简单的根据ip判断1天不超过100次;也可以通过一个batch duration的点击次数判断是否非法广告点击,通过一个batch来判断是不完整的,还需要一天的数据也可以每一个小时来判断。/JavaPairDStream<String, Long> filterClickedBatch = adClickedUsers.filter(new Function<Tuple2<String,Long>, Boolean>() {public Boolean call(Tuple2<String, Long> v1) throws Exception {if (1 < v1._2){//更新一些黑名单的数据库表return false;} else { return true;} }});//filterClickedBatch.print();//写入数据库filterClickedBatch.foreachRDD(new Function<JavaPairRDD<String,Long>, Void>() {public Void call(JavaPairRDD<String, Long> rdd) throws Exception {rdd.foreachPartition(new VoidFunction<Iterator<Tuple2<String,Long>>>() {public void call(Iterator<Tuple2<String, Long>> partition) throws Exception {//使用数据库连接池的高效读写数据库的方式将数据写入数据库mysql//例如一次插入 1000条 records,使用insertBatch 或 updateBatch//插入的用户数据信息:userID,adID,clickedCount,time//这里面有一个问题,可能出现两条记录的key是一样的,此时需要更新累加操作List<UserAdClicked> userAdClickedList = new ArrayList<UserAdClicked>();while(partition.hasNext()) {Tuple2<String, Long> record = partition.next();String[] splited = record._1.split("\t");UserAdClicked userClicked = new UserAdClicked();userClicked.setTimestamp(splited[0]);userClicked.setIp(splited[1]);userClicked.setUserID(splited[2]);userClicked.setAdID(splited[3]);userClicked.setProvince(splited[4]);userClicked.setCity(splited[5]);userAdClickedList.add(userClicked);}final List<UserAdClicked> inserting = new ArrayList<UserAdClicked>();final List<UserAdClicked> updating = new ArrayList<UserAdClicked>();JDBCWrapper jdbcWrapper = JDBCWrapper.getJDBCInstance();//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountfor(final UserAdClicked clicked : userAdClickedList) {jdbcWrapper.doQuery("SELECT clickedCount FROM adclicked WHERE"+ " timestamp =? AND userID = ? AND adID = ?",new Object[]{clicked.getTimestamp(), clicked.getUserID(),clicked.getAdID()}, new ExecuteCallBack() {public void resultCallBack(ResultSet result) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubif(result.next()) {long count = result.getLong(1);clicked.setClickedCount(count);updating.add(clicked);} else {inserting.add(clicked);clicked.setClickedCount(1L);} }});}//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountList<Object[]> insertParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(UserAdClicked insertRecord : inserting) {insertParametersList.add(new Object[] {insertRecord.getTimestamp(),insertRecord.getIp(),insertRecord.getUserID(),insertRecord.getAdID(),insertRecord.getProvince(),insertRecord.getCity(),insertRecord.getClickedCount()});}jdbcWrapper.doBatch("INSERT INTO adclicked VALUES(?, ?, ?, ?, ?, ?, ?)", insertParametersList);//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountList<Object[]> updateParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(UserAdClicked updateRecord : updating) {updateParametersList.add(new Object[] {updateRecord.getTimestamp(),updateRecord.getIp(),updateRecord.getUserID(),updateRecord.getAdID(),updateRecord.getProvince(),updateRecord.getCity(),updateRecord.getClickedCount() + 1});}jdbcWrapper.doBatch("UPDATE adclicked SET clickedCount = ? WHERE"+ " timestamp =? AND ip = ? AND userID = ? AND adID = ? "+ "AND province = ? AND city = ?", updateParametersList);} });return null;} });//再次过滤,从数据库中读取数据过滤黑名单JavaPairDStream<String, Long> blackListBasedOnHistory = filterClickedBatch.filter(new Function<Tuple2<String,Long>, Boolean>() {public Boolean call(Tuple2<String, Long> v1) throws Exception {//广告点击的基本数据格式:timestamp,ip,userID,adID,province,cityString[] splited = v1._1.split("\t"); //提取key值String date =splited[0];String userID =splited[2];String adID =splited[3];//查询一下数据库同一个用户同一个广告id点击量超过50次列入黑名单//接下来 根据date、userID、adID条件去查询用户点击广告的数据表,获得总的点击次数//这个时候基于点击次数判断是否属于黑名单点击int clickedCountTotalToday = 81 ;if (clickedCountTotalToday > 50) {return true;}else {return false ;} }});//map操作,找出用户的idJavaDStream<String> blackListuserIDBasedInBatchOnhistroy =blackListBasedOnHistory.map(new Function<Tuple2<String,Long>, String>() {public String call(Tuple2<String, Long> v1) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn v1._1.split("\t")[2];} });//有一个问题,数据可能重复,在一个partition里面重复,这个好办;//但多个partition不能保证一个用户重复,需要对黑名单的整个rdd进行去重操作。//rdd去重了,partition也就去重了,一石二鸟,一箭双雕// 找出了黑名单,下一步就写入黑名单数据库表中JavaDStream<String> blackListUniqueuserBasedInBatchOnhistroy = blackListuserIDBasedInBatchOnhistroy.transform(new Function<JavaRDD<String>, JavaRDD<String>>() {public JavaRDD<String> call(JavaRDD<String> rdd) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn rdd.distinct();} });// 下一步写入到数据表中blackListUniqueuserBasedInBatchOnhistroy.foreachRDD(new Function<JavaRDD<String>, Void>() {public Void call(JavaRDD<String> rdd) throws Exception {rdd.foreachPartition(new VoidFunction<Iterator<String>>() {public void call(Iterator<String> t) throws Exception {// TODO Auto-generated method stub//插入的用户信息可以只包含:useID//此时直接插入黑名单数据表即可。//写入数据库List<Object[]> blackList = new ArrayList<Object[]>();while(t.hasNext()) {blackList.add(new Object[]{t.next()});}JDBCWrapper jdbcWrapper = JDBCWrapper.getJDBCInstance();jdbcWrapper.doBatch("INSERT INTO blacklisttable values (?)", blackList);} });return null;} });/广告点击累计动态更新,每个updateStateByKey都会在Batch Duration的时间间隔的基础上进行广告点击次数的更新, 更新之后我们一般都会持久化到外部存储设备上,在这里我们存储到MySQL数据库中/JavaPairDStream<String, Long> updateStateByKeyDSteam = filteredadClickedStreaming.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String,String>, String, Long>() {public Tuple2<String, Long> call(Tuple2<String, String> t)throws Exception {String[] splited=t._2.split("\t");String timestamp = splited[0]; //YYYY-MM-DDString ip = splited[1];String userID = splited[2];String adID = splited[3];String province = splited[4];String city = splited[5]; String clickedRecord = timestamp + "_" +ip + "_"+userID+"_"+adID+"_"+province +"_"+city;return new Tuple2<String, Long>(clickedRecord, 1L);} }).updateStateByKey(new Function2<List<Long>, Optional<Long>, Optional<Long>>() {public Optional<Long> call(List<Long> v1, Optional<Long> v2)throws Exception {// v1:当前的Key在当前的Batch Duration中出现的次数的集合,例如{1,1,1,。。。,1}// v2:当前的Key在以前的Batch Duration中积累下来的结果;Long clickedTotalHistory = 0L; if(v2.isPresent()){clickedTotalHistory = v2.get();}for(Long one : v1) {clickedTotalHistory += one;}return Optional.of(clickedTotalHistory);} });updateStateByKeyDSteam.foreachRDD(new Function<JavaPairRDD<String,Long>, Void>() {public Void call(JavaPairRDD<String, Long> rdd) throws Exception {rdd.foreachPartition(new VoidFunction<Iterator<Tuple2<String,Long>>>() {public void call(Iterator<Tuple2<String, Long>> partition) throws Exception {//使用数据库连接池的高效读写数据库的方式将数据写入数据库mysql//例如一次插入 1000条 records,使用insertBatch 或 updateBatch//插入的用户数据信息:timestamp、adID、province、city//这里面有一个问题,可能出现两条记录的key是一样的,此时需要更新累加操作List<AdClicked> AdClickedList = new ArrayList<AdClicked>();while(partition.hasNext()) {Tuple2<String, Long> record = partition.next();String[] splited = record._1.split("\t");AdClicked adClicked = new AdClicked();adClicked.setTimestamp(splited[0]);adClicked.setAdID(splited[1]);adClicked.setProvince(splited[2]);adClicked.setCity(splited[3]);adClicked.setClickedCount(record._2);AdClickedList.add(adClicked);}final List<AdClicked> inserting = new ArrayList<AdClicked>();final List<AdClicked> updating = new ArrayList<AdClicked>();JDBCWrapper jdbcWrapper = JDBCWrapper.getJDBCInstance();//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountfor(final AdClicked clicked : AdClickedList) {jdbcWrapper.doQuery("SELECT clickedCount FROM adclickedcount WHERE"+ " timestamp = ? AND adID = ? AND province = ? AND city = ?",new Object[]{clicked.getTimestamp(), clicked.getAdID(),clicked.getProvince(), clicked.getCity()}, new ExecuteCallBack() {public void resultCallBack(ResultSet result) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubif(result.next()) {long count = result.getLong(1);clicked.setClickedCount(count);updating.add(clicked);} else {inserting.add(clicked);clicked.setClickedCount(1L);} }});}//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountList<Object[]> insertParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(AdClicked insertRecord : inserting) {insertParametersList.add(new Object[] {insertRecord.getTimestamp(),insertRecord.getAdID(),insertRecord.getProvince(),insertRecord.getCity(),insertRecord.getClickedCount()});}jdbcWrapper.doBatch("INSERT INTO adclickedcount VALUES(?, ?, ?, ?, ?)", insertParametersList);//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountList<Object[]> updateParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(AdClicked updateRecord : updating) {updateParametersList.add(new Object[] {updateRecord.getClickedCount(),updateRecord.getTimestamp(),updateRecord.getAdID(),updateRecord.getProvince(),updateRecord.getCity()});}jdbcWrapper.doBatch("UPDATE adclickedcount SET clickedCount = ? WHERE"+ " timestamp =? AND adID = ? AND province = ? AND city = ?", updateParametersList);} });return null;} });/ 对广告点击进行TopN计算,计算出每天每个省份Top5排名的广告 因为我们直接对RDD进行操作,所以使用了transfomr算子;/updateStateByKeyDSteam.transform(new Function<JavaPairRDD<String,Long>, JavaRDD<Row>>() {public JavaRDD<Row> call(JavaPairRDD<String, Long> rdd) throws Exception {JavaRDD<Row> rowRDD = rdd.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String,Long>, String, Long>() {public Tuple2<String, Long> call(Tuple2<String, Long> t)throws Exception {// TODO Auto-generated method stubString[] splited=t._1.split("_");String timestamp = splited[0]; //YYYY-MM-DDString adID = splited[3];String province = splited[4];String clickedRecord = timestamp + "_" + adID + "_" + province;return new Tuple2<String, Long>(clickedRecord, t._2);} }).reduceByKey(new Function2<Long, Long, Long>() {public Long call(Long v1, Long v2) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn v1 + v2;} }).map(new Function<Tuple2<String,Long>, Row>() {public Row call(Tuple2<String, Long> v1) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubString[] splited=v1._1.split("_");String timestamp = splited[0]; //YYYY-MM-DDString adID = splited[3];String province = splited[4];return RowFactory.create(timestamp, adID, province, v1._2);} });StructType structType = DataTypes.createStructType(Arrays.asList(DataTypes.createStructField("timestamp", DataTypes.StringType, true),DataTypes.createStructField("adID", DataTypes.StringType, true),DataTypes.createStructField("province", DataTypes.StringType, true),DataTypes.createStructField("clickedCount", DataTypes.LongType, true)));HiveContext hiveContext = new HiveContext(rdd.context());DataFrame df = hiveContext.createDataFrame(rowRDD, structType);df.registerTempTable("topNTableSource");DataFrame result = hiveContext.sql("SELECT timestamp, adID, province, clickedCount, FROM"+ " (SELECT timestamp, adID, province,clickedCount, "+ "ROW_NUMBER() OVER(PARTITION BY province ORDER BY clickeCount DESC) rank "+ "FROM topNTableSource) subquery "+ "WHERE rank <= 5");return result.toJavaRDD();} }).foreachRDD(new Function<JavaRDD<Row>, Void>() {public Void call(JavaRDD<Row> rdd) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubrdd.foreachPartition(new VoidFunction<Iterator<Row>>() {public void call(Iterator<Row> t) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubList<AdProvinceTopN> adProvinceTopN = new ArrayList<AdProvinceTopN>();while(t.hasNext()) {Row row = t.next();AdProvinceTopN item = new AdProvinceTopN();item.setTimestamp(row.getString(0));item.setAdID(row.getString(1));item.setProvince(row.getString(2));item.setClickedCount(row.getLong(3));adProvinceTopN.add(item);}// final List<AdProvinceTopN> inserting = new ArrayList<AdProvinceTopN>();// final List<AdProvinceTopN> updating = new ArrayList<AdProvinceTopN>();JDBCWrapper jdbcWrapper = JDBCWrapper.getJDBCInstance();Set<String> set = new HashSet<String>();for(AdProvinceTopN item: adProvinceTopN){set.add(item.getTimestamp() + "_" + item.getProvince());}//表的字段timestamp、adID、province、clickedCountArrayList<Object[]> deleteParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(String deleteRecord : set) {String[] splited = deleteRecord.split("_");deleteParametersList.add(new Object[]{splited[0],splited[1]});}jdbcWrapper.doBatch("DELETE FROM adprovincetopn WHERE timestamp = ? AND province = ?", deleteParametersList);//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountList<Object[]> insertParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(AdProvinceTopN insertRecord : adProvinceTopN) {insertParametersList.add(new Object[] {insertRecord.getClickedCount(),insertRecord.getTimestamp(),insertRecord.getAdID(),insertRecord.getProvince()});}jdbcWrapper.doBatch("INSERT INTO adprovincetopn VALUES (?, ?, ?, ?)", insertParametersList);} });return null;} });/ 计算过去半个小时内广告点击的趋势 广告点击的基本数据格式:timestamp、ip、userID、adID、province、city/filteredadClickedStreaming.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String,String>, String, Long>() {public Tuple2<String, Long> call(Tuple2<String, String> t)throws Exception {String splited[] = t._2.split("\t");String adID = splited[3];String time = splited[0]; //Todo:后续需要重构代码实现时间戳和分钟的转换提取。此处需要提取出该广告的点击分钟单位return new Tuple2<String, Long>(time + "_" + adID, 1L);} }).reduceByKeyAndWindow(new Function2<Long, Long, Long>() {public Long call(Long v1, Long v2) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn v1 + v2;} }, new Function2<Long, Long, Long>() {public Long call(Long v1, Long v2) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn v1 - v2;} }, Durations.minutes(30), Durations.milliseconds(5)).foreachRDD(new Function<JavaPairRDD<String,Long>, Void>() {public Void call(JavaPairRDD<String, Long> rdd) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubrdd.foreachPartition(new VoidFunction<Iterator<Tuple2<String,Long>>>() {public void call(Iterator<Tuple2<String, Long>> partition)throws Exception {List<AdTrendStat> adTrend = new ArrayList<AdTrendStat>();// TODO Auto-generated method stubwhile(partition.hasNext()) {Tuple2<String, Long> record = partition.next();String[] splited = record._1.split("_");String time = splited[0];String adID = splited[1];Long clickedCount = record._2;/ 在插入数据到数据库的时候具体需要哪些字段?time、adID、clickedCount; 而我们通过J2EE技术进行趋势绘图的时候肯定是需要年、月、日、时、分这个维度的,所以我们在这里需要 年月日、小时、分钟这些时间维度;/AdTrendStat adTrendStat = new AdTrendStat();adTrendStat.setAdID(adID);adTrendStat.setClickedCount(clickedCount);adTrendStat.set_date(time); //Todo:获取年月日adTrendStat.set_hour(time); //Todo:获取小时adTrendStat.set_minute(time);//Todo:获取分钟adTrend.add(adTrendStat);}final List<AdTrendStat> inserting = new ArrayList<AdTrendStat>();final List<AdTrendStat> updating = new ArrayList<AdTrendStat>();JDBCWrapper jdbcWrapper = JDBCWrapper.getJDBCInstance();//表的字段timestamp、ip、userID、adID、province、city、clickedCountfor(final AdTrendStat trend : adTrend) {final AdTrendCountHistory adTrendhistory = new AdTrendCountHistory();jdbcWrapper.doQuery("SELECT clickedCount FROM adclickedtrend WHERE"+ " date =? AND hour = ? AND minute = ? AND AdID = ?",new Object[]{trend.get_date(), trend.get_hour(), trend.get_minute(),trend.getAdID()}, new ExecuteCallBack() {public void resultCallBack(ResultSet result) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubif(result.next()) {long count = result.getLong(1);adTrendhistory.setClickedCountHistoryLong(count);updating.add(trend);} else { inserting.add(trend);} }});}//表的字段date、hour、minute、adID、clickedCountList<Object[]> insertParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(AdTrendStat insertRecord : inserting) {insertParametersList.add(new Object[] {insertRecord.get_date(),insertRecord.get_hour(),insertRecord.get_minute(),insertRecord.getAdID(),insertRecord.getClickedCount()});}jdbcWrapper.doBatch("INSERT INTO adclickedtrend VALUES(?, ?, ?, ?, ?)", insertParametersList);//表的字段date、hour、minute、adID、clickedCountList<Object[]> updateParametersList = new ArrayList<Object[]>();for(AdTrendStat updateRecord : updating) {updateParametersList.add(new Object[] {updateRecord.getClickedCount(),updateRecord.get_date(),updateRecord.get_hour(),updateRecord.get_minute(),updateRecord.getAdID()});}jdbcWrapper.doBatch("UPDATE adclickedtrend SET clickedCount = ? WHERE"+ " date =? AND hour = ? AND minute = ? AND AdID = ?", updateParametersList);} });return null;} });;/ Spark Streaming 执行引擎也就是Driver开始运行,Driver启动的时候是位于一条新的线程中的,当然其内部有消息循环体,用于 接收应用程序本身或者Executor中的消息,/javassc.start();javassc.awaitTermination();javassc.close();}private static JavaStreamingContext createContext(String checkpointDirectory, SparkConf conf) {// If you do not see this printed, that means the StreamingContext has been loaded// from the new checkpointSystem.out.println("Creating new context");// Create the context with a 5 second batch sizeJavaStreamingContext ssc = new JavaStreamingContext(conf, Durations.seconds(10));ssc.checkpoint(checkpointDirectory);return ssc;} }class JDBCWrapper {private static JDBCWrapper jdbcInstance = null;private static LinkedBlockingQueue<Connection> dbConnectionPool = new LinkedBlockingQueue<Connection>();static {try {Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");} catch (ClassNotFoundException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }public static JDBCWrapper getJDBCInstance() {if(jdbcInstance == null) {synchronized (JDBCWrapper.class) {if(jdbcInstance == null) {jdbcInstance = new JDBCWrapper();} }}return jdbcInstance; }private JDBCWrapper() {for(int i = 0; i < 10; i++){try {Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://Master:3306/sparkstreaming","root", "root");dbConnectionPool.put(conn);} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} } }public synchronized Connection getConnection() {while(0 == dbConnectionPool.size()){try {Thread.sleep(20);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }return dbConnectionPool.poll();}public int[] doBatch(String sqlText, List<Object[]> paramsList){Connection conn = getConnection();PreparedStatement preparedStatement = null;int[] result = null;try {conn.setAutoCommit(false);preparedStatement = conn.prepareStatement(sqlText);for(Object[] parameters: paramsList) {for(int i = 0; i < parameters.length; i++){preparedStatement.setObject(i + 1, parameters[i]);} preparedStatement.addBatch();}result = preparedStatement.executeBatch();conn.commit();} catch (SQLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} finally {if(preparedStatement != null) {try {preparedStatement.close();} catch (SQLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }if(conn != null) {try {dbConnectionPool.put(conn);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }}return result; }public void doQuery(String sqlText, Object[] paramsList, ExecuteCallBack callback){Connection conn = getConnection();PreparedStatement preparedStatement = null;ResultSet result = null;try {preparedStatement = conn.prepareStatement(sqlText);for(int i = 0; i < paramsList.length; i++){preparedStatement.setObject(i + 1, paramsList[i]);} result = preparedStatement.executeQuery();try {callback.resultCallBack(result);} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} } catch (SQLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} finally {if(preparedStatement != null) {try {preparedStatement.close();} catch (SQLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }if(conn != null) {try {dbConnectionPool.put(conn);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }} }}interface ExecuteCallBack {void resultCallBack(ResultSet result) throws Exception;}class UserAdClicked {private String timestamp;private String ip;private String userID;private String adID;private String province;private String city;private Long clickedCount;public String getTimestamp() {return timestamp;}public void setTimestamp(String timestamp) {this.timestamp = timestamp;}public String getIp() {return ip;}public void setIp(String ip) {this.ip = ip;}public String getUserID() {return userID;}public void setUserID(String userID) {this.userID = userID;}public String getAdID() {return adID;}public void setAdID(String adID) {this.adID = adID;}public String getProvince() {return province;}public void setProvince(String province) {this.province = province;}public String getCity() {return city;}public void setCity(String city) {this.city = city;}public Long getClickedCount() {return clickedCount;}public void setClickedCount(Long clickedCount) {this.clickedCount = clickedCount;} }class AdClicked {private String timestamp;private String adID;private String province;private String city;private Long clickedCount;public String getTimestamp() {return timestamp;}public void setTimestamp(String timestamp) {this.timestamp = timestamp;}public String getAdID() {return adID;}public void setAdID(String adID) {this.adID = adID;}public String getProvince() {return province;}public void setProvince(String province) {this.province = province;}public String getCity() {return city;}public void setCity(String city) {this.city = city;}public Long getClickedCount() {return clickedCount;}public void setClickedCount(Long clickedCount) {this.clickedCount = clickedCount;} }class AdProvinceTopN {private String timestamp;private String adID;private String province;private Long clickedCount;public String getTimestamp() {return timestamp;}public void setTimestamp(String timestamp) {this.timestamp = timestamp;}public String getAdID() {return adID;}public void setAdID(String adID) {this.adID = adID;}public String getProvince() {return province;}public void setProvince(String province) {this.province = province;}public Long getClickedCount() {return clickedCount;}public void setClickedCount(Long clickedCount) {this.clickedCount = clickedCount;} }class AdTrendStat {private String _date;private String _hour;private String _minute;private String adID;private Long clickedCount;public String get_date() {return _date;}public void set_date(String _date) {this._date = _date;}public String get_hour() {return _hour;}public void set_hour(String _hour) {this._hour = _hour;}public String get_minute() {return _minute;}public void set_minute(String _minute) {this._minute = _minute;}public String getAdID() {return adID;}public void setAdID(String adID) {this.adID = adID;}public Long getClickedCount() {return clickedCount;}public void setClickedCount(Long clickedCount) {this.clickedCount = clickedCount;} }class AdTrendCountHistory{private Long clickedCountHistoryLong;public Long getClickedCountHistoryLong() {return clickedCountHistoryLong;}public void setClickedCountHistoryLong(Long clickedCountHistoryLong) {this.clickedCountHistoryLong = clickedCountHistoryLong;} } 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/tom_8899_li/article/details/71194434。 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。
2023-02-14 19:16:35
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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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...e/article/details/124976824。 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。 | 翻译:邓永嘉 | 校对:王永雷、陈久宁 | 编辑:金心悦 | 设计:张千禧 中文版 谈到开源软件,有一个较大且日益严重的问题:大多数组织都是索取者,而不是给予者。 漫画XKCD展示了一个较为经典的代表现代数字基础设施的巨大结构,它是由“内布拉斯加州的某位人士”创建的微小组件,该组件“自2003年来一直都处于吃力不讨好的状态”。 Randall Monroe 的XKCD漫画展示了目前开源面临的困境:过度依赖少数项目维护志愿者。 (开源项目由志愿者自发来维护,)这本来会是一件很有趣的事情,只是去年十二月在Log4j中发现的安全漏洞也确实存在着上述情况。 然而这个基于Java的日志记录工具已经在企业记录中无处不在。例如根据软件公司Sonatype的一份报告显示,在过去的三个月里,Log4j的下载量就已经超过3000万次。 Log4j是Sonatype公司旗下的Black Duck Open Hub所研发的研究工具。Log4j有着440,000行代码,由近200名开发人员贡献了将近24,000行代码。其实与其他开源项目相比,这是一个庞大的开发团队。但是如果关注数据的话,就会发现超过70%的工作是仅仅靠五个人来完成的。 Log4j的主页上展示了十几位项目团队的成员。而大多项目的开发人员要比其原本需要的少得多----这是高度依赖开发人员团队所呈现出来的问题。 “如今几乎没有人愿意为现有的开源项目作出贡献”,来自DNS网络公司NS1的杰出工程师Jeremy Strech说,“因为通常来说,这没有直接的物质回报,也很少提供荣誉----大多数用户甚至不知道他们所用的软件是谁维护的。” 他说,开源贡献者们最常见的动机就是添加他们自己想要的功能。“一旦实现了这一点,他们几乎都不会留下来。” 与此同时,随着项目的逐渐火爆,对于维护方面的核心团队来说,他们的负担也在不断增加。 “更多的用户意味有着更多的功能需求和错误报告----但不是更多的维护人员”,Stretch说。“曾经令人愉快的爱好很快就会变成一项乏味的项目,所以很多维护人员选择干脆完全放弃他们的项目,这也是可以理解的。” Part1公地悲剧 开源软件的生态系统,就是“公地悲剧”的一个完美例子。 这个悲剧就是---当一种资源,无论是一个超限的公园还是一个开源项目,所有人都在使用而没有人贡献之时,最终都会因为过度使用和投入不足而崩溃坍塌。 这种方式可以在短期内为你节省资金,但随着时间的推移,它可能会变成项目里致命的缺陷。 拿Linux来说,这个开源操作系统在全球前100万台服务器中运行率在96%以上,且这些服务器90%的云基础设施也都在Linux上。更不用说世界上85%的智能手机都运行着Linux,即Android操作系统。 这些常见开源项目的列表还在逐渐增加着。 所以没有开源,今天的大部分技术基础设施的建设也将会戛然而止。 “这是一个很现实的问题”,Data.org的执行董事Danil Mikhailov说,该组织是由万事达包容性发展中心和洛克菲勒基金会支持,旨在促进使用数据科学来应对当今社会所面临的巨大挑战的非营利性组织。 虽然几乎所有组织都在使用着开源软件,但只有少数组织为这些项目作出了贡献。The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 在 9 月发布的一项调查中,42% 的参与者表示,他们至少有时会为开源项目做出贡献。 而同一项研究表明,只有36%的组织会培训他们的工程师为开源作出贡献。 个体公司应该支持贡献这些他们使用最多且对他们成功至关重要的项目,Mikhailov认为:“如果你使用开源,你就应该为他做出属于你自己的贡献。” Part2OSPO的好处:更少的技术负债,更好的招聘效果 参与开源社区----特别是在内部开源计划办公室(OSPO)的指导下----不仅可以保证对组织成功至关重要项目的健康发展,还可以提高项目安全性,同时可以允许工程师在项目发展规划中起到更大的作用。 例如,如果一家公司使用了开源工具,并对其进行了一些调整使其变得更好。但如果这项改进没有反馈到开源社区,那么开源项目的正式版本就会一开始与该公司所使用的版本有所不同。 “当原始数据来源发生变化且你所使用的是不同的版本时,你的技术负债将越来越多。而这些差异是以天为单位迅速增长的。”VMware 开源营销和战略总监 Suzanne Ambiel 表示,“所以你很快就会变成一个开源项目里独一无二变体的‘自豪’用户和维护人员。” “如果技术负债越来越多,那么公司的管理成本则会非常昂贵”。 实际上对于开源活动的支持也变成了一种招聘途径。“这真是一块吸引人才的磁铁,”Ambiel说,“这也是新员工所寻求的“。 她还提到,一些工程经理可能会对贡献开源而减损核心产品的开发的精力而感到担忧。她补充到,他们的理由有可能是这样的:“我只有有限的才华与时间,且我需要这些只做我认为可以处理且看到投资回报的事情。” 但她说,这是一种鼠目寸光的态度。支持开源社区并且作出贡献的员工,可以从中培养技能与增长才干。 云安全供应商 Sysdig 的首席技术官兼创始人 Loris Degionni 也赞同这一观点:“找到为开源做出贡献的员工无疑就找到一座金矿,”他说。 他认为,这些参与开源的员工更具备公司想拥有的竞争力并将一些功能融入至社区所支持的标准中。且在人才争夺战中,拥抱开源的公司也更受到开发人员的青睐。 “最后,开源项目是由你可能无法聘请的技术专家社区推动的”,他说,“当员工积极参与并于这些专家合作时,他们将能更好地深入这些顶级的实践,并将这些收获带回到你的组织之中。” “当原始数据来源发生变化且你所使用的是不同的版本时,你的技术负债将越来越多...所以你很快就会变成一个开源项目里独一无二变体的”自豪“用户和维护人员。”— Suzanne Ambiel,VMware 开源营销和战略总监 “但是这一切终究不会白费--开发人员不应该把空闲时间用在磨练他们的技能上,因为你的公司很快就会在他们的努力中看到好处。” Degionni认为,OSPO(开源计划办公室)可以帮助公司实现这些目标,以及帮助确定贡献的优先级并确保合作的进行。除此之外,他们也可以对公司内部开发应用程序方面的治理提供相关帮助。 “开源团队的成员也可以成为开源技术的伟大内部传播者,并充当组织与更广泛社区之间的桥梁。”他补充道。 在 The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 的 9 月调查中,近 53% 的拥有 OSPO的组织表示,由于拥有了OSPO,他们看到了更多创新,而近 43% 的组织表示,他们在外部开源项目的参与度上有所增加。 Part3更多OSPO的好处:商业优势 网络安全公司 ThreatX 的首席创新官 Tom Hickman 表示,为开源社区做出贡献,不仅有助于社区,还有助于为社区做出贡献的公司。 “围绕一个项目而发展的开发人员社区,有助于代码库的形成,并吸引更多的开发人员参与”,他说,“这可以变成一个良性循环。” 此外,根据哈佛商学院的研究,为开源项目作出贡献的公司从使用开源的项目中获得的生产价值,是不参与开源项目公司的两倍。 Cloud Native Computing Foundation 的首席技术官 Chris Aniszczyk 说,世界上许多巨头公司都为开源作出了贡献。他还提到,开源贡献者的指数是作为公司是否有所作为的参考。 科技巨头占据了这份榜单的主导地位:谷歌、微软、红帽、英特尔、IBM、亚马逊、Facebook、VMware、GitHub 和 SAP 依次是排名前 10 的贡献者。但Aniszczyk 表示,但也有很多终端用户公司进入前 100 名,包括 Uber、BBC、Orange、Netflix 和 Square。 “我们一直知道,在上游项目中工作不仅仅是关正确与否----它是开源软件开发的最佳方法,也是向客户提供开源福利的最佳方式”他说,“很高兴看到IT领导者们也认识到了这一点。” 为了和这些公司一起作出贡献,公司也需要有自己的开源策略,而拥有一个开源计划办公室则可以为其提供帮助。 “在使用开源软件方面,OPSO为公司提供了一个至关重要的能力中心”他说。 这与公司拥有安全运营中心的方式类似,他说。 “围绕一个项目而发展的开发人员社区,有助于代码库的形成,并吸引更多的开发人员参与,这可以变成一个良性循环。” ——Tom Hickman,ThreatX 首席创新官 “如果你对安全团队进行相应投资,你通常是不会期望你的软件是安全的,也无法及时应对安全事件。”他说。 “同样的逻辑也适用于 OSPO,这就是为什么你会看到许多领先的公司,例如Apple、Meta、Twitter、Goldman Sachs、Bloomberg 和 Google 都拥有 OSPO。他们走在了趋势的前面。” 而对组织内的开源活动的支持态度亦可成为软件供应商们的差异化原因与营销的机会。 根据Red Hat 2月分发布的一项调查,82%的IT领导者更倾向于选择为开源社区作出贡献的软件供应商。 受访者表示,当供应商支持开源社区时,就表示着他们更熟悉开源的流程并且在客户遇到技术难题时会更加有效。 但收益的不仅仅是软件供应商们。 根据 The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 9 月份的调查,57% 拥有 OSPO 的组织将使用它们来进一步发展战略关系和建立合作伙伴关系。 十年前,Mark Hinkle 在 Citrix 工作时创办了一个开源计划办公室。他指出了在内部拥有一个 OSPO将如何使公司受益。 “对于我们来说,最大的工作是让不熟悉开源的员工学会并参与其中,成为优秀的社区成员”,他说,“我们还就如何确保我们的IP不会在没有正确理解的情况下进入项目的情况提供了指导,并确保我们没有与我们企业软件许可相冲突的开源项目合作。” 他说,OSPO还帮助Citrix确定了公司参与开源项目和Linux基金会等贸易组织的战略机会。 如今,他是云原生开源集成平台 TriggerMesh 的首席执行官兼联合创始人。 他说,参与开源系统对公司来说有着重大的经济效益。 “我们参与Knative是为了分享我们基础底层平台的开发,但作为业务的一部分,我们也拥有相关的增值服务。”他说,“通过共享该平台的研发,这为我们提供了更多的资源来改进我们自己的差异化技术。” Part4如何入门开源 在 The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 的 9 月份调查中,有 63% 的公司表示,拥有OSPO 对其工程或产品团队的成功至关重要,高于上一年度该项研究数据的 54%。 其中77% 的人表示他们的开源程序对他们的软件实践产生了积极影响,例如提高了代码质量。 但公司也不可能总是为他们使用的每一个开源项目而花费精力。 “首先,节流一下”,VMware 的 Ambiel 建议道。 公司应该关注投入使用中最有意义的项目。而这也是OSPO可以帮助确定优先事项并确保技术与战略一致性的领域。 之后,开发人员应该自己去了解一下。项目通常提供相关在线文档,一般包含贡献着指南、治理文档和未解决问题列表。 “对于那些你较感兴趣的项目中,你可以介绍一下自己----打个招呼”,她说。“然后转到Slack频道或者分发列表,询问他们需要帮助的地方。也许他们不需要帮助,一切完好;又或者他们也有可能使用新人来审查核验代码。” Ambiel 说,开源计划办公室不仅可以帮助制定为开源社区做出贡献的商业案例,还可以帮助公司以安全、可靠和健全的方式来做这件事。 “如果我为一家公司工作,并想为开源做出贡献,我不想意外披露、泄露或破坏任何专利,”她说。“而OSPO可以帮助您做出明智的选择。” 她说,OSPO还可以在开源方面提供领导力和指导理念的支持。“它可以提供引领、指导、辅导和最佳实践的作用。” Aqua Security的开发人员倡导者Anaïs Urlichs则认为,支持开源的承诺必须从高层开始。 她说,“公司在多数时候往往不重视对开源的投资,所以员工自然而然不被鼓励对此作出贡献。” 在这些情况下,员工对于开源的热情也会在空闲时间里对开源的建设而消散殆尽,这对于开源的发展来说是不可持续的。 “如果公司对开源项目依赖度高,那么将开源贡献纳入工程师的日程安排是很重要的,”她说。“一些公司定义了员工可以为开源建设的时间百分比,将其作为他们正常工作日的一部分。” The New Stack 是 Insight Partners 的全资子公司,Insight Partners 是本文提到的以下公司的投资者:Sysdig、Aqua Security。 中英对照版 How an OSPO Can Help Your Engineers Give Back to Open Source OSPO (开源项目办公室)是如何使工程师回馈开源的 When it comes to open source software, there’s a big and growing problem: most organizations are takers, not givers. 谈到开源软件,有一个较大且日益严重的问题:大多数组织都是索取者,而不是给予者。 There’s a classic XKCD comic that shows a giant structure representing modern digital infrastructure, dependent on a tiny component created by “some random person in Nebraska” who has been “thanklessly maintaining since 2003.” 经典漫画XKCD展示了一个代表现代数字基础设施的巨大结构,它依赖于“内布拉斯加州的某位人士”创建的微小组件,该组件“自2003年来一直都处于吃力不讨好的状态”。 Randall Monroe’s XKCD comic illustrates the open source dilemma: overreliance on a small number of volunteer project maintainers. Randall Monroe 的XKCD漫画展示了目前开源面临的窘境:过度依赖少数项目维护志愿者的志愿服务。 This would have been funny, except that this is exactly what happened when security vulnerabilities were discovered in Log4j last December. (开源项目由志愿者自发来维护,)这听起来像是一件很滑稽的事情,但事实上去年十二月在Log4j中发现的安全漏洞也确实存在着上述情况。 The Java-based logging tool is ubiquitous in enterprise publications. In the last three months, for example, Log4j has been downloaded more than 30 million times, according to a report by the enterprise software company Sonatype. 然而这个基于Java的日志记录工具已经在企业内部刊物中无处不在。例如根据软件公司Sonatype的一份报告显示,在过去的三个月里,Log4j的下载量就已经超过3000万次。 The tool has 440,000 lines of code, according to Synopsys‘ Black Duck Open Hub research tool, with nearly 24,000 contributions by nearly 200 developers. That’s a large dev team compared to other open source projects. But looking closer at the numbers, more than 70% of commits were by just five people. 根据Synopsys(新思)公司旗下的Black Duck Open Hub 研究工具显示。Log4j有着440,000行代码,由近200名开发人员贡献了将近24,000行代码。其实与其他开源项目相比,这是一个庞大的开发团队。但是如果关注数据的话,就会发现超过70%的提交是仅仅靠五个人来完成的。 Log4j’s home page lists about a dozen members on its project team. Most projects have far fewer developers working on them — and that presents a problem for the organizations that depend on them. Log4j的主页上展示了十几位项目团队的成员。而大多项目的开发人员要比其原本需要的少得多----这是高度依赖开发人员团队所呈现出来的问题。 “There is little incentive for anyone today to contribute to an existing open source project,” said Jeremy Stretch, distinguished engineer at NS1, a DNS network company. “There’s usually no direct compensation, and few accolades are offered — most users don’t even know who maintains the software that they use.” “如今的人没有什么动力去为现有的开源项目做贡献”,来自DNS网络公司NS1的杰出工程师Jeremy Strech说,“因为通常来说,这没有直接的物质回报,也很少提供荣誉----大多数用户甚至不知道他们所用的软件是谁维护的。” The most common motivation among open source contributors is to add a feature that they themselves want to see, he said. “Once this has been achieved, the contributor rarely sticks around.” 他说,开源贡献者们最常见的动机就是添加他们自己想要的功能。“一旦实现了这一点,他们几乎都不会留下来。” Meanwhile, as a project becomes more popular, the burden on the core team of maintainers keeps increasing. 与此同时,随着项目的逐渐流行,对于维护方面的核心团队来说,他们的负担也在不断增加。 “More users means more feature requests and more bug reports — but not more maintainers,” Stretch said. “What was once an enjoyable hobby can quickly become a tedious chore, and many maintainers understandably opt to simply abandon their projects altogether.” “更多的用户意味有着更多的功能需求和错误报告----但不是更多的维护人员”,Stretch说。“曾经令人愉快的爱好很快就会变成一项乏味的项目,所以很多维护人员选择干脆完全放弃他们的项目,这也是可以理解的。” Part1The Tragedy of the Commons The open source software ecosystem is a perfect example of the “tragedy of the commons.” 开源软件的生态系统,就是“公地悲剧”的一个完美例子。 And the tragedy is — when everyone uses, but no one contributes, that resource — whether it’s an overrun park or an open source project — eventually collapses from overuse and underinvestment. Everyone loves using free stuff, but everyone expects someone else to take care of it. 这个悲剧就是---当一种资源,无论是一个超限的公园还是一个开源项目,所有人都在使用而没有人贡献之时,最终都会因为过度使用和投入不足而崩溃坍塌。 This approach can save you money in the short term, but it can become a fatal flaw over time. Especially since open source software is everywhere, running everything. 这种方式可以在短期内为你节省资金,但随着时间的推移,它可能会变成项目里致命的缺陷。 Linux, for example, the open source operating system, runs on 96% of the world’s top 1 million servers, and 90% of all cloud infrastructure is on Linux. Not to mention that 85% of all smartphones in the world run Linux, in the form of the Android OS. 拿Linux来说,这个开源操作系统在全球前100万台服务器中运行率在96%以上,且这些服务器90%的云基础设施也都在Linux上。更不用说世界上85%的智能手机都运行着Linux,即Android操作系统。 Then there’s Java, Apache, WordPress, Cassandra, Hadoop, MySQL, PHP, ElasticSearch, Kubernetes — the list of ubiquitous open source projects goes on and on. 还有Java, Apache, WordPress, Cassandra, Hadoop, MySQL, PHP, ElasticSearch, Kubernetes--这些常见开源项目的列表还在逐渐增加着。 Without open source, much of today’s technical infrastructure would immediately grind to a halt. 如果没有开源,今天的大部分技术基础设施的建设也将会戛然而止。 “It is a real problem,” said Danil Mikhailov, executive director at Data.org, a nonprofit backed by the Mastercard Center for Inclusive Growth and The Rockefeller Foundation that promotes the use of data science to tackle society’s greatest challenges. “这是一个很现实的问题”,Data.org的执行董事Danil Mikhailov说,该组织是由万事达包容性发展中心和洛克菲勒基金会支持,旨在促进使用数据科学来应对当今社会所面临的巨大挑战的非营利性组织。 While nearly all organizations use open source software, only a minority contribute to those projects. Forty-two percent of participants in a survey released in September by The New Stack, Linux Foundation Research, and the TODO Group said tthey contribute at least sometimes to open source projects. 虽然几乎所有组织都在使用着开源软件,但只有少数组织为这些项目作出了贡献。The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 在 9 月发布的一项调查中,42% 的参与者表示,他们至少有时会为开源项目做出贡献。 The same study showed that only 36% of organizations train their engineers to contribute to open source. 而同一项研究表明,只有36%的组织会培训他们的工程师为开源作出贡献。 Individual companies should support projects that they use the most and are critical to their success, Mikhailov said: “If you use, you contribute.” 个体公司应该支持贡献这些他们使用最多且对他们成功至关重要的项目,Mikhailov认为:“如果你使用开源,你就应该为他做出属于你自己的贡献。” Part2OSPO Benefits:Less Tech Debt,Better Recruiting Participating in open source communities — especially when guided by an in-house open source program office (OSPO) — can help ensure the health of projects critical to your organization’s success, improve those projects’ security, and allow your engineers to have more impact in the projects’ development road map. 参与开源社区——特别是在内部开源项目办公室(OSPO)的指导下——不仅可以保证对组织成功至关重要项目的健康发展,还可以提高项目安全性,同时可以允许工程师在项目发展规划中起到更大的影响。 Say, for example, a company uses an open source tool and modifies it a little to make it better. If that improvement isn’t contributed back to the community, then the official version of the open source project will start to diverge from what the company is using 例如,如果一家公司使用了开源工具,并对其进行了一些调整使其变得更好。但如果这项改进没有反馈到开源社区,那么开源项目的正式版本就会一开始与该公司所使用的版本有所不同。 “You start to grow technical debt because when the original source changes and you’ve got a different version. Those differences grow rapidly, compounding daily. It doesn’t take long for you to be the proud user and maintainer of a one-of-a-kind open source project variant,” said Suzanne Ambiel, director, open source marketing and strategy at VMware. “当原始代码来源发生变化且你所使用的是不同的版本时,你的技术负债将越来越多。而这些差异是以天为单位迅速增长的。”VMware 开源营销和战略总监 Suzanne Ambiel 表示,“所以你很快就会变成一个开源项目里独一无二变体的‘自豪’用户和维护人员。” “The technical debt gets bigger and bigger and it gets very expensive for a company to manage.” “如果技术负债越来越多,那么公司的管理成本则会非常昂贵”。 Support for open source activity can also be a recruiting tool. “It’s really a talent magnet,” said Ambiel. “It’s one of the things that new hires look for.” 实际上对于开源活动的支持也变成了一种招聘途径。“这真是一块吸引人才的磁铁,”Ambiel说,“这也是新员工所寻求的“。 Some engineering managers might worry that open source contributions will detract from core product development, she said. Their rationale, she added, might run along the lines of, “I only have so much talent, and so many hours, and I need them to only work on things where I can measure and see the return on investment.” 她还提到,一些工程经理可能会对贡献开源而减损核心产品的开发的精力而感到担忧。她补充到,他们的理由有可能是这样的:“我只有有限的才华与时间,且我需要这些只做我认为可以度量且看到投资回报的事情。” But that attitude, she said, is shortsighted. Supporting employees who contribute to open source communities can build skills and develop talent, she said. 但她说,这是一种鼠目寸光的态度。支持开源社区并且作出贡献的员工,可以从中培养技能与增长才华。 Loris Degionni, chief technology officer and founder at Sysdig, a cloud security vendor, echoed this notion: “Finding employees who contribute to open source is a gold mine,” said. 云安全供应商 Sysdig 的首席技术官兼创始人 Loris Degionni 也赞同这一观点:“找出为开源做出贡献的员工无疑就找到一座金矿,”他说。 These employees are more capable of delivering features a company wants to use and merge them into community-supported standards, he said. And in a war for talent, companies that embrace open source are more attractive to developers. 他认为,这些参与开源的员工更具备公司想拥有的竞争力并将一些功能融入至社区所支持的标准中。且在人才争夺战中,拥抱开源的公司也更受到开发人员的青睐。 “Lastly, open source is driven by a community of technical experts you may not be able to hire,” he said. “When employees actively contribute and collaborate with these experts, they’ll be better informed of best practices and bring them back to your organization. “最后,开源项目是由你可能无法聘请的技术专家社区推动的”,他说,“当员工积极参与并于这些专家合作时,他们将能更好地深入这些最佳实践,并将这些收获带回到你的组织之中。” “You start to grow technical debt because when the original source changes and you’ve got a different version … It doesn’t take long for you to be the proud user and maintainer of a one-of-a-kind open source project variant.” —Suzanne Ambiel, director, open source marketing and strategy, VMware “当原始数据来源发生变化且你所使用的是不同的版本时,你的技术负债将越来越多...所以你很快就会变成一个开源项目里独一无二变体的”自豪“用户和维护人员。” — Suzanne Ambiel,VMware 开源营销和战略总监 “All of this should be rewarded — developers shouldn’t have to spend their free time honing their skills, as your company will quickly see benefits from their efforts.” “但是这一切终究不会白费--开发人员不应该把业余时间用在磨练他们的技能上,因为你的公司很快就会在他们的努力中看到好处。” An OSPO, Degionni suggested, can help achieve these goals, as well as help prioritize contributions and ensure collaboration. In addition, they can help provide governance that mirrors what companies would have for internally developed applications. Degionni认为,OSPO(开源计划办公室)可以帮助公司实现这些目标,以及帮助确定贡献的优先级并确保合作的进行。除此之外,他们也可以对公司内部开发应用程序方面的治理提供相关帮助。 “Members of the open source team are also in a position to be great internal evangelists for open source technologies, and act as bridges between the organization and the broader community,” he added. “开源团队的成员也可以成为开源技术的伟大内部布道师,并充当组织与更广泛社区之间的桥梁。”他补充道。 In the September survey from The New Stack, Linux Foundation Research and the TODO Group, nearly 53% of organizations with OSPOs said they saw more innovation as a result of having an OSPO, while almost 43% said they saw increased participation in external open source projects. 在 The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 的 9 月调查中,近 53% 的拥有 OSPO的组织表示,由于拥有了OSPO,他们看到了更多创新,而近 43% 的组织表示,他们在外部开源项目的参与度上有所增加。 Part3More OSPO Benefits:A Business Edge Contributing to open source communities doesn’t just help the communities, but the companies that contribute to them, said Tom Hickman, chief innovation officer at ThreatX, a cybersecurity firm. 网络安全公司 ThreatX 的首席创新官 Tom Hickman 表示,为开源社区做出贡献,不仅有助于社区,还有助于为社区做出贡献的公司。 “Growing the community of developers around a project helps the code base, and attracts more developers,” he said. “It can become a virtuous circle.” “围绕一个项目而发展的开发人员社区,有助于代码库的形成,并吸引更多的开发人员参与”,他说,“这可以变成一个良性循环。” Also, companies that contribute to open source projects get twice the productive value from their use of open source than companies that don’t, according to research by Harvard Business School. 此外,根据哈佛商学院的研究,为开源项目作出贡献的公司从使用开源的项目中获得的生产价值,是不参与开源项目公司的两倍。 Many of the biggest companies in the world are contributing to open source, said Chris Aniszczyk, chief technology officer at Cloud Native Computing Foundation. He pointed to the Open Source Contributor Index as a reference for exactly just how much companies are doing. Cloud Native Computing Foundation 的首席技术官 Chris Aniszczyk 说,世界上许多巨头公司都为开源作出了贡献。他还提到,开源贡献者的指数是作为公司是否有所作为的参考。 The tech giants dominate the list: Google, Microsoft, Red Hat, Intel, IBM, Amazon, Facebook, VMware, GitHub and SAP are the top 10 contributors, in that order. But there are also a lot of end users on the top 100 list, said Aniszczyk, including Uber, the BBC, Orange, Netflix, and Square. 科技巨头占据了这份榜单的主导地位:谷歌、微软、红帽、英特尔、IBM、亚马逊、Facebook、VMware、GitHub 和 SAP 依次是排名前 10 的贡献者。但Aniszczyk 表示,但也有很多终端用户公司进入前 100 名,包括 Uber、BBC、Orange、Netflix 和 Square。 “We’ve always known working in upstream projects is not just the right thing to do —it’s the best approach to open source software development and the best way to deliver open source benefits to our customers,” he said. “It’s great to see that IT leaders recognize this as well.” “我们一直知道,在上游项目中工作不仅仅是关正确与否----它是开源软件开发的最佳方法,也是向客户提供开源福利的最佳方式“他说,“很高兴看到IT领导者们也认识到了这一点。” To contribute alongside these giants, companies need to have their own open source strategies, and having an open source program office can help. 为了和这些公司一起作出贡献,公司也需要有自己的开源策略,而拥有一个开源项目办公室则可以为其提供帮助。 “OSPOs provide a critical center of competency in a company when it comes to utilizing open source software,” he said. “在使用开源软件方面,OPSO为公司提供了一个至关重要的能力中心”他说。 It’s similar to the way that companies have security operations centers, he said. 这与公司拥有安全运营中心的方式类似,他说。 “Growing the community of developers around a project helps the code base, and attracts more developers. It can become a virtuous circle.” —Tom Hickman, chief innovation officer, ThreatX “围绕一个项目而发展的开发人员社区,有助于代码库的形成,并吸引更多的开发人员参与,这可以变成一个良性循环。” ——Tom Hickman,ThreatX 首席创新官 “If you don’t make the investment in a security team, you generally don’t expect your software to be secure or be able to respond to security incidents in a timely fashion,” he said. “如果你没有对安全团队进行相应投资,你通常是不会期望你的软件是安全的,也无法及时响应安全事件。”他说。 “The same logic applies to OSPOs and is why you see many leading companies out there such as Apple, Meta, Twitter, Goldman Sachs, Bloomberg, and Google all have OSPOs. They are ahead of the curve.” “同样的逻辑也适用于 OSPO,这就是为什么你会看到许多领先的公司,例如 Apple、Meta、Twitter、Goldman Sachs、Bloomberg 和 Google 都拥有 OSPO。他们走在了趋势的前面。” Support for open source activity within your organization can become a differentiator and marketing opportunity for software vendors. 而对组织内的开源活动的支持态度亦可成为软件供应商们的差异化原因与营销的机会。 According to a Red Hat survey released in February, 82% of IT leaders are more likely to select a vendor who contributes to the open source community. 根据Red Hat2月分发布的一项调查,82%的IT领导者更倾向于选择为开源社区作出贡献的软件供应商。 Respondents said that when vendors support open source communities they are more familiar with open source processes and are more effective if customers have technical challenges. 受访者表示,当供应商支持开源社区时,就表示着他们更熟悉开源的流程并且在客户遇到技术难题时会更加有效。 But it’s not just software vendors who benefit. 但收益的不仅仅是软件供应商们。 According to September’s survey by The New Stack, Linux Foundation Research, and the TODO Group, 57% of organizations with OSPOs use them to further strategic relationships and build partnerships. 根据 The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 9 月份的调查,57% 拥有 OSPO 的组织将使用它们来进一步发展战略关系和建立合作伙伴关系。 Mark Hinkle started an open source program office back when he worked at Citrix a decade ago. He pointed out how having an OSPO in-house benefited the company. 十年前,Mark Hinkle 在 Citrix 工作时创办了一个开源计划办公室。他指出了在内部拥有一个 OSPO将如何使公司受益。 “For us the biggest job was to educate our employees who weren’t familiar with open source to get involved and be good community members,” he said. “We also provided guidance on how to make sure our IP didn’t enter projects without proper understanding and we made sure we didn’t incorporate open source that conflicted with our enterprise software licensing.” “对于我们来说,最大的工作是让不熟悉开源的员工学会并参与其中,成为优秀的社区成员”,他说,“我们还就如何确保我们的IP不会在没有正确理解的情况下进入项目的情况提供了指导,并确保我们没有与我们企业软件许可相冲突的开源项目合作。” The OSPO also helped Citrix identify strategic opportunities for the company to participate in open source projects and trade organizations like The Linux Foundation, he said. 他说,OSPO还帮助Citrix确定了公司参与开源项目和Linux基金会等贸易组织的战略机会。 Today, he’s the CEO and co-founder of TriggerMesh, a cloud native, open source integration platform. 如今,他是云原生开源集成平台 TriggerMesh 的首席执行官兼联合创始人。 There are some significant economic benefits to participating in the open source ecosystem, he said. 他说,参与开源系统对公司来说有着重大的经济效益。 “We participate in Knative to share the development of our underlying platform but we develop value-added services as part of our business,” he said. “By sharing the R and D for the platform, it gives us more resources to develop our own differentiated technology.” “我们参与Knative是为了分享我们基础底层平台的开发,但作为业务的一部分,我们也拥有相关的增值服务。”他说,“通过共享该平台的研发,这为我们提供了更多的资源来改进我们自己的差异化技术。” Part4How to Get Started in Open Source Sixty-three percent of companies in the September survey from The New Stack, Linux Foundation Research and the TODO Group said that having an OSPO was very or extremely critical to the success of their engineering or product teams, up from 54% in the previous annual study. 在 The New Stack、Linux Foundation Research 和 TODO Group 的 9 月份调查中,有 63% 的公司表示,拥有OSPO 对其工程或产品团队的成功至关重要,高于上一年度该项研究数据的 54%。 In particular, 77% said that their open source program had a positive impact on their software practices, such as improved code quality. 其中77% 的人表示他们的开源程序对他们的软件实践产生了积极影响,例如提高了代码质量。 But companies can’t always contribute to every single open source project that they use. 但公司也不可能总是为他们使用的每一个开源项目而花费精力。 “First, thin the herd a little bit,” advised VMware’s Ambiel. “首先,节流一下”,VMware 的 Ambiel 建议道。 Companies should look at the projects that make the most sense for their use cases. This is an area where an OSPO can help set priorities and ensure technical and strategic alignment. 公司应该关注投入使用中最有意义的项目。而这也是OSPO可以帮助确定优先事项并确保技术与战略一致性的领域。 Then, developers should go and check out the projects themselves. Projects typically offer online documentation, often with contributor guides, governance documents, and lists of open issues. 之后,开发人员应该自己去了解一下。项目通常提供相关在线文档,一般包含贡献着指南、治理文档和未解决问题列表。 “For the projects that rise to the top of your strategic list, introduce yourself — say hello,” she said. “Go to the Slack channel or the distribution list and ask where they need help. Maybe they don’t need help and everything is good. Or maybe they can use a new person to review code.” “对于那些上升到你的战略清单顶端的项目,你可以介绍一下自己----打个招呼”,她说。“然后转到Slack频道或者分发列表,询问他们需要帮助的地方。也许他们不需要帮助,一切完好;又或者他们也有可能使用新人来审查核验代码。” An open source program office can not only help make a business case for contributing to the open source community, Ambiel said, but can help companies do it in a way that’s safe, secure and sound. Ambiel 说,开源项目办公室不仅可以帮助制定为开源社区做出贡献的商业案例,还可以帮助公司以安全、可靠和健全的方式来做这件事。 “If I work for a company and want to contribute to open source, I don’t want to accidentally disclose, divulge or undermine any patents,” she said. “An OSPO helps you make smart choices.” “如果我为一家公司工作,并想为开源做出贡献,我不想意外披露、泄露或破坏任何专利,”她说。“而OSPO可以帮助您做出明智的选择。” An OSPO can also help provide leadership and the guiding philosophy about supporting open source, she said. “It can provide guidance, mentorship, coaching and best practices.” 她说,OSPO还可以在开源方面提供领导力和指导理念的支持。“它可以提供引领、指导、辅导和最佳实践的作用。” Commitment to support open source has to start at the top, said Anaïs Urlichs, developer advocate at Aqua Security. Aqua Security的开发人员倡导者Anaïs Urlichs则认为,支持开源的承诺必须从高层开始。 “Too often,” she said, “companies do not value investment into open source, so employees are not encouraged to contribute to it.” 她说,“公司在多数时候往往不重视对开源的投资,所以员工自然而然不被鼓励对此作出贡献。” In those cases, employees with a passion for open source end up contributing during their free time, which is not sustainable. 在这些情况下,员工对于开源的热情也会在空闲时间里对开源的建设而消散殆尽,这对于开源的发展来说是不可持续的。 “If companies rely on open source projects, it is important to make open source contributions part of an engineer’s work schedule,” she said. “Some companies define a time percentage that employees can contribute to open source as part of their normal workday.” “如果公司对开源项目依赖度高,那么将开源贡献纳入工程师的日程安排是很重要的,”她说。“一些公司定义了员工可以为开源建设的时间百分比,将其作为他们正常工作日的一部分。” The New Stack is a wholly owned subsidiary of Insight Partners, an investor in the following companies mentioned in this article: Sysdig, Aqua Security. The New Stack 是 Insight Partners 的全资子公司,Insight Partners 是本文提到的以下公司的投资者:Sysdig、Aqua Security。 相关阅读 | Related Reading 《开源合规指南(企业篇)》正式发布,为推动我国开源合规建设提供参考 “目标->用户->指标”——企业开源运营之道|瞰道@谭中意 开源之夏邀请函——仅限高校学子开启 开源社简介 开源社成立于 2014 年,是由志愿贡献于开源事业的个人成员,依 “贡献、共识、共治” 原则所组成,始终维持厂商中立、公益、非营利的特点,是最早以 “开源治理、国际接轨、社区发展、开源项目” 为使命的开源社区联合体。开源社积极与支持开源的社区、企业以及政府相关单位紧密合作,以 “立足中国、贡献全球” 为愿景,旨在共创健康可持续发展的开源生态,推动中国开源社区成为全球开源体系的积极参与及贡献者。 2017 年,开源社转型为完全由个人成员组成,参照 ASF 等国际顶级开源基金会的治理模式运作。近八年来,链接了数万名开源人,集聚了上千名社区成员及志愿者、海内外数百位讲师,合作了近百家赞助、媒体、社区伙伴。 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/kaiyuanshe/article/details/124976824。 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。
2023-05-03 09:19:23
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...i/article/details/7189396。 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。 ◆男性占97%,人均月薪3500元 ◆58%的软件人在25岁以下,48%在本领域工作不满3年 ◆重点院校、本科、计算机专业开发者,占据着这个行业的主流 ◆c/c++、java使用人数最多,c居二,delphi位列第三 ◆企业信息化、通领域为人气最旺的两大热点 ◆31%的中小民营软件公司容纳了52%的开发者 ◆北京、上海、广州、深圳四地成为中国开发人员的聚集地 …… 时间进入2004年的尾声,作为本刊主角的软件人,今年收入几何?发展态势怎样?为了全面解析2004年中国程序员的收入与发展状况,本刊特别策划了这期专题。 按照整个社会的普遍共识,软件开发者是一个高薪的职业。事实情况何?高薪高到什么程度?究竟是什么人在赚取这些高薪?影响收入的决定性因素又是什么?为了取得真实数据,本刊用了2个月的时间进行深入调查与采访,希望这篇文章能在岁末年初之际,为大家带来深入的思考。 细分市场,其实软件从业人员除了程序员外,还囊括了很多的相关职业和角色,例如技术推广人、项目负责人、技术总监等,因此,凡与软件技术相关的工作或职业,都属于本专题关注之列。 程序员薪资调查报告 “软件人,今天薪资值多少?”大型网络调查活动从2004年10月初开始,在各大软件门户站点都开展了热点调查,截止11月底,在两个月的时间里,有近13000人参与并积极讨论了这个话题。 2004年,软件业人员结构处于什么分层? 2004年,开发人员实际收入多少? 2004年,开发人员使用最多的技术是什么? 2004年,影响收入的决定性因素到底是什么? …… 围绕以上种种问题,本刊设计了相关的调查与采访题目,在分析与统计开发者基本薪资情况下,还针对被调查者的专业背景、技术、软技能、公司福利以及影响薪资的关键因素做了相应的调查。 下面就让我们进入此次调查的数据现场。 2004年中国开发者平均月薪3500元 49%的开发者月薪不足3000,54%年薪不足4万(见表1、表2)。经历软件泡沫的投资家、管理者在对待员工的薪水上更为谨慎,但对开发者而言心理上却产生比较大的落差,在大环境如此的情况下,处于弱势的开发群体需要学会如何去适应环境,调整心态。 程序员占据大壁江山,升任技术总监者凤毛麟角 从本次的调查数据来看,程序员在所有调查者中占据主流,人数为一半还多,高级程序员也占了20%,这也是为什么开发者薪资普遍不高的主要原因之一。曾经业界大为盛行的国内缺乏高层次的软件人才的说法,这里似乎可以提供实在而有力的数据支持(见表3、表4)。 另外,从本次调查还得到了一个趋势:在做了3-5年的程序开发工作后,开始产生一定的人员分流现象。从有一定技术能力的程序员开始,到根据自己兴趣与爱好的二次择业,有相当部分的人员脱离编码一线,开始跨入技术主管、项目经理、技术支持、市场推广等角色。 不满者过半,普遍认为薪水太低 调查显示只有4%的人对薪水比较满意,近64%的人认为自己的薪水与社会同等能力开发人员相比偏低,这可以看出软件泡沫对开发人员造成的心理落差依然存在。人们普遍认为,软件业比较浮燥,所处其中的人也比较浮燥,但现在软件产业的发展越来越趋于理性和平和,只有先调整好自己的心态,平和地从基本功练起,薪水的价值才可能越来越得到不断提升。 软件开发,让女性走开 表5数据表明,开发者世界是一块绝对属于男性的天地,被调查者中有97%的人员属于男性。记者在采访中不止一次地发现,在软件公司中工作的女性很少,而从事一线编码工作的女性则是少之更少。一方面,软件开发这种技术创新与高挑战性、高压力的工作,男性更易于取得成果。另一方面,也有一部分中小企业对女性程序员不重视,甚至同工不同酬,也让一些希望就职此行业的女性永远地离开了这块阵地。 北京、上海、深圳、杭州成为程序员的最爱 地域对软件人员的薪资有很大的影响。北京以其政治、文化的优势集中了近19%的软件开发者,上海、深圳各占13%、10%,而杭州,以其良好的自然环境、人文环境及政府环境也吸引了5%的软件人才(见表6)。数据表明,拥有高校资源的城市先天性地占据着开发人才的绝对优势。而且,各项调查数据显示,地域也已不再是限制开发者流动的主要因素,尤其对于技术高手,他们几乎可以自由地在各大城市间来来往往。 情人虽好,糟糠之妻难下堂 哪些人在投资it企业,被调查者所在公司的规模如何?根据采访,几乎绝大多数的被调查者都将外企列在了第一选择,青睐之情溢于言表,但毕竟高高的门坎以及各种复杂因素,致使这些意愿大部分都难以实现。反而是那些遭到诸多抱怨的民营企业,尤其是占据31%的最高市场份额、员工数不足50人、管理不规范的中小软件公司,容纳了52%的开发者队伍。 c/c++、java成为翘楚,c实力强劲 调查显示,c/c++、java已是中国开发者的最爱,delphi依然延续着它的传奇之路,而c表现出了强大的后劲,相信这个微软公司推崇备至的开发利器在未来几年会如vb一样赢得开发者的信赖。 人气最旺的2大领域——企业信息化、通信 企业信息化、通信、通用软件开发、系统集成四大领域集中了目前开发者的大多数。加入wto之后,中国企业要与世界接轨,e化是必然的趋势,况且通信这个新兴行业以其门槛高、薪水高也吸引了许多开发者。企业信息化作为传统行业向网络化迈进的必然过程,容纳着很多软件人。另外,从市场角度看,移动、游戏开发、信息全三大热点领域对开发者也同样有极强诱惑力。 本科、计算机专业、部属院校大学毕业者成为中流砥柱 软件开发,并非只有计算机专业的人才能胜任,调查显示,有近40%的开发者是从其它相关或无关专业转行而来,但不可否认的是,占据60%者仍然为科班出身者。另外,尽管从来就崇尚高中毕业生就能成为软件天才,但这样的神话毕竟只是少数,支撑中国软件业的仍然是大学教育程度以上者。参与调查者中86%具有大专以上学历,另有8%的人具有硕士学历,数据表明中国开发者的整体教育水平较高。 综合实力的三大法宝:阅历、技术与沟通 59%的开发者从业期间做过的项目不超过5个,61%的人沟通能力较差,而近76%的开发者对自己比较自信,认为自己能力不弱于公司其它人员甚至更强。根据调查,在影响软件人薪资的因素中,阅历、技术强弱是决定性因素。另外,信息化时代普遍重视团队与项目整体实力,沟通能力成为影响程序员个人发展的一个重要因素。 软件人主体正处青春期 “程序员是吃青春饭的”,这个论断在本次调查中从另外一个角度得到验证。58%的软件开发者年龄不到25岁,48%的人在本领域工作时间不到3年,这些软件生力军未来5年必将成为引导中国软件发展潮流的主力军(见表18、表19)。另外,根据调查与采访,年龄在35岁左右的第二代软件人,现在已经成长为企业或项目的管理者,在各大软件公司担当着成熟、理性、有主见的软件开发带头人的角色。 待遇与福利走向正规化 有63%的公司会根据员工表现主动加薪(见表20),近80%的公司会为员工提供基本福利,如养老、医疗保险、住房补助、午餐补助等(见表21)。培训作为提升开发人员专业技能和实力的直接手段,越来越得到更多公司的重视。根据调查,项目奖金和固定假期基本成为以项目方式运作的公司的固定法宝,以鼓励和保障员工的士气和工作积极性。越来越多的中国软件企业,开始迈向规范化管理之路。 技术与眼光是决定薪水的至关要素 绝大部分被调查者都认为技术能力是决定薪资的最关键因素。但在采访过程中,却有更多的技术总监甚至公司总经理一级,认为短期内决定一个开发者薪水的因素中技术能力确实非常关键,但从长期来看,能对开发者的薪水带来长期且持久影响的,却不只是技术能力,更多的则是他本人对业界的了解度,即眼光是否开阔。这是一个很重要的信号,如果只在技术点上打转的人,除非是技术天才型,决大多数必须从综合能力等各方面来加强,而绝非技术这一点。可以说,在加强自身技术实力的前提下,开阔的视野、一定的沟通能力、自我管理与团队管理能力都对个人的发展起到至关重要的作用。(见表22) 现状解析:五维度立体定位开发者的薪资水平 结合以上调查结果以及本刊记者的深入采访,从宏观角度来看,有五个要素立体性地将软件人定位在了一定的薪资水平上。 这五个要素分别是:眼光技术、角色定位、公司性质、行业领域、地域因素。除第一、二要素是以个体原因占主体外,其他三个关键要素都取决于社会、产业、企业或公司本身的发展情况,但这些要素也不是一成不变的,在一定程度上,都是双向选择。 眼光技术是关键 一级:眼光与阅历 二级:核心技术 三级:专业与沟通 眼光开阔者得高薪 被采访者:王永刚 个人背景:软件公司cto 对于“决定薪资的最关键因素是什么”这个问题,王永刚用“是否适合职位”来回答,这一点与很多认为技术能力强就可以拿高薪的观点很不一样。他认为,多数职位分工不同,即便技术能力强但不适合职位,一样拿不到理想的薪水。他们公司在给员工定职定薪时,会与权威的咨询公司合作,从分析职位工作职责,到该职位所要求的人员素质,再到应聘员工对该职位的理解以及实际的工作情况,进行综合考虑。 专业与技术产生核心竞争力 被采访者:孙勇 个人背景:高级程序员,linux下c/c++开发 工作四年来,孙勇一直从事linux下使用c/c++进行的嵌入式开发,四年中跳过两次槽。跳槽前后的薪水变化很有意思,跳槽前月薪低年薪高,跳槽后月薪高但年薪却降了很多,原因是第一家公司项目奖金、年终分红很多,而第二家公司却没有其他方面的奖励机制。 孙勇自认为跳槽太过频繁,这样对自己技术能力的发展会产生较多的负面影响。在他看来,一个人薪资的高低终究取决于自己技术的核心竞争力,变动太大可能会造成技术上的不连续。所以孙勇说,未来五年内自己会沉浸于技术不考虑其它,目的只有一个,就是让自己更专业、更核心! 专家分析:眼光专业与核心竞争力是定位软件人层级的第一法码,其包含着很多的综合因素:专业背景、阅历、经验值、能力高下等等。趋势全球研发及资讯执行副总裁国屏认为,“技术很重要,但更重要的是市场和文化的配合。在个人的发展过程中,学习也会起到重要的作用。此外,还必须认同企业文化,具备技术、对工作、对解决问题的热情”。此外,学习能力和沟通能力也是专家们认为重要度很高的2个要素。当然,这其中,作为前提“最重要的还是兴趣,缘于自身对程序开发的热爱”,8848公司cto张研如是说。 角色大挪移 一级指标:cto、项目承包人 二级指标:架构师、部门主管/项目主管 三级指标:普通开发人员 从个人发展的角度和过程来看,这个指标应该是倒向。但从业界普遍的认识,无论是能力、阅历还是收入待遇,人们普遍对一级指标中的人员更多持赞赏态度。 被采访者:张齐生 个人背景:技术总监 起初,我只是在一家软件公司作java程序员,后来随着项目的进展以及工作时间的推移,自己的技术能力、项目管理能力也逐步加强,从最初的开发人员做到项目主管,2003年底的时候做到技术总监,工资范围也从最初的4000元到8000元,再到技术总监的万元,角色的改变确实带来了很多附加价值,当然,这个职位要求你带来的价值也会更多。 专家分析:出现这种工资结构是正常的。因为架构师、cto一般都是从普通开发人员过来的,具有深厚的业界开发经验和背景。联合信息集团移动应用开发部总经理熊军认为,开发人员必须“对自己能力的认识有一个准确的职业定位。认识自己,才能准确地职业定位,有了准确的职业定位,才能有短期、中期和长期的发展方向和动力。” 8848公司cto张研表示反对“学而优则士”、“不想当将军的士兵就不是好士兵”此类说法。同样,csdn网站、《程序员》杂志社总经理蒋涛也不建议所有程序员都向管理道路发展,因为相比之下,项目经理和cto必定具有一些独特的素质,比如沟通能力、项目管理能力,组织能力、计划能力以及产品和技术的眼光等,这些素质并不是每一个人都具备的。 公司对对碰 一级指标:外资、合资、民营大型it公司 二级指标:合资、中小软件公司 三级指标:国企、事业单位 采访中,有位叫王岩的资深开发人员一再强调,如果可能,一定要进外企。本次调查中,微软亚洲研究院,ibm研究院等外企几乎成了大部分开发人员所向往的圣地。 外企是我第一选择 被采访者:李文山 个人背景:技术支持 上海交大毕业的李文山,在校时就已经参与了很多社团活动,因此也见识了不少各种企业人员的做事风格与思想状态。外企大公司前沿的技术科研、严谨负责的处事态度都给他留下了深刻的印象。当然,丰富的培训、优厚的待遇、放心的福利也是必须考虑的因素。用他的话说,“身边全是一级的牛人,自己的发展自然就有了保障”。 中小软件企业机会多 被采访者:刘洋 个人背景:项目经理+程序员 天天加班加点,见到刘洋时他一脸的菜色,但心情不错。毕业不到一年,他就凭技术能力与管理能力当上了项目经理。虽然下面员工流动率高,但刘洋的薪水却是老板亲自钦点,比起毕业的同班同学绰绰有余。从项目最初的客户谈判、到中间执行,再到最后的交工,刘洋什么都做过,因此也锻炼得几乎成了全能手。对于未来,他希望公司业务做大后,能再规范一些,当然,随着公司的成长,自己上升的空间也很大。 三企走遍 被采访者:阿蒙(vchome.net) 个人背景:6年,通信行业,珠海 我很幸运,毕业时就进了美资软件公司,从事系统软件的开发工作,主要应用c/c++、x86汇编、mips汇编、ddk、sdk等技术,年薪四万多。在这家外企工作两年后,技术与处事能力大有提高,但开始心生厌倦,总觉得外面的世界很精彩。后来有一家从事通信软件产品开发的公司,答应年薪翻倍,一年后可走上管理层,怦然心动后就去新公司报到了。一年后,如愿以偿地走上管理层,两年后,技术管理能力以及行业业务能力有了质的飞跃,也越来越发现这个行业有前途,于是与朋友开始策划开公司,资金融到后就轰轰烈烈地创业了。没日没干了一年,由于资金与市场的原因,公司over,只好灰溜溜地去一家香港合资公司继续打工,仍做管理层。 我的感觉是,外企有一整套规章制度,薪金制度也较为完善,工作考评有客观的数值:月工作计划与总结、季度工作考核、上司的总体评价等,这些考核都很详细,细到完成的代码量、文档数、提过什么建议等等。国内企业也有计划与考核,但更多的是主观态度,而对工作的效果与过程并不具体细化,人际关系、表达能力等往往起着很微妙的关键作用。当然国内企业也有很多优点,比如制度灵活。 专家点评:人才的争夺,一方面是卯足了劲准备抢占有利地势和环境的个人开发者,另一方面,企业间的人才争夺战越演越烈。在此情况下,为了吸引国内的高素质人才,不少外企纷纷在中国开设研究院,走“曲线救国”道路。根据一份猎头资料,摩托罗拉研发中心、松下电器中国研究开发公司、ibm中国研究中心、朗讯公司贝尔实验室、微软中国研究院都是猎取高级科研、管理人才的大头。外企与外企、外企与国企、国企与民企,这个三角关系,虽然在早几年优劣非常明显,但现在,这种差距正在明显缩小。具体适合哪个企业,围城内外其实也并不是三重天(见下页表23)。 热点行业易淘金 一级推荐:移动开发、游戏开发 二级推荐:安全领域、企业信息化 三级推荐:通用软件、系统平台、项目开发等 专家点评:出现这种趋势主要是由市场对软件人才的供求决定的,因为目前在移动和游戏领域开发人员确实比较少,所以相对而言,他们的薪资较高,这就是所谓的“奇货可居”。但是,目前市场在成长,这些新兴或热点领域的开发人员数量也在逐渐增加,当达到一个平衡点时,他们的工资也会随之下降,这主要由市场对人才的供求关系决定。不建议开发人员轻易放弃自己原有的开发领域花大量时间和精力投向自己不熟悉的领域。 所以,熊军认为:这两个行业方向的长线发展看好,也需要更多的开发人员,但是年轻人都要根据自己的兴趣爱好、思维模式、技术能力选择更适合自己的行业方向,而且也有很多更有潜力的方向,建议年轻人从长远考虑。 地域火拼 一级指标:北京、上海 二级指标:深圳、杭州、广州 三级指标:成都、武汉、大连等 绝大多数的软件从业人员集中在北京、上海、广州和深圳四大城市,其中尤以北京的人数最为集中,但在另一项相关的调查中,上海却是程序员最向往的城市。在本次收入调查中,北京、上海的工资较高。武汉稍低于成都。 地域不同,薪资有别 被采访者:青润 个人背景:5年,电信行业、软件企业服务 我本人在北京、上海、深圳、成都四地都曾工作过。我基本上这样认为,对于刚刚大学毕业的软件人员,工资情况是这样:成都1500-2000元/月,上海2000元/月,深圳2000-2500元/月,北京2000-2500元/月。工作几年后,以成都系数为1来计,上海和其他地方为1.3-1.5倍于成都的收入。差异主要也是因为生活成本造成的。 相比而言,北京具有王者气氛,有着俯瞰全国的实力和影响力。上海是经济驱动的城市。深圳对人的友好度最好,它的优点是有各种各样的新技术公司,缺点是缺乏大公司的支撑。好山好水的成都,虽起步了很多软件公司,但大都在出川后倒下了,或者只是长居四川,足少出户,感觉比较舒适和懒散。 安逸的成都竞争的北京 被采访者:夏桅 个人背景:。net开发人员 夏桅毕业之后就来到北京从事软件开发工作。但他时常怀念起成都的生活,那里的山,那里的水,还有怡然自得的成都人都给他留下了深刻的印象。 但夏桅还是不后悔。一方面,安逸的环境对自己发展不利,适度的竞争可以发掘自身的潜力。而且,眼界开阔了,薪水也高不少。当然,在北京的生活绝对说不上舒服,但机会多,可有多种选择,极大地改观了自己的现状。 一眼可以看到头的武汉,但我喜欢 被采访者:刘如宁 个人背景:大学教师、项目主管 在武汉工作了10多年,刘如宁感觉还是比较惬意。比收入,武汉可能还不如成都,更别提北京和上海,但武汉的生活成本比较低,几块钱就够一天的伙食了。在高校担当大学教师的刘如宁,科研任务不重,而且还有足够的时间去外面承接项目,用自己喜欢的软件开发技术赚取外快。“我不是一个特别喜欢接受挑战的人,这种做自己喜欢的事情、宁静而富裕的生活,我还是比较满足”,有房、有车,生活安定富足的刘如宁如是说。 专家点评:比“营利”,必须是一个闭环。有收入比较,还得有支出比较,两者对比后才是最终收获。在地域这个问题上,大城市,确实收入比较高,但相对的,生活成本也较高。 趋势全球研发及资讯执行副总裁梁国屏表示,趋势的薪资结构体系在全世界都是一样的,具体数值要根据各地的市场来调整。比如一个经理,他的等级可能是10,那么不论在中国、日本还是美国,他的等级都是10.但这个等级的薪水具体是多少,就要看当地的市场了,趋势会和当地的薪资调查单位合作,来确定系数,然后计算出具体的薪水。 除薪水外,地域的附加价值会更重要一些。第一,对于技术发展比较迅速的it业,在大城市,整体的环境和氛围相对会好一些,例如在北京和上海等地,几乎每天都会有技术论坛、开发者大会、大厂商的开发日、各领域大师的巡回讲座等。其次,作的机会也会比较多,因为集中了各种类型的公司和企业,总会找到适合你条件的合适职位和选择。第三,可以参与比较大的技术团体,形成独特的生活与社交圈。用8848公司cto张研的话来说,“如果周围都是高手,你不是高手也难”,所以地域对人影响最大的是提供了一个环境,其次才是机会和薪水。 对此,telelogic公司北方区总经理任群力建议说,“如果开发人员能够善于利用互联网,并有决心多学习,这种地域差异会得到弱化。” 我拿青春赌明天 在本次专题组织中,大部分被采访人都明确表示,自己会在软件业领域一直奋斗下去,因为从中得到了很多的快乐与激情。但明天是否一定会更好,这需要从两个角度去考虑:一是从个人角度讲,年轻的软件人一定要有个人职业的规划,而且这种规划要从自己特点或专长出发,与当前业界相适应。另外,更重要的是,个人发展到什么程度,还需要同整个软件大环境和社会环境挂钩。 个人职业要规划 现在广州做了4年delphi/c行业开发、年薪10万的王旋说,“工作后所得到的收获就是,学习和工作要有相对明确的目标,不能因为一时心动而去学习某一技术。在真正下决定之前,我通常会考虑更多因素,包括长期的发展、个人路线的规划、需要付出的代价、可能遇到的困难以及解决的办法等等,在决定后还会制定更加明确的计划,包括短期、中期和长期的,身边可以利用到的资源,以及每一个阶段是怎么过渡到更高阶段的计划。” 现在,越来越多的在职人员意识到,未来的职业细分市场中,只有在某一领域确实比较深入、具有专长和资源的人会得到企业的重视,浪里淘沙勇者胜。 中国软件业面临困境 中国的软件业发展目前面临两难境地。上至国家,下至各城市都给予了相当的政策优惠,但整体软件业的发展却一直雷声大,雨点小。对此,北航软件学院院长孙伟忧心忡忡,“很多人从心里看不起印度,但印度的软件业却有数家2万、3万员工规模的大企业,放眼中国,规模最大的东软集团、用友公司,真正的软件开发者也不过两、三千人,这种差别太巨大了,我们一定要好好思考,中国的软件业究竟出了什么问题?” 对此,很多专家认为,中国软件业已经面临一个新的转折点,随着信息化在各行各业的深入运用,软件业有机会深度专业化,由边缘而进入核心,从而形成以深度专业化为特征的核心竞争力。无论个人还是公司,我们都有幸在第一时间站在了软件业这块前沿阵地,但明天是否会更好,还有待于中国软件业的整体发展,在这颇为沉闷的时刻,我们期望“让暴风雨来得更猛烈些吧”! 参考资料:http://www.w-training.com/viewc.asp?id=23922 ====================================================== 在最后,我邀请大家参加新浪APP,就是新浪免费送大家的一个空间,支持PHP+MySql,免费二级域名,免费域名绑定 这个是我邀请的地址,您通过这个链接注册即为我的好友,并获赠云豆500个,价值5元哦!短网址是http://t.cn/SXOiLh我创建的小站每天访客已经达到2000+了,每天挂广告赚50+元哦,呵呵,饭钱不愁了,\(^o^)/ 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/javazhuanzai/article/details/7189396。 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。
2023-12-24 09:01:26
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通过阅读源码发现,上面方法将HashMap变为加锁,也是使用Synchronized,只是锁的内容更细,但并不比HashTable效率高多少 所以衍生除了新的容器ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap 此容器,插入效率不如上面的,因为它做了各种判断和CAS,但是差距不是特别大 读取效率很高,100个线程同时访问,每个线程读取一百万次实测 Hashtable 39s ,SynchronizedHashMap 38s ,ConcurrentHashMap 1.7s 前两个将近40秒,ConcurrentHashMap只需要不到2s,由此可见此容器读取效率极高 2、为什么推荐使用Queue来做高并发 为什么推荐Queue(队列) Queue接口提供了很多针对多线程非常友好的API(offer ,peek和poll,其中BlockingQueue还添加了put和take可以阻塞),可以说专门为多线程高并发而创造的接口,所以一般我们使用Queue而不用List 以下代码分别使用链表LinkList和ConcurrentQueue,对比一下速度 LinkList用了5s多,ConcurrentQueue几乎瞬间完成 Concurrent接口就是专为多线程设计,多线程设计要多考虑Queue(高并发用)的使用,少使用List / 有N张火车票,每张票都有一个编号 同时有10个窗口对外售票 请写一个模拟程序 分析下面的程序可能会产生哪些问题? 重复销售?超量销售? 使用Vector或者Collections.synchronizedXXX 分析一下,这样能解决问题吗? 就算操作A和B都是同步的,但A和B组成的复合操作也未必是同步的,仍然需要自己进行同步 就像这个程序,判断size和进行remove必须是一整个的原子操作 @author 马士兵/import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TicketSeller3 {static List<String> tickets = new LinkedList<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号:" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {synchronized(tickets) {if(tickets.size() <= 0) break;try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("销售了--" + tickets.remove(0));} }}).start();} }} 队列 import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class TicketSeller4 {static Queue<String> tickets = new ConcurrentLinkedQueue<>();static {for(int i=0; i<1000; i++) tickets.add("票 编号:" + i);}public static void main(String[] args) {for(int i=0; i<10; i++) {new Thread(()->{while(true) {String s = tickets.poll();if(s == null) break;else System.out.println("销售了--" + s);} }).start();} }} 3、多线程常用容器 1、ConcurrentHashMap(无序)和ConcurrentSkipListMap(有序,链表,使用跳表数据结构,让查询更快) 跳表:http://blog.csdn.net/sunxianghuang/article/details/52221913 import java.util.;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class T01_ConcurrentMap {public static void main(String[] args) {Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();//Map<String, String> map = new ConcurrentSkipListMap<>(); //高并发并且排序//Map<String, String> map = new Hashtable<>();//Map<String, String> map = new HashMap<>(); //Collections.synchronizedXXX//TreeMapRandom r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];CountDownLatch latch = new CountDownLatch(ths.length);long start = System.currentTimeMillis();for(int i=0; i<ths.length; i++) {ths[i] = new Thread(()->{for(int j=0; j<10000; j++) map.put("a" + r.nextInt(100000), "a" + r.nextInt(100000));latch.countDown();});}Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());try {latch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);System.out.println(map.size());} } 2、CopyOnWriteList(写时复制)和CopyOnWriteSet 适用于,高并发是,读的多,写的少的情况 当我们写的时候,将容器复制,让写线程去复制的线程写(写的时候加锁) 而读线程依旧去读旧的(读的时候不加锁) 当写完,将对象指向复制后的已经写完的容器,原来容器销毁 大大提高读的效率 / 写时复制容器 copy on write 多线程环境下,写时效率低,读时效率高 适合写少读多的环境 @author 马士兵/import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.Vector;import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;public class T02_CopyOnWriteList {public static void main(String[] args) {List<String> lists = //new ArrayList<>(); //这个会出并发问题!//new Vector();new CopyOnWriteArrayList<>();Random r = new Random();Thread[] ths = new Thread[100];for(int i=0; i<ths.length; i++) {Runnable task = new Runnable() {@Overridepublic void run() {for(int i=0; i<1000; i++) lists.add("a" + r.nextInt(10000));} };ths[i] = new Thread(task);}runAndComputeTime(ths);System.out.println(lists.size());}static void runAndComputeTime(Thread[] ths) {long s1 = System.currentTimeMillis();Arrays.asList(ths).forEach(t->t.start());Arrays.asList(ths).forEach(t->{try {t.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} });long s2 = System.currentTimeMillis();System.out.println(s2 - s1);} } 3、synchronizedList和ConcurrentLinkedQueue package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.Queue;import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;public class T04_ConcurrentQueue {public static void main(String[] args) {List<String> strsList = new ArrayList<>();List<String> strsSync = Collections.synchronizedList(strsList);//加锁ListQueue<String> strs = new ConcurrentLinkedQueue<>();//Concurrent链表队列,就是读快for(int i=0; i<10; i++) {strs.offer("a" + i); //add添加,但是不同点是,此方法会返回一个布尔值}System.out.println(strs);System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.poll());//取出,取完后将元素去除System.out.println(strs.size());System.out.println(strs.peek());//取出,但是不会将元素从队列删除System.out.println(strs.size());//双端队列Deque} } 4、LinkedBlockingQueue 链表阻塞队列(无界链表,可以一直装东西,直到内存满(其实,也不是无限,其长度Integer.MaxValue就是上限,毕竟最大就这么大)) 主要体现在put和take方法,put添加的时候,如果队列满了,就阻塞当前线程,直到队列有空位,继续插入。take方法取的时候,如果没有值,就阻塞,等有值了,立马去取 import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T05_LinkedBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new LinkedBlockingQueue<>();static Random r = new Random();public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 100; i++) {try {strs.put("a" + i); //如果满了,当前线程就会等待(实现阻塞),等多会有空位,将值插入TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(r.nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "p1").start();for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {for (;;) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " take -" + strs.take()); //取内容,如果空了,当前线程就会等待(实现阻塞)} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }}, "c" + i).start();} }} 5、ArrayBlockingQueue 有界阻塞队列(因为Array需要指定长度) import java.util.Random;import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_ArrayBlockingQueue {static BlockingQueue<String> strs = new ArrayBlockingQueue<>(10);static Random r = new Random();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 10; i++) {strs.put("a" + i);}//strs.put("aaa"); //满了就会等待,程序阻塞//strs.add("aaa");//strs.offer("aaa");strs.offer("aaa", 1, TimeUnit.SECONDS);System.out.println(strs);} } 6、特殊的阻塞队列1:DelayQueue 延时队列(按时间进行调度,就是隔多长时间运行,谁隔的少,谁先) 以下例子中,我们添加线程到队列顺序为t12345,正常情况下,会按照顺序运行,但是这里有了延时时间,也就是时间越短,越先执行 步骤很简单,拿到延时队列 指定构造方法 继承 implements Delayed 重写 compareTo和getDelay import java.util.Calendar;import java.util.Random;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.DelayQueue;import java.util.concurrent.Delayed;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T07_DelayQueue {static BlockingQueue<MyTask> tasks = new DelayQueue<>();static Random r = new Random();static class MyTask implements Delayed {String name;long runningTime;MyTask(String name, long rt) {this.name = name;this.runningTime = rt;}@Overridepublic int compareTo(Delayed o) {if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS))return -1;else if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) return 1;else return 0;}@Overridepublic long getDelay(TimeUnit unit) {return unit.convert(runningTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);}@Overridepublic String toString() {return name + " " + runningTime;} }public static void main(String[] args) throws InterruptedException {long now = System.currentTimeMillis();MyTask t1 = new MyTask("t1", now + 1000);MyTask t2 = new MyTask("t2", now + 2000);MyTask t3 = new MyTask("t3", now + 1500);MyTask t4 = new MyTask("t4", now + 2500);MyTask t5 = new MyTask("t5", now + 500);tasks.put(t1);tasks.put(t2);tasks.put(t3);tasks.put(t4);tasks.put(t5);System.out.println(tasks);for(int i=0; i<5; i++) {System.out.println(tasks.take());//获取的是toString方法返回值} }} 7、特殊的阻塞队列2:PriorityQueque 优先队列(二叉树算法,就是排序) import java.util.PriorityQueue;public class T07_01_PriorityQueque {public static void main(String[] args) {PriorityQueue<String> q = new PriorityQueue<>();q.add("c");q.add("e");q.add("a");q.add("d");q.add("z");for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println(q.poll());} }} 8、特殊的阻塞队列3:SynchronusQueue 同步队列(线程池用处非常大) 此队列容量为0,当插入元素时,必须同时有个线程往外取 就是说,当你往这个队列里面插入一个元素,它就拿着这个元素站着(阻塞),直到有个取元素的线程来,它就把元素交给它 就是用来同步数据的,也就是线程间交互数据用的一个特殊队列 package com.mashibing.juc.c_025;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.SynchronousQueue;public class T08_SynchronusQueue { //容量为0public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BlockingQueue<String> strs = new SynchronousQueue<>();new Thread(()->{//这个线程就是消费者,来取值try {System.out.println(strs.take());//和同步队列要值} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.put("aaa"); //阻塞等待消费者消费,就拿着aaa站着,等线程来取//strs.put("bbb");//strs.add("aaa");System.out.println(strs.size());} } 9、特殊的阻塞队列4:TransferQueue 传递队列 此队列加入了一个方法transfer()用来向队列添加元素 但是和put()方法不同的是,put添加完元素就走了 而这个方法,添加完自己就阻塞了,直到有人将这个元素取走,它才继续工作(省去我们手动阻塞) import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;public class T09_TransferQueue {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {LinkedTransferQueue<String> strs = new LinkedTransferQueue<>();new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();strs.transfer("aaa");//放东西到队列,同时阻塞等待消费者线程,取走元素//strs.put("aaa");//如果用put就和普通队列一样,放完东西就走了/new Thread(() -> {try {System.out.println(strs.take());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} }).start();/} } 3、线程池 线程池 由于单独创建线程,十分影响效率,而且无法对线程集中管理,一旦疏落,可能线程无限执行,浪费资源 线程池就是一个存储线程的游泳池,而每个线程就是池子里面的赛道 池子里的线程不执行任何任务,只是提供一个资源 而谁提交了任务,比如我想来游泳,那么池子就给你一个赛道,让你游泳 比如它想练憋气,那么给它一个赛道练憋气 当他们用完,走了,那么后面其它人再过来继续用 这就是线程池,始终只有这几个线程,不做实现,而是借用这几个线程的用户,自己掌控用这些线程资源做什么(提交任务给线程,线程空闲就帮他们完成任务) 线程池的两种类型(两类,不是两个) ThreadPoolExecutor(简称TPE) ForkJoinPool(分解汇总任务(将任务细化,最后汇总结果),少量线程执行多个任务(子任务,TPE做不到先执行子任务),CPU密集型) Executors(注意这后面有s) 它可以说是线程池工厂类,我们一般通过它创建线程池,并且它为我们封装了线程 1、常用类 Executor ExecutorService 扩展了execute方法,具有一个返回值 规定了异步执行机制,提供了一些执行器方法,比如shutdown()关闭等 但是它不知道执行器中的线程何时执行完 Callable 对Runnable进行了扩展,实现Callable的调用,可以有返回值,表示线程的状态 但是无法返回线程执行结果 Future 获得未来线程执行结果 由此,我们可以得知线程池基本的一个使用步骤 其中service.submit():为异步提交,也就是说,主线程该干嘛干嘛,我是异步执行的,和同步不一样(当前线程执行完,主线程才能继续执行,叫同步) futuer.get():获取结果集结果,此时因为异步,主线程执行到这里,结果集可能还没封装好,所以此时如果没有值,就阻塞,直到结果集出来 public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {Callable<String> c = new Callable() {@Overridepublic String call() throws Exception {return "Hello Callable";} };ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();Future<String> future = service.submit(c); //异步System.out.println(future.get());//阻塞service.shutdown();} 2、FutureTask 可充当任务的结果集 上面我们介绍Future是用来得到任务的执行结果的 而FutureTask,可以当做一个任务用,并且返回任务的结果,也就是可以跑线程,然后还可以得到线程结果 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(()->{TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);return 1000;}); //new Callable () { Integer call();}new Thread(task).start();System.out.println(task.get()); //阻塞} 3、CompletableFuture 非常灵活的任务结果集 一个非常灵活的结果集 他可以将很多执行不同任务的线程的结果进行汇总 比如一个网站,它可以启动多个线程去各大电商网站,比如淘宝,京东,收集某些或某一个商品的价格 最后,将获取的数据进行整合封装 最终,客户就可以通过此网站,获取某类商品在各网站的价格信息 / 假设你能够提供一个服务 这个服务查询各大电商网站同一类产品的价格并汇总展示 @author 马士兵 http://mashibing.com/import java.io.IOException;import java.util.Random;import java.util.concurrent.CompletableFuture;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T06_01_CompletableFuture {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {long start, end;/start = System.currentTimeMillis();priceOfTM();priceOfTB();priceOfJD();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use serial method call! " + (end - start));/start = System.currentTimeMillis();CompletableFuture<Double> futureTM = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM());CompletableFuture<Double> futureTB = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTB());CompletableFuture<Double> futureJD = CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfJD());CompletableFuture.allOf(futureTM, futureTB, futureJD).join();//当所有结果集都获取到,才汇总阻塞CompletableFuture.supplyAsync(()->priceOfTM()).thenApply(String::valueOf).thenApply(str-> "price " + str).thenAccept(System.out::println);end = System.currentTimeMillis();System.out.println("use completable future! " + (end - start));try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }private static double priceOfTM() {delay();return 1.00;}private static double priceOfTB() {delay();return 2.00;}private static double priceOfJD() {delay();return 3.00;}/private static double priceOfAmazon() {delay();throw new RuntimeException("product not exist!");}/private static void delay() {int time = new Random().nextInt(500);try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.printf("After %s sleep!\n", time);} } 4、TPE型线程池1:ThreadPoolExecutor 原理及其参数 线程池由两个集合组成,一个集合存储线程,一个集合存储任务 存储线程:可以规定大小,最多可以有多少个,以及指定核心线程数量(不会被回收) 任务队列:存储任务 细节:初始线程池没有线程,当有一个任务来,线程池起一个线程,又有一个任务来,再起一个线程,直到达到核心线程数量 核心线程数量达到时,新来的任务将存储到任务队列中等待核心线程处理完成,直到任务队列也满了 当任务队列满了,此时再次启动一个线程(非核心线程,一旦空闲,达到指定时间将会消失),直到达到线程最大数量 当线程容器和任务容器都满了,又来了线程,将会执行拒绝策略 上面的细节涉及的所有步骤内容,均由创建线程池的参数执行 下面是ThreadPoolExecutor构造方法参数的源码注释 / 用给定的初始值,创建一个新的线程池 @param corePoolSize 核心线程数量 @param maximumPoolSize 最大线程数量 @param keepAliveTime 当线程数大于核心线程数量时,空闲的线程可生存的时间 @param unit 时间单位 @param workQueue 任务队列,只能包含由execute提交的Runnable任务 @param threadFactory 工厂,用于创建线程给线程池调度的工厂,可以自定义 @param handler 拒绝策略(可以自定义,JDK默认提供4种),当线程边界和队列容量已经满了,新来线程被阻塞时使用的处理程序/public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) JDK提供的4种拒绝策略,不常用,一般都是自己定义拒绝策略 Abort:抛异常 Discard:扔掉,不抛异常 DiscardOldest:扔掉排队时间最久的(将队列中排队时间最久的扔掉,然后让新来的进来) CallerRuns:调用者处理任务(谁通过execute方法提交任务,谁处理) ThreadPoolExecutor继承关系 继承关系:ThreadPoolExecutor->AbstractExectorService类->ExectorService接口->Exector接口 Executors(注意这后面有s) 它可以说是线程池工厂类,我们一般通过它创建线程池,并且它为我们封装了线程 看看下面创建线程池,哪里用到了它 使用实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.;public class T05_00_HelloThreadPool {static class Task implements Runnable {private int i;public Task(int i) {this.i = i;}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Task " + i);try {System.in.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }@Overridepublic String toString() {return "Task{" +"i=" + i +'}';} }public static void main(String[] args) {ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4,60, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());//创建线程池,核心2个,最大4个,空闲线程存活时间60s,任务队列容量4,使用默认线程工程,创建线程。拒绝策略是JDK提供的for (int i = 0; i < 8; i++) {tpe.execute(new Task(i));//供提交8次任务}System.out.println(tpe.getQueue());//查看任务队列tpe.execute(new Task(100));//提交新的任务System.out.println(tpe.getQueue());tpe.shutdown();//关闭线程池} } 5、TPE型线程池2:SingleThreadPool 单例线程池(只有一个线程) 为什么有单例线程池 有任务队列,有线程池管理机制 Executors(注意这后面有s) 它可以说是线程池工厂类,我们一般通过它创建线程池,并且它为我们封装了线程 看看下面哪里用到了它 /创建单例线程池,扔5个任务进去,查看输出结果,看看有几个线程执行任务/import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});} }} 6、TPE型线程池3:CachedPool 缓存,存储线程池 此线程池没有核心线程,来一个任务启动一个线程(最多Integer.MaxValue,不会放在任务队列,因为任务队列容量为0),每个线程空闲后,只能活60s 实例 import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class T07_SingleThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();//通过Executors获取池子for(int i=0; i<5; i++) {final int j = i;service.execute(()->{//提交任务System.out.println(j + " " + Thread.currentThread().getName());});}service.shutdown();} } 7、TPE型线程池4:FixedThreadPool 固定线程池 此线次池,用于创建一个固定线程数量的线程池,不会回收 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;public class T09_FixedThreadPool {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {//并发执行long start = System.currentTimeMillis();getPrime(1, 200000); long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并发执行耗费时间final int cpuCoreNum = 4;//并行执行ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(cpuCoreNum);MyTask t1 = new MyTask(1, 80000); //1-5 5-10 10-15 15-20MyTask t2 = new MyTask(80001, 130000);MyTask t3 = new MyTask(130001, 170000);MyTask t4 = new MyTask(170001, 200000);Future<List<Integer>> f1 = service.submit(t1);Future<List<Integer>> f2 = service.submit(t2);Future<List<Integer>> f3 = service.submit(t3);Future<List<Integer>> f4 = service.submit(t4);start = System.currentTimeMillis();f1.get();f2.get();f3.get();f4.get();end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//输出并行耗费时间}static class MyTask implements Callable<List<Integer>> {int startPos, endPos;MyTask(int s, int e) {this.startPos = s;this.endPos = e;}@Overridepublic List<Integer> call() throws Exception {List<Integer> r = getPrime(startPos, endPos);return r;} }static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;}static List<Integer> getPrime(int start, int end) {List<Integer> results = new ArrayList<>();for(int i=start; i<=end; i++) {if(isPrime(i)) results.add(i);}return results;} } 8、TPE型线程池5:ScheduledPool 预定,延时线程池 根据延时时间(隔多长时间后运行),排序,哪个线程先执行,用户只需要指定核心线程数量 此线程池返回的池对象,和提交任务方法都不一样,比较涉及到时间 import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T10_ScheduledPool {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(4);service.scheduleAtFixedRate(()->{//提交延时任务try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(new Random().nextInt(1000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName());}, 0, 500, TimeUnit.MILLISECONDS);//指定延时时间和单位,第一个任务延时0毫秒,之后的任务,延时500毫秒} } 9、手写拒绝策略小例子 import java.util.concurrent.;public class T14_MyRejectedHandler {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(4, 4,0, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(6),Executors.defaultThreadFactory(),new MyHandler());//将手写拒绝策略传入}static class MyHandler implements RejectedExecutionHandler {//1、继承RejectedExecutionHandler@Overridepublic void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {//2、重写方法//log("r rejected")//伪代码,表示通过log4j.log()报一下日志,拒绝的时间,线程名//save r kafka mysql redis//可以尝试保存队列//try 3 times //可以尝试几次,比如3次,重新去抢队列,3次还不行就丢弃if(executor.getQueue().size() < 10000) {//尝试条件,如果size>10000了,就执行拒绝策略//try put again();//如果小于10000,尝试将其放到队列中} }} } 10、ForkJoinPool线程池1:ForkJoinPool 前面我们讲过线程分为两大类,TPE和FJP ForkJoinPool(分解汇总任务(将任务细化,最后汇总结果),少量线程执行多个任务(子任务,TPE做不到先执行子任务),CPU密集型) 适合将大任务切分成多个小任务运行 两个方法,fork():分子任务,将子任务分配到线程池中 join():当前任务的计算结果,如果有子任务,等子任务结果返回后再汇总 下面实例实现,一百万个随机数求和,由两种方法实现,一种ForkJoinPool分任务并行,一种使用单线程做 import java.io.IOException;import java.util.Arrays;import java.util.Random;import java.util.concurrent.ForkJoinPool;import java.util.concurrent.RecursiveAction;import java.util.concurrent.RecursiveTask;public class T12_ForkJoinPool {//1000000个随机数求和static int[] nums = new int[1000000];//一堆数static final int MAX_NUM = 50000;//分任务时,每个任务的操作量不能多于50000个,否则就继续细分static Random r = new Random();//使用随机数将数组初始化static {for(int i=0; i<nums.length; i++) {nums[i] = r.nextInt(100);}System.out.println("---" + Arrays.stream(nums).sum()); //stream api 单线程就这么做,一个一个加}//分任务,需要继承,可以继承RecursiveAction(不需要返回值,一般用在不需要返回值的场景)或//RecursiveTask(需要返回值,我们用这个,因为我们需要最后获取求和结果)两个更好实现的类,//他俩继承与ForkJoinTaskstatic class AddTaskRet extends RecursiveTask<Long> {private static final long serialVersionUID = 1L;int start, end;AddTaskRet(int s, int e) {start = s;end = e;}@Overrideprotected Long compute() {if(end-start <= MAX_NUM) {//如果任务操作数小于规定的最大操作数,就进行运算,long sum = 0L;for(int i=start; i<end; i++) sum += nums[i];return sum;//返回结果} //如果分配的操作数大于规定,就继续细分(简单的重中点分,两半)int middle = start + (end-start)/2;//获取中间值AddTaskRet subTask1 = new AddTaskRet(start, middle);//传入起始值和中间值,表示一个子任务AddTaskRet subTask2 = new AddTaskRet(middle, end);//中间值和结尾值,表示一个子任务subTask1.fork();//分任务subTask2.fork();//分任务return subTask1.join() + subTask2.join();//最后返回结果汇总} }public static void main(String[] args) throws IOException {/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();AddTask task = new AddTask(0, nums.length);fjp.execute(task);/ForkJoinPool fjp = new ForkJoinPool();//创建线程池AddTaskRet task = new AddTaskRet(0, nums.length);//创建任务fjp.execute(task);//传入任务long result = task.join();//返回汇总结果System.out.println(result);//System.in.read();} } 11、ForkJoinPool线程池2:WorkStealingPool 任务偷取线程池 原来的线程池,都是有一个任务队列,而这个不同,它给每个线程都分配了一个任务队列 当某一个线程的任务队列没有任务,并且自己空闲,它就去其它线程的任务队列中偷任务,所以叫任务偷取线程池 细节:当线程自己从自己的任务队列拿任务时,不需要加锁,但是偷任务时,因为有两个线程,可能发生同步问题,需要加锁 此线程继承FJP 实例 import java.io.IOException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class T11_WorkStealingPool {public static void main(String[] args) throws IOException {ExecutorService service = Executors.newWorkStealingPool();System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());service.execute(new R(1000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000));service.execute(new R(2000)); //daemonservice.execute(new R(2000));//由于产生的是精灵线程(守护线程、后台线程),主线程不阻塞的话,看不到输出System.in.read(); }static class R implements Runnable {int time;R(int t) {this.time = t;}@Overridepublic void run() {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(time + " " + Thread.currentThread().getName());} }} 12、流式API:ParallelStreamAPI 不懂的请参考:https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/110265219 实例 import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;public class T13_ParallelStreamAPI {public static void main(String[] args) {List<Integer> nums = new ArrayList<>();Random r = new Random();for(int i=0; i<10000; i++) nums.add(1000000 + r.nextInt(1000000));//System.out.println(nums);long start = System.currentTimeMillis();nums.forEach(v->isPrime(v));long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);//使用parallel stream apistart = System.currentTimeMillis();nums.parallelStream().forEach(T13_ParallelStreamAPI::isPrime);//并行流,将任务切分成子任务执行end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);}static boolean isPrime(int num) {for(int i=2; i<=num/2; i++) {if(num % i == 0) return false;}return true;} } 13、总结 总结 Callable相当于一Runnable但是它有返回值 Future:存储执行完产生的结果 FutureTask 相当于Future+Runnable,既可以执行任务,又能获取任务执行的Future结果 CompletableFuture 可以多任务异步,并对多任务控制,整合任务结果,细化完美,比如可以一个任务完成就可以整合结果,也可以所有任务完成才整合结果 4、ThreadPoolExecutor源码解析 依然只讲重点,实际还需要大家按照上篇博客中看源码的方式来看 1、常用变量的解释 // 1. ctl,可以看做一个int类型的数字,高3位表示线程池状态,低29位表示worker数量private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));// 2. COUNT_BITS,Integer.SIZE为32,所以COUNT_BITS为29private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;// 3. CAPACITY,线程池允许的最大线程数。1左移29位,然后减1,即为 2^29 - 1private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;// runState is stored in the high-order bits// 4. 线程池有5种状态,按大小排序如下:RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATEDprivate static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;// Packing and unpacking ctl// 5. runStateOf(),获取线程池状态,通过按位与操作,低29位将全部变成0private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }// 6. workerCountOf(),获取线程池worker数量,通过按位与操作,高3位将全部变成0private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }// 7. ctlOf(),根据线程池状态和线程池worker数量,生成ctl值private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }/ Bit field accessors that don't require unpacking ctl. These depend on the bit layout and on workerCount being never negative./// 8. runStateLessThan(),线程池状态小于xxprivate static boolean runStateLessThan(int c, int s) {return c < s;}// 9. runStateAtLeast(),线程池状态大于等于xxprivate static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {return c >= s;} 2、构造方法 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {// 基本类型参数校验if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException();// 空指针校验if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;// 根据传入参数unit和keepAliveTime,将存活时间转换为纳秒存到变量keepAliveTime 中this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler;} 3、提交执行task的过程 public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();/ Proceed in 3 steps: 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to start a new thread with the given command as its first task. The call to addWorker atomically checks runState and workerCount, and so prevents false alarms that would add threads when it shouldn't, by returning false. 2. If a task can be successfully queued, then we still need to double-check whether we should have added a thread (because existing ones died since last checking) or that the pool shut down since entry into this method. So we recheck state and if necessary roll back the enqueuing if stopped, or start a new thread if there are none. 3. If we cannot queue task, then we try to add a new thread. If it fails, we know we are shut down or saturated and so reject the task./int c = ctl.get();// worker数量比核心线程数小,直接创建worker执行任务if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}// worker数量超过核心线程数,任务直接进入队列if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();// 线程池状态不是RUNNING状态,说明执行过shutdown命令,需要对新加入的任务执行reject()操作。// 这儿为什么需要recheck,是因为任务入队列前后,线程池的状态可能会发生变化。if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);// 这儿为什么需要判断0值,主要是在线程池构造方法中,核心线程数允许为0else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}// 如果线程池不是运行状态,或者任务进入队列失败,则尝试创建worker执行任务。// 这儿有3点需要注意:// 1. 线程池不是运行状态时,addWorker内部会判断线程池状态// 2. addWorker第2个参数表示是否创建核心线程// 3. addWorker返回false,则说明任务执行失败,需要执行reject操作else if (!addWorker(command, false))reject(command);} 4、addworker源码解析 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {retry:// 外层自旋for (;;) {int c = ctl.get();int rs = runStateOf(c);// 这个条件写得比较难懂,我对其进行了调整,和下面的条件等价// (rs > SHUTDOWN) || // (rs == SHUTDOWN && firstTask != null) || // (rs == SHUTDOWN && workQueue.isEmpty())// 1. 线程池状态大于SHUTDOWN时,直接返回false// 2. 线程池状态等于SHUTDOWN,且firstTask不为null,直接返回false// 3. 线程池状态等于SHUTDOWN,且队列为空,直接返回false// Check if queue empty only if necessary.if (rs >= SHUTDOWN &&! (rs == SHUTDOWN &&firstTask == null &&! workQueue.isEmpty()))return false;// 内层自旋for (;;) {int wc = workerCountOf(c);// worker数量超过容量,直接返回falseif (wc >= CAPACITY ||wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))return false;// 使用CAS的方式增加worker数量。// 若增加成功,则直接跳出外层循环进入到第二部分if (compareAndIncrementWorkerCount(c))break retry;c = ctl.get(); // Re-read ctl// 线程池状态发生变化,对外层循环进行自旋if (runStateOf(c) != rs)continue retry;// 其他情况,直接内层循环进行自旋即可// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop} }boolean workerStarted = false;boolean workerAdded = false;Worker w = null;try {w = new Worker(firstTask);final Thread t = w.thread;if (t != null) {final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;// worker的添加必须是串行的,因此需要加锁mainLock.lock();try {// Recheck while holding lock.// Back out on ThreadFactory failure or if// shut down before lock acquired.// 这儿需要重新检查线程池状态int rs = runStateOf(ctl.get());if (rs < SHUTDOWN ||(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {// worker已经调用过了start()方法,则不再创建workerif (t.isAlive()) // precheck that t is startablethrow new IllegalThreadStateException();// worker创建并添加到workers成功workers.add(w);// 更新largestPoolSize变量int s = workers.size();if (s > largestPoolSize)largestPoolSize = s;workerAdded = true;} } finally {mainLock.unlock();}// 启动worker线程if (workerAdded) {t.start();workerStarted = true;} }} finally {// worker线程启动失败,说明线程池状态发生了变化(关闭操作被执行),需要进行shutdown相关操作if (! workerStarted)addWorkerFailed(w);}return workerStarted;} 5、线程池worker任务单元 private final class Workerextends AbstractQueuedSynchronizerimplements Runnable{/ This class will never be serialized, but we provide a serialVersionUID to suppress a javac warning./private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;/ Thread this worker is running in. Null if factory fails. /final Thread thread;/ Initial task to run. Possibly null. /Runnable firstTask;/ Per-thread task counter /volatile long completedTasks;/ Creates with given first task and thread from ThreadFactory. @param firstTask the first task (null if none)/Worker(Runnable firstTask) {setState(-1); // inhibit interrupts until runWorkerthis.firstTask = firstTask;// 这儿是Worker的关键所在,使用了线程工厂创建了一个线程。传入的参数为当前workerthis.thread = getThreadFactory().newThread(this);}/ Delegates main run loop to outer runWorker /public void run() {runWorker(this);}// 省略代码...} 6、核心线程执行逻辑-runworker final void runWorker(Worker w) {Thread wt = Thread.currentThread();Runnable task = w.firstTask;w.firstTask = null;// 调用unlock()是为了让外部可以中断w.unlock(); // allow interrupts// 这个变量用于判断是否进入过自旋(while循环)boolean completedAbruptly = true;try {// 这儿是自旋// 1. 如果firstTask不为null,则执行firstTask;// 2. 如果firstTask为null,则调用getTask()从队列获取任务。// 3. 阻塞队列的特性就是:当队列为空时,当前线程会被阻塞等待while (task != null || (task = getTask()) != null) {// 这儿对worker进行加锁,是为了达到下面的目的// 1. 降低锁范围,提升性能// 2. 保证每个worker执行的任务是串行的w.lock();// If pool is stopping, ensure thread is interrupted;// if not, ensure thread is not interrupted. This// requires a recheck in second case to deal with// shutdownNow race while clearing interrupt// 如果线程池正在停止,则对当前线程进行中断操作if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||(Thread.interrupted() &&runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&!wt.isInterrupted())wt.interrupt();// 执行任务,且在执行前后通过beforeExecute()和afterExecute()来扩展其功能。// 这两个方法在当前类里面为空实现。try {beforeExecute(wt, task);Throwable thrown = null;try {task.run();} catch (RuntimeException x) {thrown = x; throw x;} catch (Error x) {thrown = x; throw x;} catch (Throwable x) {thrown = x; throw new Error(x);} finally {afterExecute(task, thrown);} } finally {// 帮助gctask = null;// 已完成任务数加一 w.completedTasks++;w.unlock();} }completedAbruptly = false;} finally {// 自旋操作被退出,说明线程池正在结束processWorkerExit(w, completedAbruptly);} } 本篇文章为转载内容。原文链接:https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/113116244。 该文由互联网用户投稿提供,文中观点代表作者本人意见,并不代表本站的立场。 作为信息平台,本站仅提供文章转载服务,并不拥有其所有权,也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况,请及时联系我们,我们将第一时间进行核实并删除相应内容。
2023-07-21 16:19:45
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