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發燒車訊

別翻了,這篇文章就是要讓你入門java多線程!

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就在前幾天,有位讀者朋友私信宜春,說期待出一篇多線程的文章,我當時內心是小鹿亂撞啊….於是這幾天茶不思飯不想,好幾天深夜皆是輾轉反側,兩目深凝,以至於這幾天走起路來格外飄飄然,左搖右晃的,魔鬼般的步伐,一般兩步,走在大馬路中央上差點被打~我承認太誇張了,感覺又要被打~。最終還是君意不可違,答應了這位讀者朋友,從這位讀者朋友的博客頭像可以看的出來,這位朋友絕bi歷經滄桑,對生活無盡的坦然浩對,看透俗世凡塵、世態炎涼、趨炎附勢,擁有着極高的安心恬盪情懷…啥?啥子?這個是系統默認頭像….嗯嗯嗯呃。。。那個那個宜春啥都沒說哈,別把什麼事都扯宜春身上,你們一天天的,我啥都沒說(理直氣壯)…

@

1. 理解線程與進程

由於併發肯定涉及到多線程,因此在進入併發編程主題之前,我們先來了解一下進程和線程的由來,這對後面對併發編程的理解將會有很大的幫助。

進程和線程的對比這一知識點由於過於基礎,正因為過於基礎,所以我們更應該透徹它!我們必須掌握什麼是線程和進程,掌握線程與進程的關係、區別及優缺點 !

1.1、何為進程?

首先我們來看一下進程的概念:

進程:是指一個內存中運行的應用程序,每個進程都有一個獨立的內存空間,一個應用程序可以同時運行多個進程;進程也是程序的一次執行過程,是系統運行程序的基本單位;系統運行一個程序即是一個進程從創建、運行到消亡的過程。

看完之後,是不是感覺很抽象?很懵bi?懵bi就對了,說明你和我智商一樣高….~開個玩笑~

不妨先憋棄上面的概念,放鬆一下大腦,雙擊打開LOL,秒選德馬打野,輸了直接退出遊戲並且保持微笑,然後正襟危坐心平氣和的看宜春寫的博客….

這個時候的你不僅僅是愉快的擼了一把遊戲,而且還親自體驗擼了一把進程…其實在你雙擊打開LOL的時候就已經創建了進程,此話怎講?眾所周知,我們的電腦安裝的軟件比如:LOL、微信、谷歌等等都是存儲在我們的硬盤上的,硬盤上的數據可以說是永久存儲(ORM),當我們雙擊LOL的時候,LOL程序執行就進入了內存中,所有的程序必須進入內存中才能執行,內存屬於臨時存儲(RAM),而進入內存的程序都可以叫做是進程,把LOL程序退出的時候,LOL程序就會退出內存,進程也就隨之銷毀了!因此說各位擼了一把進程也不為過吧。

啥?字太多了,看的不夠明了,不如看圖得勁….額。。。

上面主要是通過抽象的描述了進程,其實進程是可以很直觀的看的到的,我們可以再電腦底部任務欄,右鍵—–>打開任務管理器,可以查看當前任務的進程:

其實,關於線程博主我完全可以一兩句話概括,但是這樣並不負責,畢竟這篇文章標題就是要讓你徹底入門java多線程。如果連進程都理解不好談何徹底理解多線程?

1.2、何為線程?

同樣的,我們先來看線程的概念

線程是進程中的一個執行單位,負責當前進程中程序的執行。一個進程中至少有一個線程,也就是說一個進程可以有多個線程的,而多個線程的進程運用程序就叫做多線程程序

線程的概念稍微好理解很多,但是想更深層次的去理解光靠上面一段文字的概述是完全不夠的!

這不打LOL的過程中,屬實卡的一批,果然花高價998買的6手戴爾筆記本打LOL屬實像極了愛情。這個時候不得不雙擊打開電腦安全管家進行殺毒,果然2500天沒有進行過病毒查殺,我天。。。其實我相信很多人都用過電腦管家或者手機管家之類的安全軟件,我們都很清楚我們開啟病毒查殺之後一般要幾分鐘掃描查殺,這個時候我們是可以讓它後台進行的,我們不會等而是開啟另一個垃圾清理的功能,這個時候我們也不會等而是再去啟動電腦加速功能。等到 這些操作都完成之後果斷退出電腦管家,繼續LOL,果然高價998買的6手戴爾筆記本再怎麼殺毒打LOL還是照樣的卡….

其實清楚線程必然涉及到CPU的相關概念了,將上面文字所描述的用圖片概括,大致為:

1.3、何為多線程?

從上一節中,我們也提到過多線程,所以理解起來應該不難。

多線程就是多個線程同時運行交替運行

單核CPU:交替運行。
多核CPU:同時運行。

其實,多線程程序並不能提高程序的運行速度,但能夠提高程序運行效率,讓CPU的使用率更高。

1.4、何為線程調度優先級?

說起線程調度優先級這個概念,就讓我想到現在我們大部分人投簡歷一樣。如果你的學歷或者工作經驗越高,那麼你的優先級就越高,面試官很大幾率就會讓你去面試但也不是一定只是幾率特別大,如果線程的優先級相同,那麼會隨機選擇一個(線程隨機性)!在我們每個人的電腦中線程是可以設置線程的優先級的,但是生活中沒有優先級(學歷、工作經驗)的孩子就只能靠自己的能力了~媽耶,太真實了…~

線程優先級具有繼承特性比如A線程啟動B線程,則B線程的優先級和A是一樣的。

線程優先級具有隨機性也就是說線程優先級高的不一定每一次都先執行完,只是被執行的可能性更大。

在今後的多線程學習旅遊中我們會使用到getPriority()方法獲取線程的優先級。

1.5、為什麼提倡使用多線程而不是多進程?

線程與進程相似,但線程是一個比進程更小的執行單位,是程序執行的最小單位。一個進程在其執行的過程中可以產生多個線程。與進程不同的是同類的多個線程共享同一塊內存空間和一組系統資源,所以系統在產生一個線程,或是在各個線程之間作切換工作時,負擔要比進程小得多,也正因為如此,線程也被稱為輕量級進程。同時線程是程序執行的最小單位。使用多線程而不是用多進程去進行併發程序的設計,是因為線程間的切換和調度的成本遠遠小於進程。

而使用多線程,多線程會將程序運行方式從串行運行變為併發運行,效率會有很大提高。

2、理解并行和併發

在博主認為併發和并行是兩個非常容易被混淆的概念。為了防止繞暈大家,所以我選擇長話短說!

  1. 併發:一個時間段內同時發生(並不是同時發生)。
  2. 并行:同一時刻發生(真正的同時發生)。

它們都可以表示兩個或者多個任務一起執行,但是偏重點有些不同。

於此同時,我們不妨回顧一下上面所提到過的CPU,並再次理解併發與并行的區別,從而溫故知新 ~我TM簡直是個天才!~

單核CPU:交替運行【併發】
多核CPU:同時運行【并行】

併發給人的感覺是同時運行,那是因為分時交替運行的時間是非常短的!

3、特殊的一個單線程:主線程(Main線程)

我們常說的主線程就是Main線程,它是一個特殊的單線程,話不多說,直接擼碼:

定義一個用於測試的demo類Person

package demo;

public class Person {
   public String name;

   public Person(String name){
       this.name=name;
   }

   public void run(){
       int i=1;
       while (i<5){
           System.out.println(name+i);
           i++;
       }
   }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

編寫Main方法

package demo;

public class MainThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person per=new Person("常威");
        per.run();

        Person Per2=new Person("來福");
        Per2.run();
    }
}

運行結果就已經很顯而易見了,放心我不是靠你們運行結果而是單純的先分析主線程。

運行結果:
    常威1
    常威2
    常威3
    常威4
    來福1
    來福2
    來福3
    來福4

3.1、分析主線程原理

3.2、 單線程的局限性

單線程不僅效率低下,而且存在很大的局限性,惟一的優點就是安全。所以說女孩子長得安全其實也是一種優點,噗哈哈哈…

如何體現出單線程效率低下以及它的局限性呢?其實只要一句代碼即可,還是以上面的單線程Main線程為例:

package demo;

public class MainThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person per=new Person("常威");
        per.run();
        int a=6/0;  //=====================特別注意這行代碼
        Person Per2=new Person("來福");
        Per2.run();
    }
}

試想一下運行結果…

如果對上面的運行結果有問題,或者疑問。那沒錯了,你簡直是個天(小)才(白)!真真的天(小)才(白),很有可能異常機制沒學好,好吧我給你貼出來:

言歸正傳,效率低下何以見得?這是數據少,如果是一億條數據呢,單線程就是一個一個打印。那局限性又何以見得呢?從上面運行結果來看也能看出,只因為一行代碼而導致下面代碼不再執行。已經很明顯了。

4、 創建多線程的四種方式

說是說創建多線程有四種方式,但考慮到是入門文章還是主要寫入門的兩種方式,剩下的兩個暫時忽略。忽略的兩種方法有:實現Callable接口通過FutureTask包裝器來創建Thread線程、使用ExecutorServiceCallableFuture實現有返回結果的線程。現在可能對於入門的童鞋來說是接收不了的,以後再去了解也不晚!

4.1、繼承Thread類

Java使用java.lang.Thread類代表線程,所有的線程對象都必須是Thread類或其子類的實例。每個線程的作用是完成一定的任務,實際上就是執行一段程序流即一段順序執行的代碼。Java使用線程執行體來代表這段程序流。

Java中通過繼承Thread類來創建啟動多線程的步驟如下:

  1. 定義Thread類的子類,並重寫該類的run()方法,該run()方法的方法體就代表了線程需要完成的任務,因此把run()方法稱為線程執行體。
  2. 創建Thread子類的實例,即創建了線程對象
  3. 調用線程對象的start()方法來啟動該線程

代碼如下:

測試類:

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建自定義線程對象
        MyThread mt = new MyThread("新的線程!");
        //開啟新線程
        mt.start();
        //在主方法中執行for循環
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("main線程!"+i);
        }
    }
}

自定義線程類:

public class MyThread extends Thread {
    //定義指定線程名稱的構造方法
    public MyThread(String name) {
        //調用父類的String參數的構造方法,指定線程的名稱
        super(name);
    }
    /**
     * 重寫run方法,完成該線程執行的邏輯
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(getName()+":正在執行!"+i);
        }
    }
}

Thread類本質上是實現了Runnable接口的一個實例,代表一個線程的實例。啟動線程的唯一方法就是通過Thread類的start()實例方法。start()方法是一個native方法,它將啟動一個新線程,並執行run()方法。這種方式實現多線程很簡單,通過自己的類直接extend Thread,並複寫run()方法,就可以啟動新線程並執行自己定義的run()方法。

4.2、實現Runnable接口

如果自己的類已經繼承另一個類,就無法直接繼承Thread,此時,可以實現一個Runnable接口來創建線程,顯然實現Runnable接口方式創建線程的優勢就很明顯了。

直接擼碼:

自定義一個類實現Runnable接口,並重寫接口中的run()方法,併為run方法添加要執行的代碼方法。

public class RunableDemo implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        int a = 1;
        while (a<20){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ a);//Thread.currentThread().getName()為獲取當前線程的名字
            a++;
        }
    }
}

編寫Main方法

為了啟動自定義類RunableDemo ,需要首先實例化一個Thread,並傳入RunableDemo 實例

public class MainThreadDemo {

    public static void main(String[] args) {
        RunableDemo runn=new RunableDemo();
        
        //實例化一個Thread並傳入自己的RunableDemo 實例
        Thread thread=new Thread(runn);
        thread.start();

        int a = 1;
        while (a<20){
            //Thread.currentThread().getName()為獲取當前線程的名字
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ a);
            a++;
        }
    }
}

運行結果:

main1
main2
main3
Thread-01
Thread-02
Thread-03
Thread-04
Thread-05
Thread-06
....

其實多運行幾遍,你會方法每次運行的結果順序都不一樣,這主要是由於多線程會去搶佔CPU的資源,誰搶到了誰就執行,而Main和Thread兩個線程一直在爭搶。

實際上,當傳入一個Runnable target(目標)參數給Thread后,Threadrun()方法就會調用target.run(),參考JDK源代碼:

public void run() {  
  if (target != null) {  
   target.run();  
  }  
}  

4.3、兩種入門級創建線程的區別

採用繼承Thread類方式:

(1)優點:編寫簡單,如果需要訪問當前線程,無需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this,即可獲得當前線程。
(2)缺點:因為線程類已經繼承了Thread類,所以不能再繼承其他的父類。

採用實現Runnable接口方式:

(1)優點:線程類只是實現了Runable接口,還可以繼承其他的類。在這種方式下,可以多個線程共享同一個目標對象,所以非常適合多個相
同線程來處理同一份資源的情況,從而可以將CPU代碼和數據分開,形成清晰的模型,較好地體現了面向對象的思想。
(2)缺點:編程稍微複雜,如果需要訪問當前線程,必須使用Thread.currentThread()方法。

小結:
如果一個類繼承Thread,則不適合資源共享。但是如果實現了Runable接口的話,則很容易的實現資源共享。

實現Runnable接口比繼承Thread類的優勢:

1.適合多個相同代碼的線程去處理同一個資源。

2.可以避免java中單繼承的限制。

3.增加代碼的健壯性,實現解耦。代碼可以被多個線程共享,代碼和數據獨立。

4.線程池中只能放入實現Runnable或Callable類線程,不能放入繼承Thread的類【線程池概念之後會慢慢涉及】

所以,如果選擇哪種方式,盡量選擇實現Runnable接口

其實學到後面的線程池,你會發現上面兩種創建線程的方法實際上很少使用,一般都是用線程池的方式比較多一點。使用線程池的方式也是最推薦的一種方式,另外,《阿里巴巴Java開發手冊》在第一章第六節併發處理這一部分也強調到“線程資源必須通過線程池提供,不允許在應用中自行显示創建線程”。不過處於入門階段的童鞋博主還是強烈建議一步一個腳印比較好!

5、使用匿名內部類方式創建線程

談起匿名內部類,可能很多小白是比較陌生的,畢竟開發中使用的還是比較少,但是同樣是非常重要的一個知識!於此同時我就貼出關於匿名內部類的文章如果小白童鞋能看懂下面這個代碼,真的你不需要看那篇文章了,你T喵的簡直是個天才!

package AnonymousInner;

public class NiMingInnerClassThread {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable r = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i<5;i++){
                    System.out.println("熊孩子:"+i);
                }
            }
        };
        new Thread(r).start();
        for (int i = 0; i < 5 ; i++){
            System.out.println("傻狍子:"+i);
        }
    }
}

小白童鞋還愣着幹啥呀趕緊去補補…

6、線程安全問題

線程安全問題主要是共享資源競爭的問題,也就是在多個線程情況下,一個或多個線程同時搶佔同一資源導致出現的一些不必要的問題,最典型的例子就是火車四個窗口售票問題了,這裏就不再舉售票例子了,已經爛大街了,這裏就簡單實現一個線程安全問題代碼….

實現Runnable接口方式為例,主要實現過程是:實例化三個Thread,並傳入同一個RunableDemo 實例作為參數,最後開啟三條相同參數的線程,代碼如下:

public class RunableDemo implements Runnable{
    public int a = 100;//線程共享數據
    
    @Override
    public void run() {
        while (a>0){
            System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行到"+ a);
            a--;
        }
    }
}
public class MainThreadDemo {

    public static void main(String[] args) {
        RunableDemo runn=new RunableDemo();
        
        Thread thread1=new Thread(runn);
        Thread thread2=new Thread(runn);
        Thread thread3=new Thread(runn);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
        }
 }

運行結果:

Thread-0==100
Thread-0==99
Thread-1==100
Thread-1==97
Thread-1==96
Thread-1==95
Thread-2==98
...

根據結果可以看出,確實是三條線程(Thread-0、1、2)在執行,安全問題就出在線程會出現相同的結果比如上面的100就出現了兩次,如果循環條件更改一下可能也會出現負數的情況。這種情況該怎麼解決呢?這個時候就需要線程同步了!

7、解決線程安全問題:線程同步

實際上,線程安全問題的解決方法有三種:

1、同步代碼塊
2、同步方法
3、鎖機制

7.1、 synchronized同步代碼塊

第一種方法:同步代碼塊

格式:

synchronized(鎖對象) {
可能會出現線程安全問題的代碼(訪問共享數據的代碼)
}

使用同步代碼塊特別注意:
1、通過代碼塊的鎖對象,可以是任意對象
2、必須保證多個線程使用的鎖對象必須是同一個
3、鎖對象的作用是把同步代碼快鎖住,只允許一個線程在同步代碼塊執行

還是以上麵線程安全問題為例子,使用同步代碼塊舉例:

public class RunableDemo implements Runnable{
    public int a = 100;//線程共享數據

    Object object=new Object(); //事先準備好一個鎖對象

    @Override
    public void run() {
        synchronized (object){  //使用同步代碼塊
        while (a>0){
            System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行到"+ a);
            a--;
        }
        }
    }
}

Main方法沒有任何改動,運行一下結果是絕對沒問題的,數據都是正確的沒有出現重複情況這一出,各位可以自己嘗試一下!

同步代碼塊的原理:

使用了一個鎖對象,叫同步鎖,對象鎖,也叫同步監視器,當開啟多個線程的時候,多個線程就開始搶奪CPU的執行權,比如現在t0線程首先的到執行,就會開始執行run方法,遇到同步代碼快,首先檢查是否有鎖對象,發現有,則獲取該鎖對象,執行同步代碼塊中的代碼。之後當CUP切換線程時,比如t1得到執行,也開始執行run方法,但是遇到同步代碼塊檢查是否有鎖對象時發現沒有鎖對象,t1便被阻塞,等待t0執行完畢同步代碼塊,釋放鎖對象,t1才可以獲取從而進入同步代碼塊執行。
同步中的線程,沒有執行完畢是不會釋放鎖的,這樣便實現了線程對臨界區的互斥訪問,保證了共享數據安全。
缺點:頻繁的獲取釋放鎖對象,降低程序效率

7.2、同步方法

使用步驟:

1、把訪問了共享數據的代碼抽取出來,放到一個方法中
2、在該方法上添加 synchronized 修飾符

格式:

修飾符 synchronized 返回值類型 方法名稱(參數列表) {
  方法體...
}

代碼示例:

public class RunableDemo implements Runnable{
    public int a = 100;//線程共享數據

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            sell(); //調用下面的sell方法
        }
    }
    
    //訪問了共享數據的代碼抽取出來,放到一個方法sell中 
    public synchronized void sell(){
        while (a>0){
            System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行到"+ a);
            a--;
        }
    }
}

同步方法的也是一樣鎖住同步的代碼,但是鎖對象的是Runable實現類對象,也就是this,誰調用方法,就是誰。

說到同步方法,就不得不說一下靜態同步方法,顧名思義,就是在同步方法上加上static,靜態的同步方法,添加一個靜態static修飾符,此時鎖對象就不是this了,靜態同步方法的鎖對象是本類的class屬性,class文件對象(反射)

public class RunableDemo implements Runnable{
    public static int a = 100;//線程共享數據     =====此時共享數據也要加上static

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            sell();
        }
    }

    public static synchronized void sell(){  //注意添加了static關鍵字
        while (a>0){
            System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行到"+ a);
            a--;
        }
    }
}

使用靜態同步方法時,此時共享數據也要加上static,因為static成員才能訪問static成員,如果對static關鍵字不是他別理解的可以補補了,放心,博主有信心讓你有所收穫,會讓你重新認識到static的魅力:

當然靜態同步方法了解即可!

7.3、Lock鎖

Lock接口位於java.util.concurrent.locks.Lock它是JDK1.5之後出現的,Lock接口中的方法:

void lock(): 獲取鎖

 

void unlock(): 釋放鎖

Lock接口的一個實現類java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口

使用方法:
1、在Runable實現類的成員變量創建一個ReentrantLock對象
2、在可能產生線程安全問題的代碼該對象調用lock方法獲取鎖
3、在可能產生線程安全問題的代碼該對象調用unlock方法釋放鎖

代碼示例:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class RunableDemo implements Runnable{
    public static int a = 100;//線程共享數據

    //1、在Runable實現類的成員變量創建一個ReentrantLock對象============
    ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        // 2、在可能產生線程安全問題的代碼前該對象調用lock方法獲取鎖=======
        reentrantLock.lock();
        while (a>0){
            System.out.println("線程"+Thread.currentThread().getName()+"執行到"+ a);
            a--;
        }
        // 3、在可能產生線程安全問題的代碼后該對象調用unlock方法獲取鎖======
        reentrantLock.unlock();
    }

}

當然更安全的寫法是,在線程安全問題代碼中try...catchy,最後在finally語句中添加reentrantLock.unlock();,這樣方為上上策!

7.4、三種方法小結

第一種
synchronized 同步代碼塊:可以是任意的對象必須保證多個線程使用的鎖對象是同一個

 

第二種
synchronized 同步方法: 鎖對象是this,誰調用鎖對象就是誰

 

synchronized 靜態同步方法: 鎖對象是其class對象,該對象可以用this.getClass()方法獲取,也可以使用當前類名.class 表示。【了解即可】

 

第三種
Look鎖方法:該方法提供的方法遠遠多於synchronized方式,主要在Runable實現類的成員變量創建一個ReentrantLock對象,並使用該對象調用lock方法獲取鎖以及unlock方法釋放鎖!

8、線程常用方法

8.1、Thread類

  Thread():用於構造一個新的Thread。

  Thread(Runnable target):用於構造一個新的Thread,該線程使用了指定target的run方法。

  Thread(ThreadGroup group,Runnable target):用於在指定的線程組中構造一個新的Thread,該

  線程使用了指定target的run方法。

  currentThread():獲得當前運行線程的對象引用。

  interrupt():將當前線程置為中斷狀態。

  sleep(long millis):使當前運行的線程進入睡眠狀態,睡眠時間至少為指定毫秒數。

  join():等待這個線程結束,即在一個線程中調用other.join(),將等待other線程結束后才繼續本線程。

  yield():當前執行的線程讓出CPU的使用權,從運行狀態進入就緒狀態,讓其他就緒線程執行。

8.2、Object類

  wait():讓當前線程進入等待阻塞狀態,直到其他線程調用了此對象的notify()或notifyAll()方法后,當前線程才被喚醒進入就緒狀態。

  notify():喚醒在此對象監控器(鎖對象)上等待的單個線程。

  notifyAll():喚醒在此對象監控器(鎖對象)上等待的所有線程。

注意:wait()、notify()、notifyAll()都依賴於同步鎖,而同步鎖是對象持有的,且每個對象只有一個,所以這些方法定義在Object類中,而不是Thread類中。

8.3、yield()、sleep()、wait()比較

   wait():讓線程從運行狀態進入等待阻塞狀態,並且會釋放它所持有的同步鎖。

   yield():讓線程從運行狀態進入就緒狀態,不會釋放它鎖持有的同步鎖。

   sleep():讓線程從運行狀態進入阻塞狀態,不會釋放它鎖持有的同步鎖。

9、線程的狀態

以上只是簡單的一個線程狀態圖,其實線程狀態博大精深,要講清楚還是要一大篇文筆,作為入門文章先了解一下吧,之後的併發編程文章將再講述吧!

如果想要去深入了解一下的話也是可以的:

10、線程池

在java中只要說到池,基本都是一個套路,啥數據庫連接池、jdbc連接池等,思想基本上就是:一個容納多個要使用資源的容器,其中的資源可以反覆使用,省去了頻繁創建線程對象的操作,無需反覆創建資源而消耗過多資源。

10.1、線程池概述

線程池其實就是一個容納多個線程的容器,其中的線程可以反覆使用,省去了頻繁創建線程對象的操作,無需反覆創建線程而消耗過多資源。

合理利用線程池能夠帶來三個好處:

  1. 降低資源消耗。減少了創建和銷毀線程的次數,每個工作線程都可以被重複利用,可執行多個任務。
  2. 提高響應速度。當任務到達時,任務可以不需要的等到線程創建就能立即執行。
  3. 提高線程的可管理性。可以根據系統的承受能力,調整線程池中工作線線程的數目,防止因為消耗過多的內存,而把服務器累趴下(每個線程需要大約1MB內存,線程開的越多,消耗的內存也就越大,最後死機)。

10.2、 線程池的使用

Java裏面線程池的最頂級接口是java.util.concurrent.Executor,但是嚴格意義上講Executor並不是一個線程池,而只是一個執行線程的工具。真正的線程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService

要配置一個線程池是比較複雜的,尤其是對於線程池的原理不是很清楚的情況下,很有可能配置的線程池不是較優的,因此在java.util.concurrent.Executors線程工廠類裏面提供了一些靜態工廠,生成一些常用的線程池。官方建議使用Executors工程類來創建線程池對象。

Executors類中有個創建線程池的方法如下:

  • public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads):返回線程池對象。(創建的是有界線程池,也就是池中的線程個數可以指定最大數量)

獲取到了一個線程池ExecutorService 對象,那麼怎麼使用呢,在這裏定義了一個使用線程池對象的方法如下:

  • public Future<?> submit(Runnable task):獲取線程池中的某一個線程對象,並執行

Future接口:用來記錄線程任務執行完畢后產生的結果。線程池創建與使用。

使用線程池中線程對象的步驟:

  1. 創建線程池對象。
  2. 創建Runnable接口子類對象。(task)
  3. 提交Runnable接口子類對象。(take task)
  4. 關閉線程池(一般不操作這一步)。

Runnable實現類代碼:

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("我要一個游泳教練");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("教練來了: " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("教我游泳,教會後,教練又回到了游泳池");
    }
}

線程池測試類:

public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建線程池對象
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2個線程對象
        // 創建Runnable實例對象
        MyRunnable r = new MyRunnable();

        //自己創建線程對象的方式
        // Thread t = new Thread(r);
        // t.start(); ---> 調用MyRunnable中的run()

        // 從線程池中獲取線程對象,然後調用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        // 再獲取個線程對象,調用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        service.submit(r);
        // 注意:submit方法調用結束后,程序並不終止,是因為線程池控制了線程的關閉。
        // 將使用完的線程又歸還到了線程池中
        // 關閉線程池
        //service.shutdown();
    }
}

以上只是簡單的使用線程池,僅僅是入門階段!道阻且長,路還很長….

到這裏,本文章入門暫時告一段落,以後有時間盡量抽空更新….

如果本文章對你有幫助,哪怕是一點點,請點個讚唄,謝謝你~

歡迎各位關注我的公眾號,一起探討技術,嚮往技術,追求技術…說好了來了就是盆友喔…

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TCP time_wait close_wait問題(可能是全網最清楚的例子)

背景

公司群里,運維發現一個問題,task服務報錯(如下)

The stream or file \"/data/logs/adn_task/offer_service.log\" could not be opened:
failed to open stream: Too many open files

測試老大看到了,根據經驗就推測是應該是文件句柄使用完了,應該有TCP連接很多沒釋放,果真發現是很多CLOSE_WAIT的狀態

簡單認知

短鏈接,一次鏈接就會佔用一個端口,一個端口就是一個文件描述符;
文件描述符 又稱 句柄,linux系統最大的句柄數是65535,可以通過ulimit -a 查看

三次握手

TCP建立連接需要經過三次握手;
通俗版本:
A: 你好,你能聽見我說話嗎?
B: 能聽到,你能聽到我說話嗎?
A:我也能聽到,我們開始通信吧

專業版本:
建立TCP連接時,需要客戶端和服務器共發送3個包。

  • 第一次:客戶端發送初始序號x和syn=1請求標誌
  • 第二次:服務器發送請求標誌syn,發送確認標誌ACK,發送自己的序號seq=y,發送客戶端的確認序號ack=x+1
  • 第三次:客戶端發送ACK確認號,發送自己的序號seq=x+1,發送對方的確認號ack=y+1

四次揮手

TCP連接斷開需要經過四次揮手;
通俗版本:
前提A和B在通話
A:好的,我的話就說完了(FIN);
B:哦哦,我知道你說完啦(ACK),我還有說兩句哈;A: (沒說話,一直聽着)
B:哦了,我也說完了(FIN)
A:好的,我也知道你說玩了(ACK),掛電話吧

專業版本:

  • 第一次揮手:客戶端發出釋放FIN=1,自己序列號seq=u,進入FIN-WAIT-1狀態
  • 第二次揮手:服務器收到客戶端的后,發出ACK=1確認標誌和客戶端的確認號ack=u+1,自己的序列號seq=v,進入CLOSE-WAIT狀態
  • 第三次揮手:客戶端收到服務器確認結果后,進入FIN-WAIT-2狀態。此時服務器發送釋放FIN=1信號,確認標誌ACK=1,確認序號ack=u+1,自己序號seq=w,服務器進入LAST-ACK(最後確認態)
  • 第四次揮手:客戶端收到回復后,發送確認ACK=1,ack=w+1,自己的seq=u+1,客戶端進入TIME-WAIT(時間等待)。客戶端經過2個最長報文段壽命后,客戶端CLOSE;服務器收到確認后,立刻進入CLOSE狀態。

狀態流轉圖

實際例子

建立連接

linux上起了一個redis服務

本地起的6379端口

還是同一台機器上,通過python腳本連接該redis服務:

此時網絡連接如下:

關注這兩個網絡連接,第一個是redis-server的,第二是python腳本的,此時都是ESTABLISHED狀態,表示這兩個進程建立了連接

TIME_WAIT情況

現在斷掉python

之前的python的那個連接,是TIME_WAIT狀態
客戶端(主動方)主動斷開,進入TIME_WAIT狀態,服務端(被動方)進去CLOSE狀態,就是沒有显示了

等待2MSL(1分鐘)后,如下:

TIME_WAIT狀態的連接也消失了,TIME_WAIT回收機制,系統ing過一段時間會回收,資源重利用

CLOSE_WAIT情況

先建立連接,如下:

關掉redis服務,service redis stop

之前的redis-server的45370端口連接 進入了FIN_WAIT2狀態,而python端(被動關閉方)就進去了CLOSE_WAIT狀態

等待30s后,在看連接

只有python的那條CLOSE_WAIT

再次操作python端的腳本,再次get

關於6379端口(redis端口)的網絡連接都沒有了

TCP參數設置

如何快速回收TIME_WAIT和FIN_WAIT
/etc/sysctl.conf 包含以下配置項
net.ipv4.tcp_timestamps = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
root權限 執行/sbin/sysctl -p使之生效

經驗之談

個人經驗,不一定對,如有錯誤,請指正

  1. 當出現了CLOSE_WAIT大概率是業務代碼問題,代碼中沒有處理服務異常的情況,如上面的例子,python再次請求redis的時候,發現redis掛了,就會主動幹掉CLOSE_WAIT狀態
  2. 出現大量TIME_WAIT的情況,一般是服務端沒有及時回收端口,linux內核參數需要調整優化

參考資料

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用雲開發快速製作客戶業務需求收集小程序丨實戰

一、導語

​ 如何省去企業上門(現場)搜集客戶需求的環節,節約企業人力和時間成本,將客戶的業務定製需求直接上傳至雲數據庫?雲開發為我們提供了這個便利!

二、需求背景

​ 作為一名XX公司IT萌萌新,這段時間對小程序開發一直有非常濃厚的興趣,並且感慨於“雲開發·不止於快”的境界。近期工作中,剛好碰見業務部門的一個需求,目的是節約上門跟客戶收集業務定製資料的時間,以往是每變更一次,就需要上門一次,碰見地域較遠的,費時費力,且往往要求幾天內完成上線,時間非常緊迫。因此,結合一直以來對雲開發的各種優勢的了解,我說服公司領導通過小程序·雲開發來實現。

下面是其中一項業務定製界面的展示:
(1)業務對業務流程有簡單說明;
(2)相關業務介紹;
(3)不同客戶輸入個性化需求;
(4)雲存儲後台實現需求表單的收集。

​ 得力於雲開發提供的API和WeUI庫的便利,本項目在我在極短的時間內就實現了比較理想的效果 。接下來,我就從本項目入手,講講我是如何依靠小程序·雲開發將想法快速實現的,其實我也是剛入門沒多久,只是想分享一下自身在學習小程序開發項目中的一些知識點和體會,代碼可能略為粗糙,邏輯也有待優化,歡迎大家在評論區多多交流。

三、開發過程

1、組件

主要使用了官方WeUI擴展能力的一些組件庫來實現主要功能。

核心的WeUI庫主要有 Msg、Picker、圖片的Upload等(以快為目的,節省自己寫CSS樣式的時間,也方便0基礎的同學上手,這裏又體會到了小程序開發的便捷)。

2、實現代碼

本次雲開發包括雲數據庫雲存儲兩大功能:

(1)雲數據庫

雲數據庫的主要就是搜集客戶提交上來的表單信息,包括客戶的聯繫方式和選擇的業務類型等,並存儲在雲數據庫中,方便業務經理搜集需求。

我們來看簡單的實現過程:

首先是表單,用到了 form 表單組件以及它的 bindsubmit 方法,在 wxml 中放置 form 表單:

<form bindsubmit="formSubmit">
    <view class="form">
      <view class="section">
        <picker bindchange="bindPickerGsd" mode="selector" value="{{indexGsd}}" range="{{arrayGsd}}">
          <view class="picker">歸屬縣市</view>
          <view class="picker-content" >{{arrayGsd[indexGsd]?arrayGsd[indexGsd]:"(必填項) 請下拉選擇歸屬地"}}</view> 
        </picker>
      </view>    
      <!---中間部分詳見代碼--->
    </view>

    <view class="footer">
      <button class="dz-btn" formType="submit" loading="{{formStatus.submitting}}" disabled="{{formStatus.submitting}}" bindtap="openSuccess">提交</button>
    </view>
  </form>

表單中除了普通的文本輸入,增加有下拉列表的實現(畢竟客戶有時候是比較懶的)。

來看一下具體代碼:

bindPickerGsd: function (e) {    
  console.log('歸屬地已選擇,攜帶值為', e.detail.value)
  console.log('歸屬地選擇:', this.data.arrayGsd[e.detail.value])    
  this.setData({
     indexGsd: e.detail.value     
   })   
   this.data.formData.home_county = this.data.arrayGsd[e.detail.value]
},

最後表單上傳到雲數據庫:

  // 表單提交
  formSubmit: function (e) {
    var minlength = '';
    var maxlength = '';
    console.log("表單內容",e)
    var that = this;
    var formData = e.detail.value;
    var result = this.wxValidate.formCheckAll(formData);
    
    console.log("表單提交formData", formData);
    console.log("表單提交result", result)
    wx.showLoading({
      title: '發布中...',
    })
    const db = wx.cloud.database()
    db.collection('groupdata').add({
      data: {
        time: getApp().getNowFormatDate(),
        home_county: this.data.formData.home_county,
        group_name: formData.group_name,
        contact_name: formData.contact_name,
        msisdn: formData.msisdn,
        product_name: this.data.formData.product_name,
        word: formData.word,
      },
      success: res => {
        wx.hideLoading()
        console.log('發布成功', res)

      },
      fail: err => {
        wx.hideLoading()
        wx.showToast({
          icon: 'none',
          title: '網絡不給力....'
        })
        console.error('發布失敗', err)
      }
    })
  },
(2)雲存儲

​ 因為業務的定製需要填單客戶所在單位的授權證明材料,因此需要提單人(使用人)上傳證明文件,因此增加了使用雲存儲的功能。

核心代碼:

    promiseArr.push(new Promise((reslove,reject)=>{
        wx.cloud.uploadFile({
            cloudPath: "groupdata/" + group_name + "/" + app.getNowFormatDate() +suffix,
            filePath:filePath
        }).then(res=>{
            console.log("授權文件上傳成功")          
            })
            reslove()
            }).catch(err=>{
            console.log("授權文件上傳失敗",err)
    })

    因為涉及到不同頁面的數據傳遞,即將表單頁面的group_name作為雲存儲的文件夾用於存儲該客戶在表單中上傳的圖片,因此還需要用到getCurrentPages()來進行頁面間的數據傳遞 

    var pages = getCurrentPages();
    var prePage = pages[pages.length - 2];//pages.length就是該集合長度 -2就是上一個活動的頁面,也即是跳過來的頁面
    var group_name = prePage.data.formData.group_name.value//取上頁data里的group_name數據用於標識授權文件所存儲文件夾的名稱

3、待進一步優化

​ 基於時間關係,本次版本僅對需求進行了簡單實現,作為公司一個可靠的項目,還需要關注”客戶隱私”、“數據安全”,以及更人性化的服務。比如:

(1)提單人確認和認證過程

可靠性:增加驗證碼驗證(防止他人冒名登記),以及公司受理業務有個客戶本人提交憑證。

(2)訂閱消息

受理成功后,可以給客戶進行處理結果的反饋,增強感知。

(3)人工客服

進行在線諮詢等。

四、總結

​ 在本次項目開發中,我深刻體會到了雲開發的“快”,特別是雲數據庫的增刪查改功能非常方便。雲開發提供的種種便利,讓我在有新創意的時候,可以迅速採用小程序雲開發快速實現,省時省力,還能免費使用騰訊雲服務器,推薦大家嘗試!

源碼地址

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webpack優化之玩轉代碼分割和公共代碼提取

前言

開發多頁應用的時候,如果不對webpack打包進行優化,當某個模塊被多個入口模塊引用時,它就會被打包多次(在最終打包出來的某幾個文件里,它們都會有一份相同的代碼)。當項目業務越來越複雜,打包出來的代碼會非常冗餘,文件體積會非常龐大。大體積文件會增加編譯時間,影響開發效率;如果直接上線,還會拉長請求和加載時長,影響網站體驗。作為一個追求極致體驗的攻城獅,是不能忍的。所以在多頁應用中優化打包尤為必要。那麼如何優化webpack打包呢?

一、概念

在一切開始前,有必要先理清一下這三個概念:

  • module: 模塊,在webpack眼裡,任何可以被導入導出的文件都是一個模塊。
  • chunk: chunk是webpack拆分出來的:
    • 每個入口文件都是一個chunk
    • 通過 import、require 引入的代碼也是
    • 通過 splitChunks 拆分出來的代碼也是
  • bundle: webpack打包出來的文件,也可以理解為就是對chunk編譯壓縮打包等處理后的產出。

二、問題分析

首先,簡單分析下,我們剛才提到的打包問題:

  • 核心問題就是:多頁應用打包後代碼冗餘,文件體積大。
  • 究其原因就是:相同模塊在不同入口之間沒有得到復用,bundle之間比較獨立。

弄明白了問題的原因,那麼大致的解決思路也就出來了:

  • 我們在打包的時候,應該把不同入口之間,共同引用的模塊,抽離出來,放到一個公共模塊中。這樣不管這個模塊被多少個入口引用,都只會在最終打包結果中出現一次。——解決代碼冗餘。
  • 另外,當我們把這些共同引用的模塊都堆在一個模塊中,這個文件可能異常巨大,也是不利於網絡請求和頁面加載的。所以我們需要把這個公共模塊再按照一定規則進一步拆分成幾個模塊文件。——減小文件體積。
  • 至於如何拆分,方式因人而異,因項目而異。我個人的拆分原則是:
    • 業務代碼和第三方庫分離打包,實現代碼分割;
    • 業務代碼中的公共業務模塊提取打包到一個模塊;
    • 第三方庫最好也不要全部打包到一個文件中,因為第三方庫加起來通常會很大,我會把一些特別大的庫分別獨立打包,剩下的加起來如果還很大,就把它按照一定大小切割成若干模塊。

optimization.splitChunks

webpack提供了一個非常好的內置插件幫我們實現這一需求:CommonsChunkPlugin。不過在 webpack4 中CommonsChunkPlugin被刪除,取而代之的是optimization.splitChunks, 所幸的是optimization.splitChunks更強大!

三、 實現

通過一個多頁應用的小demo,我們一步一步來實現上述思路的配置。

demo目錄結構:

|--public/
|   |--a.html
|   |--index.html
|--src/
|   |--a.js
|   |--b.js
|   |--c.js
|   |--index.js
|--package.json
|--webpack.config.js

代碼邏輯很簡單,index模塊中引用了 ab 2個模塊,a 模塊中引用了 c 模塊和 jquery庫,b 模塊中也引用了 c 模塊和 jquery 庫,c 是一個獨立的模塊沒有其他依賴。

index.js代碼如下:

//index.js
import a from './a.js';
import b from './b.js';
function fn() {
    console.log('index-------');
}
fn();

a.js代碼如下:

//a.js
require('./c.js');
const $ = require('jquery')
function fn() {
    console.log('a-------');
}
module.exports = fn();

b.js代碼如下:

//b.js
require('./c.js');
const $ = require('jquery')
function fn() {
    console.log('b-------');
}
module.exports = fn();

c.js代碼如下:

//c.js
function fn() {
    console.log('c-------');
}
module.exports = fn();

1. 基本配置

webpack先不做優化,只做基本配置,看看效果。項目配置了2個入口,搭配html-webpack-plugin實現多頁打包:

const path = require('path');
const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');

module.exports = {
    entry: {
        index: './src/index.js',
        a: './src/a.js'
    },
    output: {
        path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
        filename: '[name].js'
    },
    plugins: [
        new HtmlWebpackPlugin({
            template: './public/index.html',
            filename: 'index.html'
        }),
        new HtmlWebpackPlugin({
            template: './public/a.html',
            filename: 'a.html'
        })
    ]
}

在開發模式下運行webpack:

可以看到,打包出兩個html和兩個體積很大的(300多K)的文件a.js,index.js

進入dist目錄檢查js文件:

  • a.js里包含c模塊代碼和jquery代碼
  • index.js里包含a模塊、b模塊、c模塊和jquery代碼

看,同樣的代碼cjquery被打包了2遍。

2. 初步添加splitChunks優化配置

首先解決相同代碼打包2次的問題,我們需要讓webpack把cjquery提取出來打包為公共模塊。

在webpack配置文件添加splitChunks:

//webpack.config.js

optimization: {
    splitChunks: {
        cacheGroups: {
            default: {
                name: 'common',
                chunks: 'initial'
            }
        }
    }
}

– cacheGroups

  • cacheGroupssplitChunks配置的核心,對代碼的拆分規則全在cacheGroups緩存組裡配置。
  • 緩存組的每一個屬性都是一個配置規則,我這裏給他的default屬性進行了配置,屬性名可以不叫default可以自己定。
  • 屬性的值是一個對象,裏面放的我們對一個代碼拆分規則的描述。

– name

  • name:提取出來的公共模塊將會以這個來命名,可以不配置,如果不配置,就會生成默認的文件名,大致格式是index~a.js這樣的。

– chunks

  • chunks:指定哪些類型的chunk參与拆分,值可以是string可以是函數。如果是string,可以是這個三個值之一:all, async, initialall 代表所有模塊,async代表只管異步加載的, initial代表初始化時就能獲取的模塊。如果是函數,則可以根據chunk參數的name等屬性進行更細緻的篩選。

再次打包:

可以看到a.js,index.js從300多K減少到6點幾K。同時增加了一個common.js文件,並且兩個打包入口都自動添加了common.js這個公共模塊:

進入dist目錄,依次查看這3個js文件:

  • a.js里不包含任何模塊的代碼了,只有webpack生成的默認代碼。
  • index.js里同樣不包含任何模塊的代碼了,只有webpack生成的默認代碼。
  • common.js里有a,b,c,index,jquery代碼。

發現,提是提取了,但是似乎跟我們預料的不太一樣,所有的模塊都跑到common.js里去了。

這是因為我們沒有告訴webpack(splitChunks)什麼樣的代碼為公共代碼,splitChunks默認任何模塊都會被提取。

– minChunks

splitChunks是自帶默認配置的,而緩存組默認會繼承這些配置,其中有個minChunks屬性:

  • 它控制的是每個模塊什麼時候被抽離出去:當模塊被不同entry引用的次數大於等於這個配置值時,才會被抽離出去。
  • 它的默認值是1。也就是任何模塊都會被抽離出去(入口模塊其實也會被webpack引入一次)。

我們上面沒有配置minChunks,只配置了namechunk兩個屬性,所以minChunks的默認值 1 生效。也難怪所有的模塊都被抽離到common.js中了。

優化一下,在緩存組裡配置minChunks覆蓋默認值:

//webpack.config.js

optimization: {
    splitChunks: {
        cacheGroups: {
            default: {
                name: 'common',
                chunks: 'initial',
                minChunks: 2  //模塊被引用2次以上的才抽離
            }
        }
    }
}

然後運行webpack

可以看到有2個文件的大小發生了變化:common.js由314K減小到311K,index.js由6.22K增大到7.56K。

進入dist目錄查看:

  • a.js里依然不包含任何模塊的代碼(正常,因為a作為模塊被index引入了一次,又作為入口被webpack引入了一次,所以a是有2次引用的)。
  • index.js里出現了bindex模塊的代碼了。
  • common.js里只剩a,c,和jquery模塊的代碼。

現在我們把共同引用的模塊a, c, jquery,從aindex這兩個入口模塊里抽取到common.js里了。有點符合我們的預期了。

3. 配置多個拆分規則

3.1 實現代碼分離,拆分第三方庫

接下來,我希望公共模塊common.js中,業務代碼和第三方模塊jquery能夠剝離開來。

我們需要再添加一個拆分規則。

//webpack.config.js

optimization: {
    splitChunks: {
        minSize: 30,  //提取出的chunk的最小大小
        cacheGroups: {
            default: {
                name: 'common',
                chunks: 'initial',
                minChunks: 2,  //模塊被引用2次以上的才抽離
                priority: -20
            },
            vendors: {  //拆分第三方庫(通過npm|yarn安裝的庫)
                test: /[\\/]node_modules[\\/]/,
                name: 'vendor',
                chunks: 'initial',
                priority: -10
            }
        }
    }
}

我給cacheGroups添加了一個vendors屬性(屬性名可以自己取,只要不跟緩存組下其他定義過的屬性同名就行,否則後面的拆分規則會把前面的配置覆蓋掉)。

– minSize

minSize設置的是生成文件的最小大小,單位是字節。如果一個模塊符合之前所說的拆分規則,但是如果提取出來最後生成文件大小比minSize要小,那它仍然不會被提取出來。這個屬性可以在每個緩存組屬性中設置,也可以在splitChunks屬性中設置,這樣在每個緩存組都會繼承這個配置。這裏由於我的demo中文件非常小,為了演示效果,我把minSize設置為30字節,好讓公共模塊可以被提取出來,正常項目中不用設這麼小。

– priority

priority屬性的值為数字,可以為負數。作用是當緩存組中設置有多個拆分規則,而某個模塊同時符合好幾個規則的時候,則需要通過優先級屬性priority來決定使用哪個拆分規則。優先級高者執行。我這裏給業務代碼組設置的優先級為-20,給第三方庫組設置的優先級為-10,這樣當一個第三方庫被引用超過2次的時候,就不會打包到業務模塊里了。

– test

test屬性用於進一步控制緩存組選擇的模塊,與chunks屬性的作用有一點像,但是維度不一樣。test的值可以是一個正則表達式,也可以是一個函數。它可以匹配模塊的絕對資源路徑或chunk名稱,匹配chunk名稱時,將選擇chunk中的所有模塊。我這裏用了一個正則/[\\/]node_modules[\\/]/來匹配第三方模塊的絕對路徑,因為通過npm或者yarn安裝的模塊,都會存放在node_modules目錄下。

運行一下webpack:

可以看到新產生了一個叫vendor.js的文件(name屬性的值),同時common.js文件體積由原來的311k減少到了861bytes!

進入dist目錄,檢查js文件:

  • a.js里不包含任何模塊代碼。
  • common.js只包含ac模塊的代碼。
  • index.js只包含bindex模塊的代碼。
  • vendor.js只包含jquery模塊的代碼。

現在,我們在上一步的基礎上,成功從common.js里把第三方庫jquery抽離出來放到了vendor.js里。

3.2 拆分指定文件

如果我們還想把項目中的某一些文件單獨拎出來打包(比如工程本地開發的組件庫),可以繼續添加拆分規則。比如我的src下有個locallib.js文件要單獨打包,假設a.js中引入了它。

//a.js
require('./c.js');
require('./locallib.js');  //引入自己本地的庫
const $ = require('jquery')
function fn() {
    console.log('a-------');
}
module.exports = fn();

可以這麼配置:

//webpack.config.js

optimization: {
    splitChunks: {
        minSize: 30,  //提取出的chunk的最小大小
        cacheGroups: {
            default: {
                name: 'common',
                chunks: 'initial',
                minChunks: 2,  //模塊被引用2次以上的才抽離
                priority: -20
            },
            vendors: {  //拆分第三方庫(通過npm|yarn安裝的庫)
                test: /[\\/]node_modules[\\/]/,
                name: 'vendor',
                chunks: 'initial',
                priority: -10
            },
            locallib: {  //拆分指定文件
                test: /(src\/locallib\.js)$/,
                name: 'locallib',
                chunks: 'initial',
                priority: -9
            }
        }
    }
}

我在緩存組下又新增了一個拆分規則,通過test正則指定我就要單獨打包src/locallib.js文件,並且把優先級設置為-9,這樣當它被多次引用時,不會進入其他拆分規則組,因為另外兩個規則的優先級都比它要低。

運行webpack打包后:

可以看到新產生了一個locallib.js文件。進入dist目錄查看:

  • a.js里不包含任何模塊代碼。
  • common.js只包含ac模塊的代碼。
  • index.js只包含bindex模塊的代碼。
  • vendor.js只包含jquery模塊的代碼。
  • locallib.js里只包含locallib模塊的代碼。

現在我們又在上一步的基礎上獨立打包了一個指定的模塊locallib.js

至此,我們就成功實現了抽離公共模塊、業務代碼和第三方代碼剝離、獨立打包指定模塊。

對比一下,優化前,打包出來js一共有633KB:

優化后,打包出來js一共不到330KB:

優化打包后的文件分類清晰,體積比優化前縮小了幾乎50%,有點小完美是不是!擊掌!這還只是我舉的一個簡單例子,在實際多頁應用中,優化力度說不定還不止這麼多。

小結

webpack很強大,以上只是冰山一角,但是只要掌握了上述optimization.splitChunks的核心配置,我們就可以幾乎隨心所欲地按照自己的想法來拆分優化代碼控制打包文件了,是不是很酷?玩轉代碼拆分,你也可以!

如果覺得這些依然不能滿足你的需求,還想更精(bian)細(tai)地定製打包規則,可以到查看optimization.splitChunks的更多配置。

歡迎交流~

本文的完整webpack配置和demo源碼可以在這裏獲取:

歡迎轉載,轉載請註明出處:

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Cesium坐標系及坐標轉換詳解

前言

Cesium項目中經常涉及到模型加載、瀏覽以及不同數據之間的坐標轉換,弄明白Cesium中採用的坐標系以及各個坐標系之間的轉換,是我們邁向三維GIS大門的前提,本文詳細的介紹了Cesium中採用的兩大坐標系以及之間轉換的各種方法。

Cesium中的坐標系

Cesium中常用的坐標有兩種WGS84地理坐標系和笛卡爾空間坐標系,我們平時常用的以經緯度來指明一個地點就是用的WGS84坐標,笛卡爾空間坐標系常用來做一些空間位置變換如平移旋轉縮放等等。二者的聯繫如下圖。

其中,WGS84地理坐標系包括 WGS84經緯度坐標系(沒有實際的對象)和 WGS84弧度坐標系(Cartographic);

         笛卡爾空間坐標系包括 笛卡爾空間直角坐標系(Cartesian3)、平面坐標系(Cartesian2),4D笛卡爾坐標系(Cartesian4)。

WGS84坐標系

World Geodetic System 1984,是為GPS全球定位系統使用而建立的坐標系統,坐標原點為地球質心,其地心空間直角坐標系的Z軸指向BIH (國際時間服務機構)1984.O定義的協議地球極(CTP)方向,X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點,Y軸與Z軸、X軸垂直構成右手坐標系。我們平常手機上的指南針显示的經緯度就是這個坐標系下當前的坐標,進度範圍[-180,180],緯度範圍[-90,90]。

WGS84坐標系

Cesium目前支持兩種坐標系WGS84和WebMercator,但是在Cesium中沒有實際的對象來描述WGS84坐標,都是以弧度的方式來進行運用的也就是Cartographic類:

new Cesium.Cartographic(longitude, latitude, height),這裏的參數也叫longitude、latitude,就是經度和緯度,計算方法:弧度= π/180×經緯度角度。

 笛卡爾空間直角坐標系(Cartesian3)

笛卡爾空間坐標的原點就是橢球的中心,我們在計算機上進行繪圖時,不方便使用經緯度直接進行繪圖,一般會將坐標系轉換為笛卡爾坐標系,使用計算機圖形學中的知識進行繪圖。這裏的Cartesian3,有點類似於三維繫統中的Point3D對象,new Cesium.Cartesian3(x, y, z),裏面三個分量x、y、z。

笛卡爾空間直角坐標系

平面坐標系(Cartesian2)

平面坐標系也就是平面直角坐標系,是一個二維笛卡爾坐標系,與Cartesian3相比少了一個z的分量,new Cesium.Cartesian2(x, y)。Cartesian2經常用來描述屏幕坐標系,比如鼠標在電腦屏幕上的點擊位置,返回的就是Cartesian2,返回了鼠標點擊位置的xy像素點分量。

平面坐標系

坐標轉換

經緯度和弧度的轉換

var radians=Cesium.Math.toRadians(degrees);//經緯度轉弧度
var degrees=Cesium.Math.toDegrees(radians);//弧度轉經緯度

WGS84經緯度坐標和WGS84弧度坐標系(Cartographic)的轉換

//方法一:
var longitude = Cesium.Math.toRadians(longitude1); //其中 longitude1為角度

var latitude= Cesium.Math.toRadians(latitude1); //其中 latitude1為角度

var cartographic = new Cesium.Cartographic(longitude, latitude, height);

//方法二:
var cartographic= Cesium.Cartographic.fromDegrees(longitude, latitude, height);//其中,longitude和latitude為角度

//方法三:
var cartographic= Cesium.Cartographic.fromRadians(longitude, latitude, height);//其中,longitude和latitude為弧度

WGS84坐標系和笛卡爾空間直角坐標系(Cartesian3)的轉換

通過經緯度或弧度進行轉換
var position = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(longitude, latitude, height);//其中,高度默認值為0,可以不用填寫;longitude和latitude為角度

var positions = Cesium.Cartesian3.fromDegreesArray(coordinates);//其中,coordinates格式為不帶高度的數組。例如:[-115.0, 37.0, -107.0, 33.0]

var positions = Cesium.Cartesian3.fromDegreesArrayHeights(coordinates);//coordinates格式為帶有高度的數組。例如:[-115.0, 37.0, 100000.0, -107.0, 33.0, 150000.0]

//同理,通過弧度轉換,用法相同,具體有Cesium.Cartesian3.fromRadians,Cesium.Cartesian3.fromRadiansArray,Cesium.Cartesian3.fromRadiansArrayHeights等方法

注意:上述轉換函數中最後均有一個默認參數ellipsoid(默認值為Ellipsoid.WGS84)。

通過過度進行轉換

具體過度原理可以參考上邊的注意事項。

var position = Cesium.Cartographic.fromDegrees(longitude, latitude, height);
var positions = Cesium.Ellipsoid.WGS84.cartographicToCartesian(position);
var positions = Cesium.Ellipsoid.WGS84.cartographicArrayToCartesianArray([position1,position2,position3]);

笛卡爾空間直角坐標系轉換為WGS84

直接轉換
var cartographic= Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian3);

轉換得到WGS84弧度坐標系后再使用經緯度和弧度的轉換,進行轉換到目標值

間接轉換
var cartographic = Cesium.Ellipsoid.WGS84.cartesianToCartographic(cartesian3);
var cartographics = Cesium.Ellipsoid.WGS84.cartesianArrayToCartographicArray([cartesian1,cartesian2,cartesian3]);

平面坐標系(Cartesian2)和笛卡爾空間直角坐標系(Cartesian3)的轉換

平面坐標系轉笛卡爾空間直角坐標系

這裏注意的是當前的點(Cartesian2)必須在三維球上,否則返回的是undefined;通過ScreenSpaceEventHandler回調會取到的坐標都是Cartesian2。

屏幕坐標轉場景坐標-獲取傾斜攝影或模型點擊處的坐標

這裏的場景坐標是包含了地形、傾斜攝影表面、模型的坐標。

通過viewer.scene.pickPosition(movement.position)獲取,根據窗口坐標,從場景的深度緩衝區中拾取相應的位置,返回笛卡爾坐標。

var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(viewer.scene.canvas);
handler.setInputAction(function (movement) {
     var position = viewer.scene.pickPosition(movement.position);
     console.log(position);
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK);

注:若屏幕坐標處沒有傾斜攝影表面、模型時,獲取的笛卡爾坐標不準,此時要開啟地形深度檢測(viewer.scene.globe.depthTestAgainstTerrain = true; //默認為false)。

屏幕坐標轉地表坐標-獲取加載地形后對應的經緯度和高程

這裡是地球表面的世界坐標,包含地形,不包括模型、傾斜攝影表面。

通過viewer.scene.globe.pick(ray, scene)獲取,其中ray=viewer.camera.getPickRay(movement.position)。

var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(viewer.scene.canvas);
handler.setInputAction(function (movement) {
     var ray = viewer.camera.getPickRay(movement.position);
     var position = viewer.scene.globe.pick(ray, viewer.scene);
     console.log(position);
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK);

注:通過測試,此處得到的坐標通過轉換成wgs84后,height的為該點的地形高程值。

屏幕坐標轉橢球面坐標-獲取鼠標點的對應橢球面位置

這裏的橢球面坐標是參考橢球的WGS84坐標(Ellipsoid.WGS84),不包含地形、模型、傾斜攝影表面。

通過 viewer.scene.camera.pickEllipsoid(movement.position, ellipsoid)獲取,可以獲取當前點擊視線與橢球面相交處的坐標,其中ellipsoid是當前地球使用的橢球對象:viewer.scene.globe.ellipsoid,默認為Ellipsoid.WGS84

var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(viewer.scene.canvas);
handler.setInputAction(function (movement) {
     var position = viewer.scene.camera.pickEllipsoid(movement.position, viewer.scene.globe.ellipsoid);
     console.log(position);
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK);

注:通過測試,此處得到的坐標通過轉換成wgs84后,height的為0(此值應該為地表坐標減去地形的高程)。

笛卡爾空間直角坐標系轉平面坐標系

var cartesian2= Cesium.SceneTransforms.wgs84ToWindowCoordinates(viewer.scene,cartesian3)

空間位置變換

經緯度轉換到笛卡爾坐標系后就能運用計算機圖形學中的仿射變換知識進行空間位置變換如平移旋轉縮放。

Cesium為我們提供了很有用的變換工具類:Cesium.Cartesian3(相當於Point3D)Cesium.Matrix3(3×3矩陣,用於描述旋轉變換)Cesium.Matrix4(4×4矩陣,用於描述旋轉加平移變換),Cesium.Quaternion(四元數,用於描述圍繞某個向量旋轉一定角度的變換)。

下面舉個例子:

      一個局部坐標為p1(x,y,z)的點,將它的局部坐標原點放置到loc(lng,lat,alt)上,局部坐標的z軸垂直於地表,局部坐標的y軸指向正北,並圍繞這個z軸旋轉d度,求此時p1(x,y,z)變換成全局坐標笛卡爾坐p2(x1,y1,z1)是多少?

var rotate = Cesium.Math.toRadians(d);//轉成弧度
var quat = Cesium.Quaternion.fromAxisAngle(Cesium.Cartesian3.UNIT_Z, rotate); //quat為圍繞這個z軸旋轉d度的四元數
var rot_mat3 = Cesium.Matrix3.fromQuaternion(quat);//rot_mat3為根據四元數求得的旋轉矩陣
var v = new Cesium.Cartesian3(x, y, z);//p1的局部坐標
var m = Cesium.Matrix4.fromRotationTranslation(rot_mat3, Cesium.Cartesian3.ZERO);//m為旋轉加平移的4x4變換矩陣,這裏平移為(0,0,0),故填個Cesium.Cartesian3.ZERO
m = Cesium.Matrix4.multiplyByTranslation(m, v);//m = m X v
var cart3 = ellipsoid.cartographicToCartesian(Cesium.Cartographic.fromDegrees(lng, lat, alt)); //得到局部坐標原點的全局坐標
var m1 = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(cart3);//m1為局部坐標的z軸垂直於地表,局部坐標的y軸指向正北的4x4變換矩陣
m = Cesium.Matrix4.multiplyTransformation(m, m1);//m = m X m1
var p2 = Cesium.Matrix4.getTranslation(m);//根據最終變換矩陣m得到p2
console.log('x=' + p2.x + ',y=' + p2.y + ',z=' + p2.z );

總結

通過本文,介紹了各個坐標系間的轉換問題,在具體項目中,可結合實際需求,靈活組合解決具體的實際問題。注意,博文是參照網上相關博客及結合自己的實踐總結得來,希望本文對你有所幫助,後續會更新更多內容,感興趣的朋友可以加關注,歡迎留言交流!

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【併發編程】synchronized的使用場景和原理簡介

1. synchronized使用

1.1 synchronized介紹

在多線程併發編程中synchronized一直是元老級角色,很多人都會稱呼它為重量級鎖。但是,隨着Java SE 1.6對synchronized進行了各種優化之後,有些情況下它就並不那麼重了。

synchronized可以修飾普通方法,靜態方法和代碼塊。當synchronized修飾一個方法或者一個代碼塊的時候,它能夠保證在同一時刻最多只有一個線程執行該段代碼。

  • 對於普通同步方法,鎖是當前實例對象(不同實例對象之間的鎖互不影響)。

  • 對於靜態同步方法,鎖是當前類的Class對象。

  • 對於同步方法塊,鎖是Synchonized括號里配置的對象。

當一個線程試圖訪問同步代碼塊時,它首先必須得到鎖,退出或拋出異常時必須釋放鎖。

1.2 使用場景

synchronized最常用的使用場景就是多線程併發編程時線程的同步。這邊還是舉一個最常用的列子:多線程情況下銀行賬戶存錢和取錢的列子。

public class SynchronizedDemo {


    public static void main(String[] args) {
        BankAccount myAccount = new BankAccount("accountOfMG",10000.00);
        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        int var = new Random().nextInt(100);
                        Thread.sleep(var);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    double deposit = myAccount.deposit(1000.00);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" balance:"+deposit);
                }
            }).start();
        }
        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        int var = new Random().nextInt(100);
                        Thread.sleep(var);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    double deposit = myAccount.withdraw(1000.00);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" balance:"+deposit);

                }
            }).start();
        }
    }

    private static class BankAccount{
        String accountName;
        double balance;

        public BankAccount(String accountName,double balance){
            this.accountName = accountName;
            this.balance = balance;
        }

        public double deposit(double amount){
            balance = balance + amount;
            return balance;
        }

        public double  withdraw(double amount){
            balance = balance - amount;
            return balance;
        }

    }
}

上面的列子中,首先初始化了一個銀行賬戶,賬戶的餘額是10000.00,然後開始了200個線程,其中100個每次向賬戶中存1000.00,另外100個每次從賬戶中取1000.00。如果正常執行的話,賬戶中應該還是10000.00。但是我們執行多次這段代碼,會發現執行結果基本上都不是10000.00,而且每次結果 都是不一樣的。

出現上面這種結果的原因就是:在多線程情況下,銀行賬戶accountOfMG是一個共享變量,對共享變量進行修改如果不做線程同步的話是會存在線程安全問題的。比如說現在有兩個線程同時要對賬戶accountOfMG存款1000,一個線程先拿到賬戶的當前餘額,並且將餘額加上1000。但是還沒將餘額的值刷新回賬戶,另一個線程也來做相同的操作。此時賬戶餘額還是沒加1000之前的值,所以當兩個線程執行完畢之後,賬戶加的總金額還是只有1000。

synchronized就是Java提供的一種線程同步機制。使用synchronized我們可以非常方便地解決上面的銀行賬戶多線程存錢取錢問題,只需要使用synchronized修飾存錢和取錢方法即可:

private static class BankAccount{
        String accountName;
        double balance;

        public BankAccount(String accountName,double balance){
            this.accountName = accountName;
            this.balance = balance;
        }
        //這邊給出一個編程建議:當我們對共享變量進行同步時,同步代碼塊最好在共享變量中加
        public synchronized double deposit(double amount){
            balance = balance + amount;
            return balance;
        }
        
        public synchronized double  withdraw(double amount){
            balance = balance - amount;
            return balance;
        }

    }

2. Java對象頭

上面提到,當線程進入synchronized方法或者代碼塊時需要先獲取鎖,退出時需要釋放鎖。那麼這個鎖信息到底存在哪裡呢?

Java對象保存在內存中時,由以下三部分組成:

  • 對象頭
  • 實例數據
  • 對齊填充字節

而對象頭又由下面幾部分組成:

  • Mark Word
  • 指向類的指針
  • 數組長度(只有數組對象才有)

1. Mark Word
Mark Word記錄了對象和鎖有關的信息,當這個對象被synchronized關鍵字當成同步鎖時,圍繞這個鎖的一系列操作都和Mark Word有關。Mark Word在32位JVM中的長度是32bit,在64位JVM中長度是64bit。

Mark Word在不同的鎖狀態下存儲的內容不同,在32位JVM中是這麼存的:

其中無鎖和偏向鎖的鎖標誌位都是01,只是在前面的1bit區分了這是無鎖狀態還是偏向鎖狀態。Epoch是指偏向鎖的時間戳。

JDK1.6以後的版本在處理同步鎖時存在鎖升級的概念,JVM對於同步鎖的處理是從偏向鎖開始的,隨着競爭越來越激烈,處理方式從偏向鎖升級到輕量級鎖,最終升級到重量級鎖。

JVM一般是這樣使用鎖和Mark Word的:

  • step1:當沒有被當成鎖時,這就是一個普通的對象,Mark Word記錄對象的HashCode,鎖標誌位是01,是否偏向鎖那一位是0。

  • step2:當對象被當做同步鎖並有一個線程A搶到了鎖時,鎖標誌位還是01,但是否偏向鎖那一位改成1,前23bit記錄搶到鎖的線程id,表示進入偏向鎖狀態。

  • step3:當線程A再次試圖來獲得鎖時,JVM發現同步鎖對象的標誌位是01,是否偏向鎖是1,也就是偏向狀態,Mark Word中記錄的線程id就是線程A自己的id,表示線程A已經獲得了這個偏向鎖,可以執行同步鎖的代碼。

  • step4:當線程B試圖獲得這個鎖時,JVM發現同步鎖處於偏向狀態,但是Mark Word中的線程id記錄的不是B,那麼線程B會先用CAS操作試圖獲得鎖,這裏的獲得鎖操作是有可能成功的,因為線程A一般不會自動釋放偏向鎖。如果搶鎖成功,就把Mark Word里的線程id改為線程B的id,代表線程B獲得了這個偏向鎖,可以執行同步鎖代碼。如果搶鎖失敗,則繼續執行步驟5。

  • step5:偏向鎖狀態搶鎖失敗,代表當前鎖有一定的競爭,偏向鎖將升級為輕量級鎖。JVM會在當前線程的線程棧中開闢一塊單獨的空間,裏面保存指向對象鎖Mark Word的指針,同時在對象鎖Mark Word中保存指向這片空間的指針。上述兩個保存操作都是CAS操作,如果保存成功,代表線程搶到了同步鎖,就把Mark Word中的鎖標誌位改成00,可以執行同步鎖代碼。如果保存失敗,表示搶鎖失敗,競爭太激烈,繼續執行步驟6。

  • step6:輕量級鎖搶鎖失敗,JVM會使用自旋鎖,自旋鎖不是一個鎖狀態,只是代表不斷的重試,嘗試搶鎖。從JDK1.7開始,自旋鎖默認啟用,自旋次數由JVM決定。如果搶鎖成功則執行同步鎖代碼,如果失敗則繼續執行步驟7。

  • step7:自旋鎖重試之後如果搶鎖依然失敗,同步鎖會升級至重量級鎖,鎖標誌位改為10。在這個狀態下,未搶到鎖的線程都會被阻塞。

2. 指向類的指針
該指針在32位JVM中的長度是32bit,在64位JVM中長度是64bit。Java對象的類數據保存在方法區。

3. 數組長度
只有數組對象保存了這部分數據。該數據在32位和64位JVM中長度都是32bit。

synchronized對鎖的優化

Java 6中為了減少獲得鎖和釋放鎖帶來的性能消耗,引入了“偏向鎖”和“輕量級鎖”的概念。在Java 6中,鎖一共有4種狀態,級別從低到高依次是:無鎖狀態、偏向鎖狀態、輕量級鎖狀態和重量級鎖狀態,這幾個狀態會隨着競爭情況逐漸升級。鎖可以升級但不能降級,意味着偏向鎖升級成輕量級鎖后不能降級成偏向鎖。

在聊偏向鎖、輕量級鎖和重量級鎖之前我們先來聊下鎖的宏觀分類。鎖從宏觀上來分類,可以分為悲觀鎖與樂觀鎖。注意,這裏說的的鎖可以是數據庫中的鎖,也可以是Java等開發語言中的鎖技術。悲觀鎖和樂觀鎖其實只是一類概念(對某類具體鎖的總稱),不是某種語言或是某個技術獨有的鎖技術。

樂觀鎖是一種樂觀思想,即認為讀多寫少,遇到併發寫的可能性低,每次去拿數據的時候都認為別人不會修改,所以不會上鎖,但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個數據,採取在寫時先讀出當前版本號,然後加鎖操作(比較跟上一次的版本號,如果一樣則更新),如果失敗則要重複讀-比較-寫的操作。java中的樂觀鎖基本都是通過CAS操作實現的,CAS是一種更新的原子操作,比較當前值跟傳入值是否一樣,一樣則更新,否則失敗。數據庫中的共享鎖也是一種樂觀鎖。

悲觀鎖是就是悲觀思想,即認為寫多,遇到併發寫的可能性高,每次去拿數據的時候都認為別人會修改,所以每次在讀寫數據的時候都會上鎖,這樣別人想讀寫這個數據就會block直到拿到鎖。java中典型的悲觀鎖就是Synchronized,AQS框架下的鎖則是先嘗試cas樂觀鎖去獲取鎖,獲取不到,才會轉換為悲觀鎖,如ReentrantLock。數據庫中的排他鎖也是一種悲觀鎖。

偏向鎖

Java 6之前的synchronized會導致爭用不到鎖的線程進入阻塞狀態,線程在阻塞狀態和runnbale狀態之間切換是很耗費系統資源的,所以說它是java語言中一個重量級的同步操縱,被稱為重量級鎖。為了緩解上述性能問題,Java 6開始,引入了輕量鎖與偏向鎖,默認啟用了自旋,他們都屬於樂觀鎖

偏向鎖更準確的說是鎖的一種狀態。在這種鎖狀態下,系統中只有一個線程來爭奪這個鎖。線程只要簡單地通過Mark Word中存放的線程ID和自己的ID是否一致就能拿到鎖。下面簡單介紹下偏向鎖獲取和升級的過程。

還是就着這張圖講吧,會清楚點。

當系統中還沒有訪問過synchronized代碼時,此時鎖的狀態肯定是“無鎖狀態”,也就是說“是否是偏向鎖”的值是0,“鎖標誌位”的值是01。此時有一個線程1來訪問同步代碼,發現鎖對象的狀態是”無鎖狀態”,那麼操作起來非常簡單了,只需要將“是否偏向鎖”標誌位改成1,再將線程1的線程ID寫入Mark Word即可。

如果後續系統中一直只有線程1來拿鎖,那麼只要簡單的判斷下線程1的ID和Mark Word中的線程ID,線程1就能非常輕鬆地拿到鎖。但是現實往往不是那麼簡單的,現在假設線程2也要來競爭同步鎖,我們看下情況是怎麼樣的。

  • step1:線程2首先根據“是否是偏向鎖”和“鎖標誌位”的值判斷出當前鎖的狀態是“偏向鎖”狀態,但是Mark Word中的線程ID又不是指向自己(此時線程ID還是指向線程1),所以此時回去判斷線程1還是否存在;
  • step2:假如此時線程1已經不存在了,線程2會將Mark Word中的線程ID指向自己的線程ID,鎖不升級,仍為偏向鎖;
  • step3:假如此時線程1還存在(線程1還沒執行完同步代碼,【不知道這樣理解對不對,姑且先這麼理解吧】),首先暫停線程1,設置鎖標誌位為00,鎖升級為“輕量級鎖”,繼續執行線程1的代碼;線程2通過自旋操作來繼續獲得鎖。

在JDK6中,偏向鎖是默認啟用的。它提高了單線程訪問同步資源的性能。但試想一下,如果你的同步資源或代碼一直都是多線程訪問的,那麼消除偏向鎖這一步驟對你來說就是多餘的。事實上,消除偏向鎖的開銷還是蠻大的。
所以在你非常熟悉自己的代碼前提下,大可禁用偏向鎖:

 -XX:-UseBiasedLocking=false

輕量級鎖

“輕量級鎖”鎖也是一種鎖的狀態,這種鎖狀態的特點是:當一個線程來競爭鎖失敗時,不會立即進入阻塞狀態,而是會進行一段時間的鎖自旋操作,如果自旋操作拿鎖成功就執行同步代碼,如果經過一段時間的自旋操作還是沒拿到鎖,線程就進入阻塞狀態。

1. 輕量級鎖加鎖流程
線程在執行同步塊之前,JVM會先在當前線程的棧楨中創建用於存儲鎖記錄的空間,並將對象頭中的Mark Word複製到鎖記錄中,官方稱為Displaced Mark Word。然後線程嘗試使用CAS將對象頭中的Mark Word替換為指向鎖記錄的指針。如果成功,當前線程獲得鎖,如果失敗,表示其他線程競爭鎖,當前線程便嘗試使用自旋來獲取鎖。

2. 輕量級鎖解鎖流程
輕量級解鎖時,會使用原子的CAS操作將Displaced Mark Word替換回到對象頭,如果成功,則表示沒有競爭發生。如果失敗,表示當前鎖存在競爭,鎖就會膨脹成重量級鎖。

重量級鎖

因為自旋會消耗CPU,為了避免無用的自旋(比如獲得鎖的線程被阻塞住了),一旦鎖升級成重量級鎖,就不會再恢復到輕量級鎖狀態。當鎖處於這個狀態下,其他線程試圖獲取鎖時,都會被阻塞住,當持有鎖的線程釋放鎖之後會喚醒這些線程,被喚醒的線程就會進行新一輪的奪鎖之爭。

鎖自旋

自旋鎖原理非常簡單,如果持有鎖的線程能在很短時間內釋放鎖資源,那麼那些等待競爭鎖的線程就不需要做內核態和用戶態之間的切換進入阻塞掛起狀態,它們只需要等一等(自旋),等持有鎖的線程釋放鎖后即可立即獲取鎖,這樣就避免用戶線程和內核的切換的消耗。

但是線程自旋是需要消耗CPU的,說白了就是讓CPU在做無用功,線程不能一直佔用CPU自旋做無用功,所以需要設定一個自旋等待的最大時間。如果持有鎖的線程執行的時間超過自旋等待的最大時間扔沒有釋放鎖,就會導致其它爭用鎖的線程在最大等待時間內還是獲取不到鎖,這時爭用線程會停止自旋進入阻塞狀態。

自旋鎖盡可能的減少線程的阻塞,這對於鎖的競爭不激烈,且佔用鎖時間非常短的代碼塊來說性能能大幅度的提升,因為自旋的消耗會小於線程阻塞掛起操作的消耗!但是如果鎖的競爭激烈,或者持有鎖的線程需要長時間佔用鎖執行同步塊,這時候就不適合使用自旋鎖了,因為自旋鎖在獲取鎖前一直都是佔用cpu做無用功,線程自旋的消耗大於線程阻塞掛起操作的消耗,其它需要cup的線程又不能獲取到cpu,造成cpu的浪費。

JDK7之後,鎖的自旋特性都是由JVM自身控制的,不需要我們手動配置。

鎖對比

鎖的優化

  • 減少鎖的時間:不需要同步的代碼不加鎖;
  • 使用讀寫鎖:讀操作加讀鎖,可以併發讀,寫操作使用寫鎖,只能單線程寫;
  • 鎖粗化:假如有一個循環,循環內的操作需要加鎖,我們應該把鎖放到循環外面,否則每次進出循環,都進出一次臨界區,效率是非常差的;

參考

  • https://blog.csdn.net/lkforce/article/details/81128115
  • 《併發編程藝術》

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Tsx寫一個通用的button組件

一年又要到年底了,vue3.0都已經出來了,我們也不能一直還停留在過去的js中,是時候學習並且在項目中使用一下Ts了。

  如果說jsx是基於js的話,那麼tsx就是基於typescript的

  廢話也不多說,讓我們開始寫一個Tsx形式的button組件,

  ts真的不僅僅只有我們常常熟知的數據類型,還包括接口,類,枚舉,泛型,等等等,這些都是特別重要的

  項目是基於vue-cli 3.0 下開發的,可以自己配置Ts,不會的話那你真的太難了

  

 

     我們再compenonts中新建一個button文件夾,再建一個unit文件夾,button放button組件的代碼,unit,放一些公共使用模塊

  我們再button文件夾下創建 ,index .tsx放的button源碼,index.less放的是樣式,css也是不可缺少的

       

 

   分析一下button需要的一些東西

  第一個當然是props,還有一個是點擊事件,所以我們第一步就定義一下這兩個類型

type ButtonProps = {
  tag: string,
  size: ButtonSize,
  type: ButtonType,
  text: String
}

type ButtonEvents = {
  onClick?(event: Event) :void
}
type ButtonSize = 'large' | 'normal' | 'small' | 'mini'
type ButtonType = 'default' | 'primary' | 'info' | 'warning' | 'danger'

  因為button是很簡單的組件,內部也沒有一些特別的狀態需要改變,所以我們用函數式組件的方式去寫(之後的render會用到這個方法)

function Button (h: CreateElement, props: ButtonProps, slots: DefaultSlots, ctx: RenderContext<ButtonProps>) {
  const { tag, size, type } = props
  let text
  console.log(slots)
  text = slots.default ? slots.default() : props.text
  function onClick (event: Event) {
    emit(ctx, 'click', event)
  }
  let classes = [size,type]
  return (
    <tag
      onClick = {onClick}
      class = {classes}
    >
      {text}
    </tag>
  )
}

  h 是一個預留參數,這裏並沒有用到 ,CreateElement  這個是vue從2.5之後提供的一個類型,也是為了方便在vue項目上使用ts

  props 就是button組件的傳入的屬性,slots插槽,ctx,代表的是當前的組件,可以理解為當前rendercontext執行環境this

  DefaultSlots是我們自定義的一個插槽類型

export type ScopedSlot<Props = any> = (props?: Props) => VNode[] | VNode | undefined;

export type ScopedSlots = {
  [key: string]: ScopedSlot | undefined;
}

  插槽的內容我們都是需要從ctx中讀取的,默認插槽的key就是defalut,具名插槽就是具體的name

  button放發內部還有一個具體的點擊事件,還有一個emit方法,從名字我們也可以看的出,他是粗發自定義事件的,我們這裏當然不能使用this.emit去促發,

  所以我們需要單獨這個emit方法,我們知道組件內所以的自定義事件都是保存在listeners里的,我們從ctx中拿取到所以的listeners



  import { RenderContext, VNodeData } from ‘vue’ // 從vue中引入一些類型


function
emit (context: RenderContext, eventName: string, ...args: any[]) { const listeners = context.listeners[eventName] if (listeners) { if (Array.isArray(listeners)) { listeners.forEach(listener => { listener(...args) }) } else { listeners(...args) } }

  這樣我們組件內部的事件觸發就完成了

  我們的button肯定是有一些默認的屬性,所以,我們給button加上默認的屬性

Button.props = {
  text: String,
  tag: {
    type: String,
    default: 'button'
  },
  type: {
    type: String,
    default: 'default'
  },
  size: {
    type: String,
    default: 'normal'
  }
}

  我們定義一個通用的functioncomponent 類型

type FunctionComponent<Props=DefaultProps, PropsDefs = PropsDefinition<Props>> = {
  (h: CreateElement, Props:Props, slots: ScopedSlots, context: RenderContext<Props>): VNode |undefined,
  props?: PropsDefs
}

  PropsDefinition<T>  這個是vue內部提供的,對 props的約束定義

  不管怎麼樣我們最終返回的肯定是一個對象,我們把這個類型也定義一下

  ComponentOptions<Vue> 這個也是vue內部提供的

 interface DrmsComponentOptions extends ComponentOptions<Vue> {
  functional?: boolean;
  install?: (Vue: VueConstructor) => void;
}

  最終生成一個組件對象

function transformFunctionComponent (fn:FunctionComponent): DrmsComponentOptions {
  return {
    functional: true, // 函數時組件,這個屬性一定要是ture,要不render方法,第二個context永遠為underfine
    props: fn.props,
    model: fn.model,
    render: (h, context): any => fn(h, context.props, unifySlots(context), context)
  }
}

  unifySlots 是讀取插槽的內容

// 處理插槽的內容
export function unifySlots (context: RenderContext) {
  // use data.scopedSlots in lower Vue version
  const scopedSlots = context.scopedSlots || context.data.scopedSlots || {}
  const slots = context.slots()

  Object.keys(slots).forEach(key => {
    if (!scopedSlots[key]) {
      scopedSlots[key] = () => slots[key]
    }
  })

  return scopedSlots
}

  當然身為一個組件,我們肯定是要提供全局注入接口,並且能夠按需導入

  所以我們給組件加上名稱和install方法,install 是 vue.use() 方法使用的,這樣我們能全部註冊組件

export function CreateComponent (name:string) {
  return function <Props = DefaultProps, Events = {}, Slots = {}> (
    sfc:DrmsComponentOptions | FunctionComponent) {
    if (typeof sfc === 'function') {
      sfc = transformFunctionComponent(sfc)
    }
    sfc.functional = true
    sfc.name = 'drms-' + name
    sfc.install = install
    return sfc 
  }
}

  index.tsx 中的最後一步,導出這個組件

export default CreateComponent('button')<ButtonProps, ButtonEvents>(Button)

  還少一個install的具體實現方法,加上install方法,就能全局的按需導入了

function install (this:ComponentOptions<Vue>, Vue:VueConstructor) {
  const { name } = this
  Vue.component(name as string, this)
}

 

   最終實現的效果圖,事件的話也是完全ok的,這個我也是測過的

 

   代碼參考的是vant的源碼:

  該代碼已經傳到git:     dev分支應該是代碼全的,master可能有些並沒有合併

 

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Linux開機過程

相關內容

開機過程

  開機過程指的是從按下電源鍵開始,到進入系統登錄畫面前所經歷的過程。

MBR與磁盤分區

  在目前x86的系統架構中,系統硬盤位於第0號磁道:0到511KB的區塊為MBR(硬盤中的每一個磁道容量為512KB),開機管理程序使用這塊區域來儲存第一階段開機引導程序(stage1)。接着位於1到62號磁道作為第1.5階段的開機引導程序(stage1.5),從第63號磁道開始才是操作系統的分區。

  主引導記錄(MBR,Master Boot Record)是位於磁盤最前邊的一段引導(Loader)代碼。它負責磁盤操作系統(DOS)對磁盤進行讀寫時分區合法性的判別、分區引導信息的定位,它由磁盤操作系統(DOS)在對硬盤進行初始化時產生。

  MBR的內容分為三部分:第一部分是0到445KB,是計算機的基礎導引程序,也稱為第一階段的導引程序;接着446KB到509KB為磁盤分區表,由四個分區表項構成(每個16個字節)。負責說明磁盤上的分區情況。內容包括分區標記、分區的起始位置、分區的容量以及分區的類型。最後一部分為結束標誌只佔2KB,其值為AA55,存儲時低位在前,高位在後。

從百度百科借了張圖:

 

 

MBR中緊跟在主引導程序后的主分區表這64字節(01BE~01FD)中包含了許多磁盤分區描述信息,尤其是01BE~01CD這16字節,包含了分區引導標誌bootid、分區起始源頭beghead、分區起始扇區relsect、分區起始柱面begcy1、操作系統類型systid、分區結尾磁頭endhead、分區結尾扇區begsect、分區結尾柱面begcy1、分區扇區起始位置relsect、分區扇區總數numsect。

其中分區引導標誌bootid表示當前分區是否可以引導,若為0x0,則表示該分區為非活動區;若為0x80,則為可開機啟動區。若有多個開機啟動區,則由用戶開機時的選擇而定(如GRUB的菜單)。

分區扇區起始位置relsect表示分區中第一個扇區相對於磁盤起始點的偏移位置。

開機管理程序

linux上的開機管理程序有LiLO和GRUB,前者是早期的產物,在近年來的Linux操作系統都以GRUB作為默認軟件包。

GNU GRUB(GRand Unified Bootloader簡稱“GRUB”)是一個來自GNU項目的多操作系統啟動程序。GRUB是多啟動規範的實現,它允許用戶可以在計算機內同時擁有多個操作系統,並在計算機啟動時選擇希望運行的操作系統。GRUB可用於選擇操作系統分區上的不同內核,也可用於向這些內核傳遞啟動參數。

運行層級

運行層級(run level)共有7個,分別為0、1、2、3、4、5、6,其中0表示關機、1表示單人模式、6表示重新啟動。中間的2、3、4、5因Linux發行商而異。

過程解析

 從按下電源開始到登錄畫面中所有的過程。

 登錄程序依序分為BIOS、GRUB、內核加載、與init程序四個步驟。

BIOS

當按下電源按鈕后,系統就會運行BIOS檢測,包含檢查系統的硬件配置、執行系統診斷程序、找出系統硬盤,把第0號磁道中的開機導引程序加載到內存中,之後就由GRUB接手後續的開機程序。

GRUB

GRUB是一個較大的程序,本身容量超過MBR的限制(512KB),因此GRUB將開機程序分割為stage1、stage2,並在1與2之中加上選用的程序stage1.5,如e2fs_stage1_5、fat_stage1_5等。

由BIOS接手后的GRUB,會由stage1轉接到stage2(或stage1.5),並找出和載入位於/boot的內核文件。內核文件位於/boot之下。

接着會將內存映像文件(.img)加載到內存中,並使用cpio命令將內容解壓縮到/boot之下。如果硬件的功能都別編入內核中,這個動作是不需要的;但若編譯為模塊且必須在開機時加載,這個步驟就是必要的。

將內核與必要的映像文件加載后,系統開機的過程就交給內核處理了。

內核載入

 內核接手系統開機的程序之後,會進行初始化,包括檢測硬件、設置硬件設備、時鐘設定、加載模塊等,這動作完成後會釋放出曾佔用的內存空間。

 接着啟動文件系統相關的設定,首先會掛接根目錄(“/”),再讀取分區表(/etc/fstab)並掛接所有的分區與啟動SWAP。最後系統啟動/sbin/init程序,並運行硬件與軟件相關的系統常駐程序。

 內核在開機的作用到此告一段落。

init程序

Init是系統的第一個進程,因此PID為0,也是所有進程的父進程,init啟動後會先執行etc/rc.d/rc.sysinit,並讀取配置文件/etc/inittab中的設定

 init的具體內容可參考:

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GM 首款自動駕駛電動車將透過租車平台展開服務

2016 年年初GM 宣佈向線上租車服務平臺Lyft 投資5 億美元,雙方將在自動駕駛汽車的應用上展開合作,近日GM 高管Pam Fletcher 透露,GM 的首款自動駕駛電動車將透過Lyft 的租車服務平臺推出,能夠為用戶提供更好的乘坐體驗。

目前各大傳統汽車廠商紛紛進入無人駕駛領域,GM 也不例外,據GM 自動駕駛技術部門首席工程師Pam Fletcher 透露,雖然GM 還沒有正式宣佈自動駕駛車的發表日期,但這一切會比外界預期的更早到來,GM 正在和線上租車服務Lyft 展開合作,開發一個租車分享平臺,這不是一個停留在概念階段的專案,GM 的團隊已經準備好把這一服務推廣到市場。

GM 的首款自動駕駛汽車將是電動車,目前電動車是GM 重點推進的產品,2016 年年底該公司將推出可遠程行駛的電動車BoltEV,這是一款為城市通勤設計的電動車,同時也考慮了租車服務的需求,Pam Fletcher 認為將自動駕駛技術應用在電動車上非常有意義,能夠給用戶帶來更好的乘坐體驗,電動車行駛時平穩、安靜,乘客可以在車中休息或者處理工作事務。

2016 年3 月GM 收購自動駕駛技術研發公司Cruise Automation,以提升該公司在這一領域的技術實力,2016 年5 月Cruise 帶來的自動駕駛技術已經在Bolt 電動車上進行測試。目前GM、Lyft 共同研發的租車分享系統與Bolt 電動車的自動駕駛技術測試分屬不同的專案,但未來有可能會結合。

據悉GM 和Lyft 有可能在2016 年年底將自動駕駛電動車帶來公路上測試,Bolt 電動車有可能成為主要的測試車款。Bolt 電動車的許多設計看起來都像是為自動駕駛而設計的,未來自動駕駛與線上租車服務結合也並不讓人感到意外。

(本文授權自《》──〈〉)

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蘋果電動車傳技術性問題,將延至2021年亮相

蘋果(Apple)電動車開發案「泰坦計畫」(Project Titan)又有新傳聞,不過卻是一項令人失望的消息,據悉因技術性問題,故蘋果電動車亮相時間恐延至2021年!

日本蘋果情報網站gori.me 22日報導,期待在2020年東京奧運駕駛蘋果電動車的夢想恐將破滅,據The Information網站21日指出,蘋果電動車亮相時間已被延後至2021年。

報導指出,之前曾傳出蘋果電動車最快將在2019年發表、或是將在2020年開始進行生產,不過據The Information指出,蘋果雖持續朝上述2020年的目標進行研發,但因技術性問題,故蘋果電動車亮相時間已延至2021年。蘋果電動車企劃始於2014年,據悉目前參與該企劃的蘋果員工達約1,000人。

gori.me指出,Google計畫於2020年發表自動駕駛車,因此5年後的IT業界主戰場或許不是智慧手機、也不是穿戴裝置,而是有可能在「車子」。

根據嘉實XQ全球贏家系統報價,蘋果21日下跌0.53%、收99.43美元,4個交易日來首度走跌。

9to5Mac、Electrek 4月19日獨家報導,蘋果已聘請特斯拉(Tesla)前任汽車工程副總裁暨英國豪華車商奧斯頓馬丁(Aston Martin)的前任首席工程師Chirs Porritt,而Porritt將負責研究「特殊方案」。大家都知道,所謂的特殊方案就是指蘋果的電動車開發案「泰坦計畫」。

AppleInsider 4月18日引述法蘭克福廣訊報(Frankfurter Allgemeine Zeitung)報導,蘋果已在柏林設立秘密開發實驗室,目前在當地擁有15-20名工程、軟體、硬體、行銷背景的德國汽車業頂尖人才。報導指出,蘋果進軍汽車業的第一款產品將是電動車、但初期不具備自駕功能。

不過,MarketWatch 5月26日報導,Edison Investment Research科技分析師Richard Windsor表示,蘋果先前也曾花大錢研發蘋果電視,最後卻從未發布,蘋果車的結局應該也一樣。華爾街日報報導,蘋果曾有意推出55~65吋的蘋果電視,但是因為產品缺乏特色,打消上市念頭,投入心血全數泡湯。

Windsor強調,蘋果車問題更大,蘋果發現打造汽車比想像更困難,車業門檻極高、管制多、蘋果又缺乏清楚的獲利計畫。儘管蘋果資本雄厚,口袋極深,就算如此,要打入車業也不容易。

(本文內容由授權提供)

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