一起玩轉微服務(11)——一切從簡單開始

介紹

使用Spring Bboot是快樂並且簡單的,不需要繁瑣的配置就能夠完成一套非常強大的應用。

spring boot 2.3.1

Spring Boot 2.3.1 發佈於:2020/06/12,現在已經提交到 Spring 倉庫和 Maven 中央倉庫了。

這個版本包括 127 個 bug 修復、Spring Boot 文檔改進增強、依賴升級等,另外還新增了一些新特性:

•提供基於新的 Maven 坐標 com.oracle.database 對 Oracle JDBC driver 的依賴管理;

•優化 Spring Cloud 的 CachedRandomPropertySource 不能正確適配的問題;•限制使用定製的 YAML 類型;

•增強對 NoSuchMethodErrors 異常失敗分析,能显示基類從哪被加載的;•提供更佳的錯誤消息,如果 Docker 停止運行了;

•優化 SystemEnvironmentPropertyMapper 類;

•提供更佳的診斷信息,當構建 OCI 鏡像失敗時 Docker 響應的 500 錯誤;

•支持通過 alwaysUseFullPath=true 參數來配置 UrlPathHelper;•支持在 Elasticsearch URIs 中使用用戶信息;

•支持在 Spring WebFlux 框架中使用歡迎頁面;

這個小版本還增加了蠻多東西的,大家也沒有必要跟着版本走,可以根據需要進行升級。疫情也擋不住外國友人更新的熱情。

實現

使用STS,可以去官方網站下載最新版。網站地址 https://Spring.io/tools/sts/ Spring Tool Suite™是基於eclipse開發的專門為Spring開發使用的工具包。

新建工程

選擇Spring Starter Project,

輸入工程名 對應的Name 打包方式 對應的Packaging,可以選擇jar或者war的方式。

輸入組織名 對應的Group 輸入描述 對應的Description

輸入包名 對應的Package 點擊next,然後選擇web和mysql

這裏的版本用的是2.3.1 如果沒有本地maven庫或者私庫會下載很長時間。

添加默認請求

進入 Chapter0301Application 添加

@RestController
@SpringBootApplication
public class Chapter0301Application {
    
    @RequestMapping("/")
    String home() {
         return "歡迎使用Spring Boot!";
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Chapter0301Application.class, args);
    }

}

使用@RestController 相當於@Controller 和 @RequestBody。是Sspring Bboot 基於Sspring MVC的基礎上進行了改進, 將@Controller 與@ResponseBody 進行了合併形成的一個新的註解。 @EnableAutoConfiguration 作用 從classpath中搜索所有META-INF/spring.factories配置文件然後,將其中org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration key對應的配置項加載到spring容器 只有spring.boot.enableautoconfiguration為true(默認為true)的時候,才啟用自動配置 @EnableAutoConfiguration還可以進行排除,排除方式有2種,一是根據class來排除(exclude),二是根據class name(excludeName)來排除 其內部實現的關鍵點有

1.ImportSelector 該接口的方法的返回值都會被納入到spring容器管理中

2.SpringFactoriesLoader 該類可以從classpath中搜索所有META-INF/spring.factories配置文件,並讀取配置

啟動spring boot

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::        (v2.3.1.RELEASE)

2020-06-23 13:30:11.611  INFO 9916 --- [           main] com.cloud.sky.Chapter0301Application     : Starting Chapter0301Application on DADI-PC with PID 9916 (D:\java\microservice\chapter0301\target\classes started by Administrator in D:\java\microservice\chapter0301)
2020-06-23 13:30:11.614  INFO 9916 --- [           main] com.cloud.sky.Chapter0301Application     : No active profile set, falling back to default profiles: default
2020-06-23 13:30:12.415  INFO 9916 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)
2020-06-23 13:30:12.423  INFO 9916 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardService   : Starting service [Tomcat]
2020-06-23 13:30:12.424  INFO 9916 --- [           main] org.apache.catalina.core.StandardEngine  : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.36]
2020-06-23 13:30:12.512  INFO 9916 --- [           main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring embedded WebApplicationContext
2020-06-23 13:30:12.512  INFO 9916 --- [           main] w.s.c.ServletWebServerApplicationContext : Root WebApplicationContext: initialization completed in 830 ms
2020-06-23 13:30:12.665  INFO 9916 --- [           main] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor  : Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
2020-06-23 13:30:12.809  INFO 9916 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2020-06-23 13:30:12.818  INFO 9916 --- [           main] com.cloud.sky.Chapter0301Application     : Started Chapter0301Application in 1.492 seconds (JVM running for 3.109)
2020-06-23 13:30:20.675  INFO 9916 --- [nio-8080-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring DispatcherServlet 'dispatcherServlet'
2020-06-23 13:30:20.676  INFO 9916 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Initializing Servlet 'dispatcherServlet'
2020-06-23 13:30:20.680  INFO 9916 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Completed initialization in 4 ms

打開瀏覽器訪問 http://localhost:8080/ 可以得到如下頁面

遇到問題

構建的過程中遇到問題

[INFO] Scanning for projects...
[ERROR] [ERROR] Some problems were encountered while processing the POMs:
[FATAL] Non-parseable POM D:\java\apache-maven-3.1.1\repo\org\jetbrains\kotlin\kotlin-bom\1.3.72\kotlin-bom-1.3.72.pom: entity reference names can not start with character ')' (position: START_TAG seen ...ost,s="";function qs(n){var u=D.URL;var t=u.match(eval(\'/(\\?|#|&)... @1:243)  @ D:\java\apache-maven-3.1.1\repo\org\jetbrains\kotlin\kotlin-bom\1.3.72\kotlin-bom-1.3.72.pom, line 1, column 243
 @ 
[ERROR] The build could not read 1 project -> [Help 1]
[ERROR]   
[ERROR]   The project com.cloudskyme:chapter0301:0.0.1 (D:\java\microservice\chapter0301\pom.xml) has 1 error
[ERROR]     Non-parseable POM D:\java\apache-maven-3.1.1\repo\org\jetbrains\kotlin\kotlin-bom\1.3.72\kotlin-bom-1.3.72.pom: entity reference names can not start with character ')' (position: START_TAG seen ...ost,s="";function qs(n){var u=D.URL;var t=u.match(eval(\'/(\\?|#|&)... @1:243)  @ D:\java\apache-maven-3.1.1\repo\org\jetbrains\kotlin\kotlin-bom\1.3.72\kotlin-bom-1.3.72.pom, line 1, column 243 -> [Help 2]
[ERROR] 
[ERROR] To see the full stack trace of the errors, re-run Maven with the -e switch.
[ERROR] Re-run Maven using the -X switch to enable full debug logging.
[ERROR] 
[ERROR] For more information about the errors and possible solutions, please read the following articles:
[ERROR] [Help 1] http://cwiki.apache.org/confluence/display/MAVEN/ProjectBuildingException
[ERROR] [Help 2] http://cwiki.apache.org/confluence/display/MAVEN/ModelParseException

1. 解決

修改maven默認源配置
我使用的是阿里的maven倉庫,國外的東西沒個代理還真麻煩。

<repositories>
        <repository>  
            <id>alimaven</id>
            <name>aliyun maven</name>
            <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url>
        </repository> 
        <repository>
            <id>sonatype-nexus-snapshots</id>
            <url>https://oss.sonatype.org/content/repositories/snapshots</url>
            <releases>
                <enabled>false</enabled>
            </releases>
            <snapshots>
                <enabled>true</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>

然後執行 mvn help:system
成功可以看到如下界面:

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ODBC 常見數據源配置整理

目錄

  • 1. 簡介
    • 1.1 ODBC和JDBC
    • 1.2 ODBC配置工具
    • 1.3 ODBC 數據源連接配置
  • 2. MySQL 數據源配置
    • 2.1 配置步驟
    • 2.2 鏈接參數配置
  • 3. SQLServer 數據源配置
    • 3.1 配置步驟
    • 3.2 鏈接參數配置
  • 4. ACCESS 數據源配置
    • 4.1 配置步驟
    • 4.2 鏈接參數配置

1. 簡介

我們用golang做odbc驅動開發的任務並不多,隔段時間可能會來一個。每次開發會忘記如何配置數據源和對應的數據源鏈接參數配置。這裏做一個整理。

1.1 ODBC和JDBC

ODBC(Open Database Connectivity)是一組對數據庫訪問的標準API,其最大的優點是以統一的方式處理所有的數據庫。

JDBC(Java Database Connectivity)是Java與數據庫的接口規範,允許Java程序發送SQL指令並處理結果。比較常見JdbcTemplate

1.2 ODBC配置工具

打開控制面板找到管理工具,當前目錄有兩個ODBC的配置工具。分別是:ODBC Data Sources (32-bit)、ODBC 數據源(64 位)。顧名思義一個是32位,一個是64位。在配置ACCESS數據源時需要選擇32位。

我們也可以直接在系統目錄下找到對應的可執行文件。

1)32位:%windir%\syswow64\odbcad32.exe

2)64位:%windir%\system32\odbcad32.exe

題外話:syswow64 目錄存放的是32位的程序,system32目錄存放的是64位的程序,在註冊dll的時候需要注意下。ITDragon 在接觸驅動開發之前一直都弄反了。這篇文章做了通俗易懂地解釋https://www.cnblogs.com/hbccdf/p/dllchecktoolandsyswow64.html

1.3 ODBC 數據源連接配置

網上收集整理,不保證正確性,僅供參考。

數據庫 連接參數
MySQL driver={mysql};database=數據庫;uid=賬號;pwd=密碼;
MSSQL Server driver={sql server};server=服務器;database=數據庫;uid=ITDragon;pwd=密碼;
Access driver={microsoft access driver (*.mdb)};dbq=mdb文件全路徑;uid=ITDragon;pwd=密碼;
SQLite driver={SQLite3 ODBC Driver};database=db文件全路徑
PostgreSQL driver={PostgreSQL ANSI};server=服務器;uid=賬號;pwd=密碼;database=數據庫;
DBase driver={microsoft dbase driver (*.dbf)};driverid=277;dbq=dbf文件全路徑;
Oracle driver={microsoft odbc for oracle};server=服務器;uid=ITDragon;pwd=密碼;
MS text driver={microsoft text driver (* .txt; *.csv)};dbq=文件全路徑;extensions=asc,csv,tab,txt;PersistSecurityInfo=false;
Visual Foxpro driver={microsoft Visual Foxpro driver};sourcetype=DBC;sourceDB=*.dbc;Exclusive=No;

2. MySQL 數據源配置

2.1 配置步驟

第一步:雙擊ODBC 數據源(64 位),可以選擇用戶DSN(系統只對當前用戶生效),也可以選擇系統DSN(能登錄當前系統的用戶都生效)

第二步:點擊添加,選擇事先安裝好的MySQL ODBC xx Driver 驅動後點擊完成。注意不同版本之間對某些sql語法的支持略有不同(之前吃過這個虧,我的環境有問題,客戶環境沒問題)。

第三步:完善基本鏈接信息後點擊Test,提示鏈接成功後點擊OK完成配置。

2.2 鏈接參數配置

因為ODBC驅動配置已經將數據庫的連接地址、賬號、密碼、數據庫都已經配置完成,連接參數只需要指定驅動名稱即可:DSN=ITDragon_MySQL

Golang偽代碼:

import (
	"database/sql"
	_ "github.com/alexbrainman/odbc"
)

db, err := sql.Open("odbc", "DSN=ITDragon_MySQL")
if err != nil {
    panic(err)
}
defer db.Close()

3. SQLServer 數據源配置

3.1 配置步驟

第一步:雙擊ODBC 數據源(64 位),可以選擇用戶DSN(系統只對當前用戶生效),也可以選擇系統DSN(能登錄當前系統的用戶都生效)

第二步:點擊添加,選擇SQL Server。這一項我ITDragon 並沒有手動安裝,應該是安裝SQL Server數據庫的時候自動安裝上去的。

第三步:鍵盤輸入需要連接的SQLServer服務器,如果是本機,就輸入計算機名。如果是遠程主機就需要輸入IP,Port 。不要點擊下拉框,會卡死。

第四步:選擇SQL Server驗證方式

第五步:選擇默認數據庫,也可以在寫sql語句時將表名的全路徑寫全(我ITDragon 習慣用寫全)

第六步:可以考慮修改SQL Server的系統消息語言,數據的加密,執行字符數據翻譯,修改日誌保存路徑等。也可以默認。

第七步:點擊完成,彈出“按照以下配置創建新的ODBC數據源”,點擊測試數據源,提示測試成功。點擊確定完成創建。

3.2 鏈接參數配置

Golang偽代碼:

import (
	"database/sql"
	_ "github.com/alexbrainman/odbc"
)

db, err := sql.Open("odbc", "driver={sql server};server=DESKTOP-HKC2IA3;DSN=ODBCName;uid=xxx;pwd=xxx;")
if err != nil {
    panic(err)
}
defer db.Close()

4. ACCESS 數據源配置

4.1 配置步驟

第一步:雙擊ODBC Data Sources (32-bit),而不是64位。可以選擇用戶DSN(系統只對當前用戶生效),也可以選擇系統DSN(能登錄當前系統的用戶都生效)

第二步:選擇Microsoft Access Driver (*.mdb)。點擊數據庫下發的選擇按照,選擇mdb文件,點擊確定完成配置。

4.2 鏈接參數配置

我們其實可以不用配置Access的數據源,直接用DBQ指定mdb的文件路徑,再用pwd輸入密碼訪問。

Golang偽代碼:

import (
	"database/sql"
	_ "github.com/alexbrainman/odbc"
)

db, err := sql.Open("odbc", "DRIVER={Microsoft Access Driver (*.mdb)};DBQ=全路徑.MDB;pwd=xx;")
if err != nil {
    panic(err)
}
defer db.Close()

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專家解讀:利用Angular項目與數據庫融合實例

摘要:面對如何在現有的低版本的框架服務上,運行新版本的前端服務問題,華為雲前端推出了一種融合方案,該方案能讓獨立的Angular項目整體運行在低版本的框架服務上,通過各種適配手段,讓Angular項目也能獲取到外層框架服務的資源。

華為雲前端服務前期採用AngularJs作為框架技術棧,技術較為老舊,性能較差,在華為雲快速發展的今天,顯然不能滿足要求。因此我們必須要升級前端技術棧,使用Angular2+來承載我們的前端服務。GeminiDB作為新服務,也是數據庫乃至華為雲未來的重點服務,作為前端部分,必須在技術上使用最前沿的框架,以最大地提高用戶體驗。

但是技術棧的升級不是一蹴而就的,尤其是在華為雲,所有的雲服務必須在框架服務的底座上運行,而框架服務承載了所有的雲服務,如果要進行技術棧升級,必然是一個緩慢的過程。GeminiDB作為華為雲服務里的一員,也不可能脫離框架服務而存在。因此存在一個問題,就是如何在現有的低版本的框架服務上,運行新版本的前端服務。

為了解決以上問題,華為雲前端推出了一種融合方案,該方案能讓獨立的Angular項目整體運行在低版本的框架服務上,通過各種適配手段,讓Angular項目也能獲取到外層框架服務的資源。

底層項目

底層項目使用webpack打包,打包后通過在index.html里引入businessAll.js文件,以該文件為入口啟動整個框架服務。

<script type="text/javascript" src="businessAll.js"></script>

在底層框架服務啟動后,再渲染出具體雲服務內容。

<div class="service-content-view" ui-view ng-animate="{enter:'fade-enter'}"></div>

Angular項目

Angular項目支持獨立運行,有單獨的index.html,也有單獨的main.ts入口。但是如果希望Angular項目運行在底層框架服務上,就必須把Angular項目看作是一個獨立的模塊,把項目整體引入到底層項目中。因此,我們可以預先把Angular項目編譯好,放到底層項目的一個目錄下。在運行底層項目時,在index.html里將Angular項目引進來,獨立運行。

<link rel="stylesheet" type="text/css" href="{底層項目中Angular項目的路徑}/styles.css" />
<script type="text/javascript" src="{底層項目中Angular項目的路徑}/runtime.js"></script>
<script type="text/javascript" src="{底層項目中Angular項目的路徑}/polyfills.js"></script>
<script type="text/javascript" src="{底層項目中Angular項目的路徑}/main.js"></script>

項目融合

底層項目和Angular項目均能獨立,但是要讓兩者融合起來,會遇到以下幾個問題:

1.底層項目中如何渲染出Angular項目。

2.Angular項目依賴底層項目的資源,如何保證Angular項目在底層項目運行起來后再運行。

3.如何解決底層項目和Angular項目的路由衝突問題。

渲染Angular項目

底層項目分為兩部分,一部分是底層框架服務,另一部分是具體雲服務。現在我們要做的是把老的雲服務項目替換成新的Angular項目,因此我們可以直接在渲染老的雲服務的地方替換成新的Angular項目的渲染容器。

<div class="service-content-view" ui-view ng-animate="{enter:'fade-enter'}"></div>
<app-root></app-root>

底層框架服務對頁面渲染上做了一些體驗上的優化,因此必須保留原模板中的ui-view,使底層項目正常運行起來,實際上老的雲服務項目的渲染內容已經轉發到新的Angular項目上面。

Angular項目對底層項目的依賴

底層框架服務給雲服務提供了很多公共變量與服務,這些變量和服務是各個雲服務必須要使用的,否則雲服務將不能正常運作。

啟動順序問題

對於Angular項目來說,要使用底層框架服務提供的內容,首先要求Angular項目在底層項目運行起來之後再運行。這裏採用Augular中的APP_INITIALIZER令牌來解決這個問題。APP_INITIALIZER是一個函數,在程序初始化的時候被調用。這裡在根模塊的providers中以factory的形式來配置。

import { BrowserModule } from "@angular/platform-browser";
import { NgModule } from "@angular/core";

import { AppInitService } from './services/app-init.service';
import { AppComponent } from "./app.component";

@NgModule({
 declarations: [AppComponent],
 imports: [BrowserModule],
 providers: [
     AppInitService,
    {
         provide: APP_INITIALIZER,
         useFactory: initializeApp,
         deps: [AppInitService],
         multi: true
    }
],
 bootstrap: [AppComponent]
})
export class AppModule {}

export function initializeApp(appInitService: AppInitService) {
   return (): Promise<any> => {
       return appInitService.Init();
  };
}

在appInitService里,先獲取到底層框架的資源,再進行Angular項目的初始化。

import { Injectable } from '@angular/core';

@Injectable()
export class AppInitService {
   constructor() {}

   Init() {
       return new Promise<void>((resolve, reject) => {
           // 獲取到底層框架服務的資源
           resolve();
      });
  }
}

資源依賴問題

底層項目使用的是AngularJs,Angular項目獲取底層框架服務提供的資源不能通過Angular的方式引入,因此需要藉助AngularJS的注入器獲取在底層框架中註冊的服務組件:

static get(inject: string): any {
return (window as any).angular.element('html').injector().get(inject);}
如,要獲取 $rootScope:
 rootScope = (window as any).angular.element('html').injector().get(‘$rootScope’);

路由衝突問題

Angular項目本身有自己的路由,但是Angular項目是運行在底層框架之上的,Angular項目的路由將會被底層框架所攔截。因此,我們也需要在底層框架的項目中配置相同的路由,以免Angular項目中的有效路由被底層框架識導向為404。

Angular項目路由:

{
   path: '',
   redirectTo: 'ng2app1',
   pathMatch: 'full'
},
{
   path: 'ng2app1',
   loadChildren: './ng2app1/ng2app1.module#Ng2app1Module',
},
{
   path: 'ng2app2',
   loadChildren: './ng2app2/ng2app2.module#Ng2app2Module',
}
 
底層框架路由:
var configArr = [
  {
       name: 'ng2app1',
       url: '/ng2app1'
  },
  {
       name: 'ng2app2',
       url: '/ng2app2'
  }
];

另外,由於底層項目使用的是hash路由,Angular項目中也要做相應的配置,默認是使用的是PathLocationStrategy,需要切換到hash模式。

import { LocationStrategy, HashLocationStrategy } from '@angular/common';

...
providers: [
  {
       provide: LocationStrategy,
       useClass: HashLocationStrategy
  }
]

總結

以上方案是在底層框架升級周期長的前提下的一個臨時方案,實際上還是存在着不少的問題。比如底層框架對於老的雲服務容器是有統一管理的,老的雲服務容器會針對不同的場景能夠自適應,而融合方案中的Angular項目則不能;每次啟動整個項目時,必須要預先編譯好裏面的Angular項目,再去啟動外層的底層框架,開發效率比較低。因此,後續GeminiDB服務應該在底層框架升級后,儘快適應到新的底層框架體系中,提高服務的可用性和穩定性。

 

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面試官:說說Redis的Hash底層 我:……(來自閱文的面試題)

前言

hello,大家好,周五見了。前面幾周我們一起看了Redis底層數據結構,如動態字符串SDS,雙向鏈表Adlist,字典Dict,如果有對Redis常見的類型或底層數據結構不明白的請看上面傳送門。

今天我們來看下ZSET的底層架構,如果不知道ZSET是什麼的,可以看上面傳送門第一篇。簡單來說,ZSET是Redis提供的根據數據和分數來判斷其排名的數據結構。最常見的就是微信運動的排名,每個用戶對應自己的步數,每天晚上可以給出用戶的排名。

有小夥伴可能會想,如果是實現排名的話,各種排序方法都可以實現的,沒必要引入Redis的ZSET結構啊?

當然,如果是採用排序方法的話,是可以實現相同功能的,但是代碼裏面需要硬編碼,會添加工作量,還會提供代碼的Bug哦,哈哈哈。而且Redis的底層是C實現的,直接操作內存,速度也會比Java方法實現提升。

綜上,使用Redis的ZSET結構,好處多多。那話不多說,開始把。在正式開始之前,我們需要引入下跳躍表的概念,其是ZSET結構的底層實現。以下可能有點枯燥,我盡量說的簡單點哈。

什麼是跳躍表?

對於數據量大的鏈表結構,插入和刪除比較快,但是查詢速度卻很慢。那是因為無法直接獲取某個節點,需要從頭節點開始,藉助某個節點的next指針來獲取下一節點。即使數據是有序排放的,想要查詢某個數據,只能從頭到尾遍歷變量,查詢效率會很低,時間複雜度為O(n)。

如果我們需要快速查詢鏈表有啥辦法呢?有同學說用數組存放,但是如果不改數據結構呢?

我們可以先想想在有序數組結構中有二分法,每次將範圍都縮小一半,這樣查詢速度提升了很多,那麼在鏈表中能不能也使用這種思想。

這就到了今天講的主角——跳躍表。(一點也生硬的引出概念)

步驟一  新建有序單項鏈表

先看下圖有序單向鏈表,存放了1,2,3,4,5,6,7這7個元素。

步驟二 抽取二級索引節點

我們可以在鏈表中抽取部分節點,下圖抽取了1,3,5,7四個節點,也就是每兩個節點提取了一個節點到上級,抽取出來的叫做索引。

注意不是每次都能抽取到這麼完美,這其實就跟拋硬幣一樣,每個硬幣的正反兩面的概率是一樣的,都是1/2。當數據量小的時候,正反的概率可能差別較大。但是隨着數據量的加大,正反的概率越來越接近於1/2。類比過來是一個意思,每個節點的機會都是一樣的,要麼停留原級,要麼提取到上級,概率都是1/2。但是隨着節點數量的增加,抽取的節點越來越接近與1/2。

步驟三 抽取三級索引節點

我們可以在鏈表中抽取部分節點,下圖抽取了1,5兩個節點,也就是每兩個節點提取了一個節點到上級,抽取出來的叫做索引。

步驟四 類二分法查詢

我們假設要查找值為6的節點,先從三級索引開始,找到值為1的節點,發現比5小,根據值為1節點的next指針,找到值為5的節點,5後面沒有其他的三級索引啦。

於是順着往下找,到了二級索引,根據值為5的節點的next指針找到值為7的節點,發現比6小,說明要找到的節點6在此範圍內。

再接着到了一級索引位置,根據值為5的節點next指針指向值為6的節點,發現是想要查詢的數據,所以查詢過程結束。

根據上面的查詢過程(下圖的藍色連線),我們發現其採用的核心思想是二分法,不斷縮小查詢範圍,如果在上層索引找到區間,則順延深入到下一層找到真正的數據。

總結

從上面的整個過程中可以看出,數據量小的時候,這種拿空間換時間,消耗內存方法的並不是最優解。所以Redis的zset結構在數據量小的時候採用壓縮表,數據量大的時候採用跳躍表。

像這種鏈表加多級索引的結構,就是跳躍表。這名字起的形象,過程是跳躍着來查詢的。

Redis中跳躍表圖解

下圖簡單來說是對跳躍表的改進和再封裝,首先引入了表頭的概念,這與雙向鏈表,字典結構一樣,都是對數據的封裝,因為他們都是採用的指針,而指針必然導致在計算長度,獲取最後節點的數據問題上會產生查詢太慢的性能問題,所以封裝表頭是為了在這些問題上提升速度,浪費的只是添加,刪除等操作的時間,與此對比,是可以忽略的。

其次是引入管理所有節點的層數數組,我們可以看到有32層,即32個數組,這和後面的數據節點結構是一樣的。引入它是為了便於直接根據此數組的層數定位到每個元素。

再其次是數據節點的每個level都有層級和span(也就是下圖箭頭指針上的数字,其是為了方便統計兩個節點相距多少長度)。

最後就是數據節點的後退指針backward,引入目的是Level數組只有前指針,即只能指向下一個節點地址,而後退指針是為了能往回找節點。

上圖主要分為3大塊:(這邊大致看下就行,下面將對各模塊進行代碼詳細解釋)

表頭

主要包括四個屬性,分別是頭指針header,尾指針tail,節點長度length,所有節點的最大level。

header:指向跳躍表的表頭節點,通過這個指針地址可以直接找到表頭,時間複雜度為O(1)。

tail:指向跳躍表的表尾節點,通過這個指針可以直接找到表尾,時間複雜度為O(1)。

length:記錄跳躍表的長度,即不包含表頭節點,整個跳躍表中有多少個元素。

level:記錄當前跳躍表內,所有節點層數最大的level(排除表頭節點)。

管理所有節點層數level的數組

其對象值為空,level數組為32層,目的是為了管理真正的數據節點。關於具體的level有哪些屬性放在數據節點來說。

數據節點

主要包括四個屬性對象值obj,分數score,後退指針backward和level數組。每個數據的Level數組有多少層,是隨機產生的,這跟上面說過的跳躍表是一樣的。

成員對象obj:真正的實際數據,每個節點的數據都是唯一的,但是節點的分數可能相同。兩個相同分數的節點是按照成員對象在字典中的大小進行排序的,成員對象較小的節點會排在前面,成員對象較大的節點會排在後面。

分數score:各個節點中的数字是節點所保存的分數,在跳躍表中,節點按各自所保存的分數從小到大排列。

後退指針backward:用於從表尾向表頭遍歷,每個節點只有一個後退指針,即每次只能後退一步。

層級level:節點中用1,2,3等字樣標記節點的各個層,L1代表第一層,L2代表第二層,L3代表第三層,並以此類推。

跳躍表的定義

表頭結構zskiplist

 

typedef struct zskiplist {
    //表頭的頭指針header和尾指針tail
    struct zskiplistNode *header, *tail;
    //一共有多少個節點length
    unsigned long length;
    // 所有節點最大的層級level
   int level;
} zskiplist;

具體數據節點zskiplistNode

 

//跳錶的具體節點 
typedef struct zskiplistNode {
    sds ele; //具體的數據,對應張三
    double score;//分數,對應70
    struct zskiplistNode *backward;//後退指針backward
     //層級數組    struct zskiplistLevel {
        struct zskiplistNode *forward;//前進指針forward
        unsigned int span;//跨度span
    } level[];
} zskiplistNode; 

 

跳躍表的實現(源碼分析)

redis關於跳躍表的API都定義在t_zset.c文件中。

千萬不要看到源碼分析就跑開了,一定要看哦。

創建跳躍表

創建空的跳躍表,其實就是創建表頭和管理所有的節點的level數組。首先,定義一些變量,嘗試分配內存空間。其次是初始化表頭的level和length,分別賦值1和0。接着創建管理所有節點的Level的數組,是調用zslCreateNode函數,輸入參數為數組大小宏常量ZSKIPLIST_MAXLEVEL(32),分數為0,對象值為NULL。(此為跳躍表得以實現重點)。再接着就是為此數組每個元素的前指針forword和跨度span初始化。最後初始化尾指針並返回值。

可以參照下面的圖解和源碼:

 

//創建一個空表頭的跳躍表
zskiplist *zslCreate(void) {
    int j;
    zskiplist *zsl;
    //嘗試分配內存空間
    zsl = zmalloc(sizeof(*zsl));
    //初始化level和length
    zsl->level = 1;
    zsl->length = 0;
    //調用下面的方法zslCreateNode,傳入的參數有數組長度ZSKIPLIST_MAXLEVEL 32
    //分數0,對象值NuLL
    //這一步就是創建管理所有節點的數組
    //並且設置表頭的頭頭指針為此對象的地址
    zsl->header = zslCreateNode(ZSKIPLIST_MAXLEVEL,0,NULL);
    //為這32個數組賦值前指針forward和跨度span
    for (j = 0; j < ZSKIPLIST_MAXLEVEL; j++) {
        zsl->header->level[j].forward = NULL;
        zsl->header->level[j].span = 0;
    }
    //設置尾指針
    zsl->header->backward = NULL;
    zsl->tail = NULL;
    //返回對象
    return zsl;
}
zskiplistNode *zslCreateNode(int level, double score, sds ele) {
    zskiplistNode *zn =
        zmalloc(sizeof(*zn)+level*sizeof(struct zskiplistLevel));
    zn->score = score;
    zn->ele = ele;
    return zn;
}

 

插入節點

比如有下圖6個元素,需要插入值為趙六,分數為101的元素,我們大致想一想,大致的步驟包括找到要插入的位置新建一個數據節點,然後調整與之相關的頭尾指針的level數組。那就看看redis咋做的,和我們想的一樣不一樣呢?

噔噔噔噔,答案揭曉。當然了大框架是相同的。

正文開始了:(先來圖片)

1.遍歷管理所有節點的level數組,從最大的level開始,即3,挨個對比值,如果有分數比他大的值或者分數相同,但是數據的值比他大,記錄到數組裡面,同時記錄跨度。

這樣說太抽象了。拿上圖舉個例子,從表頭的level即3開始,首先到張三的L3,發現分數70,比目標分數101小跳過,根據其前指針找到趙六的L3,發現分數102,比目標分數101大,將趙六L3記錄在待更新數組update中,同時記錄跨度span為4。接着到下一層,張三的L2層,發現分數70比目標分數101小跳過,根據前指針找到王五的L2,發現分數90,比目標分數101小跳過,根據前指針找到趙六的L2,發現分數102比目標分數101大,將趙六的L2記錄到待更新數組update中,同時記錄跨度span為2。最後到下一層,張三的L1層,邏輯和剛才一樣的,也是記錄趙六的L1層和跨度span為1。

2.為新節點隨機生成層級數level(通過位運算),如果生成的level大於目前level最大值3,則將將大於部分挨個遍歷,並將跨度等信息記錄到上面update表中。

比如,新節點生成的level為5,目前level最大值為3,說明這個節點只會有一個,並且跨越了之前的所有節點,那麼我們將從第四層和第五層都遍歷下,記錄到待更新數組update中。

3.準備工作都做好了,找到了該節點將插入到哪一位置,處於哪一層,每層對應的跨度是多少,下面就要新增數據節點了。把上兩步的信息都添加到新節點上,並且調整位置前後指針即可。

4.最後就是一些收尾工作,比如修改表頭的層級level,節點大小length和尾指針tail等屬性。

綜上,整個流程就已經結束了。可能看着有點複雜,可以對照下面代碼來。

 

//插入節點,輸入參數為
//zsl:表頭
//score:插入元素的分數score
//ele:插入元素的具體數據ele
zskiplistNode *zslInsert(zskiplist *zsl, double score, sds ele) {
    //使用update數組記錄每層待插入元素的前一個元素
    zskiplistNode *update[ZSKIPLIST_MAXLEVEL], *x;
    //記錄前置節點與第一個節點之間的跨度,即元素在列表中的排名-1
    unsigned int rank[ZSKIPLIST_MAXLEVEL];
    int i, level;

    serverAssert(!isnan(score));
    x = zsl->header;
    //從最大的level開始遍歷,從頂到底,找到每一層待插入的位置
    for (i = zsl->level-1; i >= 0; i--) {
        /* store rank that is crossed to reach the insert position */
        rank[i] = i == (zsl->level-1) ? 0 : rank[i+1];
    //直接找到第一個分數比該元素大的位置
    //或者分數與該元素相同但是對象的ASSICC碼比該元素大的位置
        while (x->level[i].forward &&
                (x->level[i].forward->score < score ||
                    (x->level[i].forward->score == score &&
                    sdscmp(x->level[i].forward->ele,ele) < 0)))
        {
            //將已走過元素的跨越元素進行計數,得到元素在列表中排名,或者是已搜尋的路徑長度
            rank[i] += x->level[i].span;
            x = x->level[i].forward;
        }
    //記錄待插入位置
        update[i] = x;
    }
     //隨機產生一個層數,在1到32之間,層數越高,生成的概率越低
    level = zslRandomLevel();
    //如果產生的層數大於現有的最高層數,則超出層數都需要初始化
    if (level > zsl->level) {
        //開始循環
        for (i = zsl->level; i < level; i++) {
            rank[i] = 0;
            //該元素作為這些層的第一個節點,前節點就是header
            update[i] = zsl->header;
            //初始化后這些層每層有兩個元素,走一步就是跨越所有元素
            update[i]->level[i].span = zsl->length;
        }
        zsl->level = level;
    }
    //創建節點
    x = zslCreateNode(level,score,ele);
    for (i = 0; i < level; i++) {
        //將新節點插入到各層鏈表中
        x->level[i].forward = update[i]->level[i].forward;
        update[i]->level[i].forward = x;

        // rank[0]是第0層的前置節點P1(也就是底層插入節點前面那個節點)與第一個節點的跨度
        // rank[i]是第i層的前置節點P2(這一層里在插入節點前面那個節點)與第一個節點的跨度
        // 插入節點X與後置節點Y的跨度f(X,Y)可由以下公式計算
        // 關鍵在於f(P1,0)-f(P2,0)+1等於新節點與P2的跨度,這是因為跨度呈扇形形向下延伸到最底層
        // 記錄節點各層跨越元素情況span, 由層與層之間的跨越元素總和rank相減而得
        x->level[i].span = update[i]->level[i].span - (rank[0] - rank[i]);
               // 插入位置前一個節點的span在原基礎上加1即可(新節點在rank[0]的后一個位置)

 update[i]->level[i].span = (rank[0] - rank[i]) + 1;
    }

    /* increment span for untouched levels */
    for (i = level; i < zsl->level; i++) {
        update[i]->level[i].span++;
    }
    // 第0層是雙向鏈表, 便於redis常支持逆序類查找
    x->backward = (update[0] == zsl->header) ? NULL : update[0];
    if (x->level[0].forward)
        x->level[0].forward->backward = x;
    else
        zsl->tail = x;
    zsl->length++;
    return x;
}

 

int zslRandomLevel(void) {
    int level = 1;
    while ((random()&0xFFFF) < (ZSKIPLIST_P * 0xFFFF))
        level += 1;
    return (level<ZSKIPLIST_MAXLEVEL) ? level : ZSKIPLIST_MAXLEVEL;
}

 

獲取節點排名

擔心大家忘了這張圖,再粘貼一遍。如下圖,這部分邏輯比較簡單,就不寫了,具體參考代碼分析。

 

//得到節點的排名
//輸入參數為表頭結構zsl,分數score,真正的數據ele
unsigned long zslGetRank(zskiplist *zsl, double score, sds ele) {
    zskiplistNode *x;
    unsigned long rank = 0;
    int i;
    //先獲取表頭的頭指針,即找到管理所有節點的level數組
    x = zsl->header;
     //從表頭的level,即最大值開始循環遍歷
    for (i = zsl->level-1; i >= 0; i--) {
        //如果找到分數小於目標分數的,排名加上其跨度
        //或者分數相同,但是具體數據小於目標數據的,排名也加上跨度
        while (x->level[i].forward &&
            (x->level[i].forward->score < score ||
                (x->level[i].forward->score == score &&
                sdscmp(x->level[i].forward->ele,ele) <= 0))) {
            rank += x->level[i].span;
            x = x->level[i].forward;
        }

        //確保在第i層找到分值相同,且對象相同時才會返回排位值
        if (x->ele && sdscmp(x->ele,ele) == 0) {
            return rank;
        }
    }
    return 0;
}

 

結語

該篇主要講了Redis的ZSET數據類型的底層實現跳躍表,先從跳躍表是什麼,引出跳躍表的概念和數據結構,剖析了其主要組成部分,進而通過多幅過程圖解釋了Redis是如何設計跳躍表的,最後結合源碼對跳躍表進行描述,如創建過程,添加節點過程,獲取某個節點排名過程,中間穿插例子和過程圖。

如果覺得寫得還行,麻煩給個贊,您的認可才是我寫作的動力!

如果覺得有說的不對的地方,歡迎評論指出。

好了,拜拜咯。

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用一個圖書庫實例搞懂二分搜索樹的底層原理

目錄

  • 一、背景
  • 二、概念
    • 1、定義
    • 2、 動畫示例
  • 三、圖書庫實例
    • 3.1、項目需求
    • 3.2、代碼結構
    • 3.3、圖書類
    • 3.4、二分搜索樹的底層實現
    • 3.5、圖書庫的構建
  • 四、深入理解

一、背景

二叉樹是一種常用的數據結構,更是實現眾多算法的一把利器。本文將通過建立一個圖書庫的實例對二叉樹中的常用類型:二分搜索樹(Binary Search Tree)進行底層原理的深入理解。

二、概念

1、定義

1 二分搜索樹是一顆二叉樹
2 二分搜索樹每個節點的左子樹的值都小於該節點的值,每個節點右子樹的值都大於該節點的值
3 任意一個節點的每棵子樹都滿足二分搜索樹的定義

2、 動畫示例

三、圖書庫實例

3.1、項目需求
  • 創建一個圖書類:圖書類中需包含ISBN號,書名,作者,定價,出版社、出版日期等
  • 用二分搜索樹的數據結構創建一個圖書庫,每種圖書需有當前數量
  • 圖書庫需實現添加圖書,遍歷整個圖書庫,及可根據ISBN號進行快速查找
3.2、代碼結構

3.3、圖書類
  • 在圖書類的定義中,重寫compareTo方法:通過比較ISBN(國際標準書號)的大小表示圖書在二叉樹的結點順序。
/**
 - 用二分搜索樹實現圖書庫--圖書類
 -  - @author zhuhuix
 - @date 2020-06-23
 */
public class Books implements Serializable, Comparable {
    // ISBN
    private Long bookId;
    // 作者
    private String author;
    // 分類
    private String category;
    // 書名
    private String bookName;
    // 定價
    private BigDecimal bookPrice;
    // 出版社
    private String bookPublisher;
    // 出版時間
    private LocalDate bookDate;
    // 當前數量
    private Integer bookCount;

    public Books(Long bookId, String bookName, String category, String author, BigDecimal bookPrice, String bookPublisher, LocalDate bookDate, Integer bookCount) {
        this.bookId = bookId;
        this.author = author;
        this.category = category;
        this.bookName = bookName;
        this.bookPrice = bookPrice;
        this.bookPublisher = bookPublisher;
        this.bookDate = bookDate;
        this.bookCount = bookCount;
    }

    public Books(Long bookId){
        this.bookId= bookId;
    }

    // 通過ISBN號進行比較大小
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof Books) {
            return this.getBookId().compareTo(((Books) o).getBookId());
        } else {
            return -1;
        }
    }

    public Long getBookId() {
        return bookId;
    }


    public Integer getBookCount() {
        return bookCount;
    }

    public void setBookCount(Integer bookCount) {
        this.bookCount += bookCount;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "{" +
                "ISBN=" + bookId +
                ", 書名='" + bookName + '\'' +
                ", 作者='" + author + '\'' +
                ", 分類='" + category + '\'' +
                ", 價格=" + bookPrice +
                ", 出版社='" + bookPublisher + '\'' +
                ", 出版時間=" + bookDate +
                ", 當前數量=" + bookCount +
                '}';
    }
}
3.4、二分搜索樹的底層實現
  • 底層創建內部結點類(class Node):元素,左子樹,右子樹
  • add方法:使用遞歸方法增加結點:
    如果圖書種類不存在,則創建新結點。
    如果圖書種類存在,則對數量進行累加。
  • traverse方法:使用遞歸方法對所有結點進行遍歷
  • search方法:根據ISBN碼查找結點
/**
 * 用二分搜索樹實現圖書庫--二分搜索樹
 *
 * @author zhuhuix
 * @date 2020-06-23
 */
public class BinarySearchTree {

    // 結點
    private Node root;
    // 書的種類
    private int bookSize;
    // 書的總數量
    private int bookCount;

    public BinarySearchTree() {
        this.root = null;
        this.bookSize = 0;
        this.bookCount = 0;
    }

    // 增加元素
    public void add(Books data) {
        this.root = addNode(this.root, data);
    }

    // 用遞歸方法實現結點的添加
    private Node addNode(Node node, Books data) {
        // 遞歸退出條件 書不存在拉加結點,並將結點數量加1
        if (node == null) {
            this.bookSize++;
            this.bookCount += data.getBookCount();
            return new Node(data);
        }

        if (node.data.compareTo(data) < 0) {
            node.right = addNode(node.right, data);
        } else if (node.data.compareTo(data) > 0) {
            node.left = addNode(node.left, data);
        } else if (node.data.compareTo(data) == 0) {
            // 如果結點已存在,則將書的數量累加
            this.bookCount += data.getBookCount();
            node.getData().setBookCount(data.getBookCount());
        }
        return node;
    }

    // 用遞歸方法實現結點前序遍歷
    public void traverse(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        System.out.println(node.getData().toString());
        traverse(node.left);
        traverse(node.right);
    }

    // 用遞歸方法實現通過isbn查找圖書
    public Books search(Long isbn) {
        Node node = nodeSearch(this.root, new Books(isbn));
        if (node != null) {
            return node.getData();
        } else {
            return null;
        }
    }

    private Node nodeSearch(Node node, Books books) {
        if (node == null) {
            return null;
        }
        if (books.compareTo(node.getData()) == 0) {
            return node;
        } else if (books.compareTo(node.getData()) < 0) {
            return nodeSearch(node.left, books);
        } else {
            return nodeSearch(node.right, books);
        }
    }

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    // 返回書的種類數
    public int getBookSize() {
        return bookSize;
    }

    // 返回書的總數量
    public int getBookCount() {
        return bookCount;
    }

    // 私有內部類-樹結點
    private class Node {
        Books data;
        Node left, right;

        Node(Books data) {
            this.data = data;
            this.left = null;
            this.right = null;
        }

        Books getData() {
            return data;
        }
    }
}

3.5、圖書庫的構建
  1. 構建一棵二分搜索樹;
  2. 將京東十大暢銷圖書加入二分搜索樹;
  3. 統計圖書種類及數量,並遍歷輸出;
  4. 加入3種已經進入圖書庫的圖書;
  5. 再次統計圖書種類及數量,並遍歷輸出;
  6. 根據某個ISBN號查找圖書。
/**
 * 用二分搜索樹實現圖書庫
 *
 * @author zhuhuix
 * @date 2020-06-23
 */
public class BookStore {
    public static void main(String[] args) {

        // 構建一棵二分搜索樹
        BinarySearchTree bst = new BinarySearchTree();

        // 將十大暢銷圖書加入二分搜索樹
        bst.add(new Books(9787115428028L,"Python編程 從入門到實踐",
                "編程語言與程序設計","埃里克·馬瑟斯",
                BigDecimal.valueOf(61.40),"人民郵電出版社",
                LocalDate.of(2017,07,01),1));

        bst.add(new Books(9787115525963L,"說服力 工作型PPT該這樣做",
                "辦公軟件","秦陽",
                BigDecimal.valueOf(66.30),"人民郵電出版社",
                LocalDate.of(2020,05,01),1));

        bst.add(new Books(9787569222258L,"零基礎學Python(全彩版)",
                "編程語言與程序設計","明日科技",
                BigDecimal.valueOf(67.00),"吉林大學出版社",
                LocalDate.of(2018,04,01),1));

        bst.add(new Books(9787121388361L,"PS之光:一看就懂的Photoshop攻略(全彩)",
                "圖形圖像/多媒體","馮注龍",
                BigDecimal.valueOf(60.70),"电子工業出版社",
                LocalDate.of(2020,06,01),1));

        bst.add(new Books(9787302423287L,"機器學習",
                "人工智能","周志華",
                BigDecimal.valueOf(64.80),"清華大學出版社",
                LocalDate.of(2016,01,01),1));

        bst.add(new Books(9787111641247L,"深入理解Java虛擬機:JVM高級特性與最佳實踐(第3版)",
                "編程語言與程序設計","周志明",
                BigDecimal.valueOf(106.40),"机械工業出版社",
                LocalDate.of(2019,12,01),1));

        bst.add(new Books(9787115472588L,"鳥哥的Linux私房菜 基礎學習篇 第四版",
                "操作系統","鳥哥",
                BigDecimal.valueOf(93.00),"人民郵電出版社",
                LocalDate.of(2018,10,01),1));

        bst.add(new Books(9787115293800L,"算法(第4版)",
                "編程語言與程序設計","Robert Sedgewick,Kevin Wayne",
                BigDecimal.valueOf(66.30),"人民郵電出版社",
                LocalDate.of(2012,10,01),1));

        bst.add(new Books(9787115537973L,"數學之美 第三版",
                "計算機理論、基礎知識","吳軍",
                BigDecimal.valueOf(54.40),"人民郵電出版社",
                LocalDate.of(2020,05,01),1));

        bst.add(new Books(9787302255659L,"大話數據結構",
                "編程語言與程序設計","程傑",
                BigDecimal.valueOf(47.20),"清華大學出版社",
                LocalDate.of(2011,06,01),1));

        // 遍歷圖書庫
        System.out.println("圖書庫新建:");
        System.out.println("書的種類數:"+bst.getBookSize());
        System.out.println("書的總數量:"+bst.getBookCount());
        bst.traverse(bst.getRoot());

        // 再次增加相同的書
        bst.add(new Books(9787302255659L,"大話數據結構",
                "編程語言與程序設計","程傑",
                BigDecimal.valueOf(47.20),"清華大學出版社",
                LocalDate.of(2011,06,01),1));

        bst.add(new Books(9787115472588L,"鳥哥的Linux私房菜 基礎學習篇 第四版",
                "操作系統","鳥哥",
                BigDecimal.valueOf(93.00),"人民郵電出版社",
                LocalDate.of(2018,10,01),1));

        bst.add(new Books(9787115293800L,"算法(第4版)",
                "編程語言與程序設計","Robert Sedgewick,Kevin Wayne",
                BigDecimal.valueOf(66.30),"人民郵電出版社",
                LocalDate.of(2012,10,01),1));

        // 再次遍歷圖書庫
        System.out.println("圖書庫同種圖書加入:");
        System.out.println("書的種類數:"+bst.getBookSize());
        System.out.println("書的總數量:"+bst.getBookCount());
        bst.traverse(bst.getRoot());

        // 根據ISBN號查找圖書
        Books books =bst.search(9787115472588L);
        if (books!=null) {
            System.out.println("已找到該圖書:");
            System.out.println(books.toString());
        }
    }
}

程序輸出如下:

圖書庫新建:
書的種類數:10
書的總數量:10
{ISBN=9787115428028, 書名='Python編程 從入門到實踐', 作者='埃里克·馬瑟斯', 分類='編程語言與程序設計', 價格=61.4, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2017-07-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787111641247, 書名='深入理解Java虛擬機:JVM高級特性與最佳實踐(第3版)', 作者='周志明', 分類='編程語言與程序設計', 價格=106.4, 出版社='机械工業出版社', 出版時間=2019-12-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787115293800, 書名='算法(第4版)', 作者='Robert Sedgewick,Kevin Wayne', 分類='編程語言與程序設計', 價格=66.3, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2012-10-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787115525963, 書名='說服力 工作型PPT該這樣做', 作者='秦陽', 分類='辦公軟件', 價格=66.3, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2020-05-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787115472588, 書名='鳥哥的Linux私房菜 基礎學習篇 第四版', 作者='鳥哥', 分類='操作系統', 價格=93.0, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2018-10-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787569222258, 書名='零基礎學Python(全彩版)', 作者='明日科技', 分類='編程語言與程序設計', 價格=67.0, 出版社='吉林大學出版社', 出版時間=2018-04-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787121388361, 書名='PS之光:一看就懂的Photoshop攻略(全彩)', 作者='馮注龍', 分類='圖形圖像/多媒體', 價格=60.7, 出版社='电子工業出版社', 出版時間=2020-06-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787115537973, 書名='數學之美 第三版', 作者='吳軍', 分類='計算機理論、基礎知識', 價格=54.4, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2020-05-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787302423287, 書名='機器學習', 作者='周志華', 分類='人工智能', 價格=64.8, 出版社='清華大學出版社', 出版時間=2016-01-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787302255659, 書名='大話數據結構', 作者='程傑', 分類='編程語言與程序設計', 價格=47.2, 出版社='清華大學出版社', 出版時間=2011-06-01, 當前數量=1}
圖書庫同種圖書加入:
書的種類數:10
書的總數量:13
{ISBN=9787115428028, 書名='Python編程 從入門到實踐', 作者='埃里克·馬瑟斯', 分類='編程語言與程序設計', 價格=61.4, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2017-07-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787111641247, 書名='深入理解Java虛擬機:JVM高級特性與最佳實踐(第3版)', 作者='周志明', 分類='編程語言與程序設計', 價格=106.4, 出版社='机械工業出版社', 出版時間=2019-12-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787115293800, 書名='算法(第4版)', 作者='Robert Sedgewick,Kevin Wayne', 分類='編程語言與程序設計', 價格=66.3, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2012-10-01, 當前數量=2}
{ISBN=9787115525963, 書名='說服力 工作型PPT該這樣做', 作者='秦陽', 分類='辦公軟件', 價格=66.3, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2020-05-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787115472588, 書名='鳥哥的Linux私房菜 基礎學習篇 第四版', 作者='鳥哥', 分類='操作系統', 價格=93.0, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2018-10-01, 當前數量=2}
{ISBN=9787569222258, 書名='零基礎學Python(全彩版)', 作者='明日科技', 分類='編程語言與程序設計', 價格=67.0, 出版社='吉林大學出版社', 出版時間=2018-04-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787121388361, 書名='PS之光:一看就懂的Photoshop攻略(全彩)', 作者='馮注龍', 分類='圖形圖像/多媒體', 價格=60.7, 出版社='电子工業出版社', 出版時間=2020-06-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787115537973, 書名='數學之美 第三版', 作者='吳軍', 分類='計算機理論、基礎知識', 價格=54.4, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2020-05-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787302423287, 書名='機器學習', 作者='周志華', 分類='人工智能', 價格=64.8, 出版社='清華大學出版社', 出版時間=2016-01-01, 當前數量=1}
{ISBN=9787302255659, 書名='大話數據結構', 作者='程傑', 分類='編程語言與程序設計', 價格=47.2, 出版社='清華大學出版社', 出版時間=2011-06-01, 當前數量=2}
已找到該圖書:
{ISBN=9787115472588, 書名='鳥哥的Linux私房菜 基礎學習篇 第四版', 作者='鳥哥', 分類='操作系統', 價格=93.0, 出版社='人民郵電出版社', 出版時間=2018-10-01, 當前數量=2}

四、深入理解

  1. 二分搜索樹的底層是一個鏈點,可以實現高效地插入,刪除以及動態維護。
  2. 二分搜索樹的結點是有序的,可以很快地求出最大,最小之類的關係值。
  3. 也正是因為二分搜索樹的結點是有序的,在極端情況下,二分搜索樹會褪化成一個鏈表

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CCNA-Part1:網絡基礎概念

由於身處一家網絡公司,日常項目中涉及到的網絡概念較多,恰逢之後公司組織相關培訓。藉此機會,打算寫下一系列文章用於之后梳理並回顧。文章主要涉及 NA,NP 中所覆蓋的知識。由於網絡分為較多方向,如路由交換,無線,安全等。在今年,大綱正好有所改變,其中無線和路由交換放在一起合稱為企業架構。所以本系列文章以企業架構為主。

在網絡界,Cisco 證書一直被普遍認可,其中分為三個等級 NA,NP,IE. 對於開發人員來說,掌握 NA 水平一般即可,本系列文章會 NA 開始,到 NP 結束。NA 內容較為寬泛,其中涉及知識面較寬,但不深入,用於入門。NP 在 NA 基礎上,更加深入,涉及到更多的協議與概念。

話不多說,在閱讀本文後,應該了解以下內容:

  1. 了解網絡的組成?
  2. 衡量網絡的指標?
  3. 不同應用程序對網絡的要求?

什麼是網絡?

網絡的組成

先看一下網絡的組成組件:

主要分為 4 大類:

  • 終端設備:產生和接受數據的設備,如 PC ,服務器,電話
  • 中間設備:常見叫法為2,3層設備,如 2 層設備交換機,3層設備路由器
  • 媒介:數據傳輸時的媒介,如無線,線纜,光纖。
  • 服務:如應用服務器,taobao,QQ 等

由此可見,網絡就是由上述設備組成,在其中進行數據產生,轉發的過程。在討論網絡時,一般討論的都是企業網絡,下面是常見的一張企業網絡的架構圖。

從圖中我們可以看到,網絡的大體架構由,終端設備,接入層設備(交換機,用於將設備接入),轉發層設備(路由器)和數據中心組成。舉例子來說,如果左下角的同學 A 想要和右上角的同學 B 同學通信,則需要經歷如下過程:

  1. 通過接入層設備接入企業內網
  2. 通過核心層設備,將數據轉發至 ISP(服務提供商,如聯通電信等)
  3. ISP 將數據轉發至同學 B 所在核心層設備。
  4. B 所在核心層設備轉發至接入層設備。
  5. 接入層設備轉發給用戶B。

接口類型

設備連入的端口,稱為接口,下面是常見的接口類型。

接口名稱 速度
Ethernet 10M
Fast Ethernet 100M
GigabitEthernet 1000M
10GigabitEthernet 10000M
40GigabitEthernet 40000M
100GigabitEthernet 1000000M
Serial – 串行口

衡量網絡的主要指標

在討論或者設計一個網絡架構是,往往會在如下的方面進行討論:

帶寬

表示數據的發送速率,單位為比特每秒(b/s),意思為一秒鐘發送的比特數,因此帶寬又稱為比特率。(以太網: 10Mbps, 快速以太網:100Mbps)

可用性與可靠性:

拓展性:

在設計網絡架構時,要考慮到可拓展性,公司的人數會隨着時間增加。

安全性:

數據傳輸和存儲的安全。

服務質量 (Qos):

對流量進行分類整理,拿家庭具體,分類出訪問 QQ 的流量,訪問 P2P 的流量,然後對其進行限制設置上限,防止一個服務佔用過大的帶寬,造成其他服務無法正常訪問。

開銷(Cost):

設備及搭建網絡的費用。

虛擬化:

將一個物理設備虛擬化成多個虛擬設備,例如交換機,路由器等。

拓撲:

物理拓撲:實際設備之間的物理連接的布局,稱為物理拓撲。

物理之間拓撲的比較:

拓撲類型 優點
總線拓撲 1. 所用電纜少
2. 結構簡單
3. 易於擴充
4. 布線方便
1. 傳輸距離有限,通信範圍受到限制
2.故障診斷和隔離較困難
3.所有數據經過總線傳送,不具有實時功能
4. 單點故障:所有 PC 不得不共享線纜,一個節點出錯,將影響整個網絡
環形拓撲 1. 增加或減少工作站時,僅需要簡單的連接操作
2. 電纜長度短
3. 傳輸延遲確定
1. 傳輸距離有限,通信範圍受到限制
2. 故障診斷和隔離困難
3. 節點過多時影響傳輸效率
4. 任意節點出現故障,整個網絡將癱瘓
星型拓撲-局域網較為常見 1. 集中控制,控制簡單
2. 故障診斷和隔離容易
3. 網絡延遲短
1. 中央節點的負擔較重,形成瓶頸
2. 各節點的分佈處理能力較低
3. 網絡共享能里較差
部分網狀拓撲-廣域網常見 1. 系統可靠性高,比較容易擴展 1. 結構複雜,每一結點都與多點進行連結
2. 因此必須採用路由算法和流量控制方法。

邏輯拓撲:以數據轉發的過程為側重,描述節點之間數據的轉發過程。

應用程序流量分類

在網絡中提供服務的應用種類較多,對應對網絡的要求也一般不同,可大致分為如下幾類:

總結

本篇內容中,多為網絡的基礎概念,方便大家入門,只需理解有個印象就好。接下來的內容,才是真正學習的網絡的開始。

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要求遏阻氣候變遷 瑞士首都10萬人上街遊行

摘錄自2019年9月29日中央社報導

瑞士即將在3週後舉行國會大選,主辦單位指出,約10萬人29日在瑞士首都伯恩(Bern)上街遊行,呼籲採取行動遏阻氣候變遷。

遊行由80個競選團體主辦,它們自稱是「氣候聯盟」(Climate Alliance)。伯恩警方未針對主辦單位估計的共襄盛舉人數發表評論,但警方發言人賈吉(Dominik Jaggi)告訴法新社,「這是伯恩近年來最大規模示威抗議之一」。

Bern, Switzerland
60,000 people

— 350.org Europe (@350Europe)

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轉載自達邦樹;文:烏舜安咿

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特斯拉分享技術專利 或與BMW聯手快速充電站

為鼓勵其他對手投入電動車研發,美國電動車巨頭特斯拉(Tesla)上周四宣布,將該公司握有的核心技術專利完全開放,執行長穆斯克(Elon Musk)並暗示,全球豪華車龍頭BMW對特斯拉若干專利技術表示興趣。

穆斯克在公司官網貼文表明,將專利組合毫無保留開放給有意跨足電動車開發的後進業者,條件是它們得承諾不會為了智慧財產權之爭鬧上法庭。

據特斯拉遞交主管機關的文件,迄至今年初,特斯拉已發表203項有關電池及電動車和燃油車區分特徵的專利,另有280項專利申請案尚待審理批准。

另外,穆斯克还透露與德國豪華車廠BMW的主管會面時,討論到共享電池快速充電技術的話題,暗示2家業者大有機會合作開發快速充電站。 

本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

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