在Linux中,select
函数是一种用于多路复用 I/O 操作的系统调用。它允许一个进程监视多个文件描述符,以确定其中是否有可读、可写或异常事件发生。select
函数的原理涉及到以下几个概念:
select
函数使用三个文件描述符集合,分别是读(readfds)、写(writefds)、异常(exceptfds)集合。在调用 select
之前,需要将要监视的文件描述符加入到相应的集合中。select
函数可以设置一个超时参数,表示最长等待时间。如果在指定时间内没有任何文件描述符就绪,select
将返回0。如果发生了可读、可写或异常事件,select
将返回就绪文件描述符的数量。select
函数返回时,会修改传入的文件描述符集合,将其中就绪的文件描述符放入相应的集合中。select
函数是一种阻塞调用,即程序在调用 select
时会一直等待,直到有文件描述符就绪或超时。对于非阻塞模式,可以通过设置超时参数为零实现。select
函数通过轮询所有监视的文件描述符,检查它们是否就绪。这种轮询方式在文件描述符数量较少时是比较高效的,但在文件描述符数量较大时会导致性能下降。First of all, poll(2)
is only level-triggered, but epoll(4)
can be used as either edge- or level-triggered interface.
Now complexity: poll
complexity regarding number of watched descriptors (fds) is O(n) as it scans all the fds every time when a ‘ready’ event occurs, epoll
is basically O(1) as it doesn’t do the linear scan over all the watched descriptors.
https://www.hackingnote.com/en/versus/select-vs-poll-vs-epoll/
Dalvik 是 Android 操作系统中已停产的进程虚拟机 (VM),它执行为 Android 编写的应用程序
在Android versions 4.4 “KitKat” and earlier被使用
已经被新版的Android VM替代,例如:HotSpot
The successor of Dalvik is Android Runtime (ART), which uses the same bytecode and .dex files (but not .odex files), with the succession aiming at performance improvements.
堆栈机是计算机处理器或虚拟机,其中主要交互是将短期临时值移入或移出下推堆栈。在硬件处理器的情况下,使用硬件堆栈。堆栈的使用显着减少了所需的处理器寄存器数量。
堆栈机的操作数和结果都放在栈中,一般指令中不涉及内存地址、寄存器等(即0地址指令)。
JNI是一个能让JAVA去调用FFI(Foreign Function Interface)外部函数接口的编程框架,这个框架使得运行在 Java 虚拟机 (JVM) 中的 Java 代码能够调用本机(naive)应用程序(特定于硬件和操作系统的程序)以及用其他语言(例如 C、C++ 和汇编)编写的库。
虚拟内存为每个进程提供了一个一致的、私有的地址空间,它让每个进程产生了一种自己在独享主存的错觉(每个进程拥有一片连续完整的内存空间)。这样会更加有效地管理内存并减少出错。
虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术,我们可以手动设置自己电脑的虚拟内存。不要单纯认为虚拟内存只是“使用硬盘空间来扩展内存“的技术。虚拟内存的重要意义是它定义了一个连续的虚拟地址空间,并且 把内存扩展到硬盘空间。
现代处理器使用的是一种称为 虚拟寻址(Virtual Addressing) 的寻址方式。使用虚拟寻址,CPU需要将虚拟地址翻译成物理地址,这样才能访问到真实的物理内存。 实际上完成虚拟地址转换为物理地址转换的硬件是 CPU 中含有一个被称为 **内存管理单元(Memory Management Unit, MMU)**的硬件。MMU 需要借助存放在内存中的页表来动态翻译虚拟地址,该页表由操作系统管理。
索引是一种用于快速定位和访问特定数据行的数据结构。它类似于书籍的目录,可以帮助数据库管理系统有效地查找和检索数据,从而提高查询性能。
聚簇索引和非聚簇索引是数据库中两种不同的索引结构,它们影响着数据的存储和检索方式。
在 MySQL 中,索引是通过不同的数据结构来实现的,其中最常见的是B树(B-tree)和哈希索引。具体选择哪种索引类型取决于数据的特性和查询需求。
在 MySQL 中,使用 LIKE
和 ORDER BY
进行查询时,如果满足一定的条件,数据库可能会选择使用索引来提高查询性能。以下是一些可能使得 LIKE
和 ORDER BY
能够走索引的情况:
索引列的前缀匹配: 如果你的 LIKE
查询是在索引列的左边进行前缀匹配,数据库可能会使用索引。例如:
SELECT * FROM table_name WHERE indexed_column LIKE 'prefix%';
这种情况下,如果 indexed_column
有索引,数据库可能会使用该索引。
使用通配符前缀匹配: 如果 LIKE
查询使用通配符 %
作为后缀,而不是前缀,数据库可能无法充分利用索引。例如:
SELECT * FROM table_name WHERE indexed_column LIKE '%suffix';
这样的查询可能会导致索引无法优化。
ORDER BY
使用索引列: 如果你在 ORDER BY
子句中使用了索引列,并且查询条件中也使用了 LIKE
,那么数据库可能会利用索引来进行排序。例如:
SELECT * FROM table_name WHERE indexed_column LIKE 'prefix%' ORDER BY indexed_column;
在这个例子中,如果 indexed_column
有索引,数据库可能会使用该索引来加速排序。
需要注意的是,每种情况都取决于具体的查询和数据库的优化器决策。在实际应用中,可以使用 EXPLAIN
语句来分析查询执行计划,以确定是否使用了索引。例如:
EXPLAIN SELECT * FROM table_name WHERE indexed_column LIKE 'prefix%' ORDER BY indexed_column;
这将显示查询的执行计划,你可以检查是否使用了索引。
当对 SQL 进行优化时,具体的优化方法取决于查询的结构、表的设计、索引的使用等多个因素。然而,以下是一些建议和通用的优化策略,可以根据具体情况调整:
使用合适的索引: 确保查询中的列上有适当的索引,尤其是用于连接和过滤的列。使用 EXPLAIN
语句来分析查询执行计划,查看是否使用了索引。
EXPLAIN SELECT * FROM your_table WHERE your_column = 'value';
避免全表扫描: 尽量避免在大表上执行没有索引的全表扫描。确保 WHERE 子句中的条件能够充分利用索引。
使用合适的数据类型: 使用更小的数据类型,可以减少磁盘存储和内存消耗。例如,选择合适的整数类型,避免使用过大的 VARCHAR。
谨慎使用 SELECT *
: 只选择查询中真正需要的列,而不是使用 SELECT *
。这可以减少数据传输和提高查询效率。
分页优化: 对于分页查询,使用 LIMIT
和 OFFSET
,避免在应用层进行分页,以减少数据传输。另外,考虑使用游标或基于键的分页。
合理使用连接: 对于连接查询,确保连接条件使用了索引,避免笛卡尔积。选择合适的连接类型,如 INNER JOIN、LEFT JOIN 等。
查询重构: 优化查询语句的结构,使用子查询、联合查询等来优化查询逻辑。有时候将一个复杂的查询拆分为多个简单的查询能够更好地利用索引。
定期分析表和索引: 随着数据的变化,表的结构和索引的使用情况可能需要调整。定期进行表和索引的分析,以确保它们仍然满足查询的需要。
缓存查询结果: 如果一些查询的结果不经常变化,可以考虑使用缓存,以减轻数据库的负担。
数据库参数调整: 根据数据库引擎和具体的需求,调整数据库的配置参数,如缓冲池大小、连接池大小等。
需要注意的是,优化是一个复杂的过程,需要结合具体的数据库、表结构、数据量等因素进行综合考虑。在进行优化时,最好根据实际情况采用一种逐步优化的策略,先分析执行计划,找到性能瓶颈,再有针对性地进行优化。
Redis 是一种基于内存的键值存储系统,支持多种数据类型。以下是 Redis 支持的主要数据类型:
字符串(String):
SET
、GET
、INCR
、DECR
等。哈希表(Hash):
HSET
、HGET
、HDEL
、HGETALL
等。列表(List):
LPUSH
、RPUSH
、LPOP
、RPOP
、LRANGE
等。集合(Set):
SADD
、SREM
、SMEMBERS
、SINTER
等。有序集合(Sorted Set):
ZADD
、ZREM
、ZRANGE
、ZSCORE
等。位图(Bitmap):
SETBIT
、GETBIT
、BITOP
等。HyperLogLog:
PFADD
、PFCOUNT
、PFMERGE
等。地理位置(Geospatial):
GEOADD
、GEODIST
、GEORADIUS
、GEOHASH
等。这些数据类型使得 Redis 成为一款非常灵活和强大的数据存储系统,开发者可以根据具体的应用场景选择合适的数据类型。每种数据类型都有对应的一系列命令和操作,通过这些命令可以实现对数据的存储、查询、修改等操作。
在 Redis 中,哈希表(Hash Map)是通过字典(Dictionary)来实现的。字典是一种用于存储键值对的数据结构,而哈希表是字典的底层实现之一。
以下是 Redis 哈希表的一些基本特点和实现细节:
总体而言,Redis 的哈希表实现是为了追求高效的查找、插入和删除操作,并在动态扩容时保持高性能。哈希表是 Redis 数据结构的核心之一,对于支持快速的键值查询和存储的场景提供了很好的性能。
进程(Process):
线程(Thread):
这些通信方式提供了不同的机制,开发者可以根据具体的需求选择适当的方式来实现进程间或线程间的通信。
装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许你通过将对象放入包含行为的特殊包装类中来为原始对象添加新的行为。装饰器模式提供了一种灵活的替代方式,相比继承,它更加动态且不影响其他对象。
在装饰器模式中,有一个抽象组件(Component),它是一个接口或抽象类,定义了一些基本操作。然后有一个具体组件(ConcreteComponent),它是实现抽象组件接口的具体类。接下来,有一个抽象装饰器(Decorator),它也是抽象组件的子类,但它持有一个对具体组件的引用。最后,有具体装饰器(ConcreteDecorator),它实现了抽象装饰器的方法,并可以在调用这些方法前后执行额外的操作。
通过这种方式,你可以在运行时动态地添加新的行为,而不需要修改已有的代码。这使得装饰器模式成为一种灵活且可扩展的设计模式,特别适用于需要在不同情境下组合对象功能的场景。
在许多编程语言中,装饰器模式被广泛应用,例如在 Python 中的函数装饰器,或在 Java 中的 I/O 流操作中。
数据库事务(简称:事务)是数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单元,由一个有限的数据库操作序列构成。——维基百科
简而言之:一系列数据库操作语句组成事务。
数据库事务的隔离级别有四种:
读未提交(Read Uncommitted):事务中的修改可以被其他事务读取,即一个事务可以读取到另一个未提交事务修改的数据。
简而言之:一个事务可以读到其他事务修改了但未提交的数据。
读已提交(Read Committed):事务只能读取已经提交的数据,不能读取未提交的数据。在该隔离级别下,事务只能读取到已经提交的数据,因此会避免脏读的情况。(脏读的概念可以参考本栏其他博客)
简而言之:数据的读取只能读取已经提交过的数据,和读未提交相比,读未提交可以读取修改了单位提交的数据。而读已提交则不行,因此避免了脏读的情况。
可重复读(Repeatable Read):在一个事务中多次读取同一个数据时,能够保证读取到的数据一致,即使其他事务修改了该数据。在隔离级别下,事务在读取数据时会锁定该数据,其他事务不能修改该数据,因此可以避免脏读和不可重复读的情况。
本人理解:应该用锁将写操作锁定,可以重复读取且数据保持一致。
串行化(Serializable,序列化):最高的隔离级别,它保证所有事务之间的执行顺序按照某个顺序执行,避免了所有并发问题。在该隔离级别下,事务之间互相等待,直到前一个事务执行完成后才能执行下一个事务,因此可以避免脏读、不可重复读和幻读的情况。
将事务串行化,一次只能按照特定顺序执行一个事务,因为只执行一个事务,会避免很多问题,但是肯定会降低执行效率。
数据库的 Buffer Pool 是一种缓存机制,用于管理数据库系统中的页(Page)。数据库系统通过 Buffer Pool 将磁盘上的页缓存在内存中,以提高对数据的访问速度。当需要访问某个页时,数据库首先检查该页是否已经在 Buffer Pool 中,如果是,则直接从内存中获取,否则需要从磁盘读取到 Buffer Pool 中。
以下是数据库 Buffer Pool 的一般实现方式:
页的管理: Buffer Pool 会维护一个固定大小的内存区域,被划分为若干个页框(Page Frame)。每个页框的大小通常与磁盘页的大小相同。这些页框用于存储从磁盘读取的页。
缓存替换算法: 当需要将一个新的页加载到 Buffer Pool 中而没有足够的空闲页框时,就需要选择一个旧的页进行替换。为了提高缓存的效率,需要使用一些缓存替换算法,例如 LRU(Least Recently Used,最近最少使用)、LFU(Least Frequently Used,最不经常使用)等。
读取和写入管理: 当需要访问某个页时,数据库首先在 Buffer Pool 中查找,如果找到就直接返回;如果没有找到,则从磁盘读取到一个空闲的页框中。在修改了页的内容后,可能需要将修改的页写回到磁盘,这种写回策略可以是同步或异步的,具体取决于数据库系统的设计。
页的固化和刷新: 数据库系统通常会将一些经常使用的页保留在 Buffer Pool 中,而不是立即写回磁盘。这些页被称为脏页(Dirty Page)。当需要释放页框时,系统可能会选择先将脏页写回磁盘,以确保数据的一致性。
页的锁定和并发控制: 在多用户环境中,多个事务可能同时访问相同的数据页。因此,需要实施适当的并发控制机制,例如页级锁定,以确保数据的一致性和隔离性。
具体实现细节可能因数据库管理系统而异,但上述原理是通用的。不同的数据库系统可能有不同的优化和改进,以适应不同的应用场景和性能需求。
以下是八个常见的排序算法的介绍,以及它们的平均时间复杂度:
冒泡排序(Bubble Sort):
选择排序(Selection Sort):
插入排序(Insertion Sort):
快速排序(Quick Sort):
归并排序(Merge Sort):
堆排序(Heap Sort):
希尔排序(Shell Sort):
计数排序(Counting Sort):
每种排序算法都有其适用的场景和性能特点,选择排序算法应该根据具体的需求和数据特征来进行。
死锁检测是数据库管理系统用来识别并解决事务之间发生死锁的一种机制。死锁是指两个或多个事务因为彼此持有对方需要的资源而无法继续执行的状态。
数据库系统通常使用以下方法进行死锁检测:
死锁检测通常是一个开销较大的操作,因此不是所有的数据库系统都启用死锁检测机制。一些数据库系统更倾向于使用死锁预防(如加锁顺序规定)、死锁避免(如银行家算法)等策略来减少死锁的发生。选择何种死锁处理策略通常取决于数据库系统的设计和使用场景的要求。
ThreadLocal
是一个 Java 中的类,用于在多线程环境下存储线程局部变量。线程局部变量是指对于同一个变量,每个线程都有其自己独立的副本,彼此之间互不影响。ThreadLocal
提供了一种简单的方式来管理线程的局部变量,使得每个线程都可以独立地操作自己的变量副本,而不会干扰其他线程的副本。
在 Java 中,每个线程都有自己的线程栈,线程栈中的局部变量是线程私有的。ThreadLocal
则提供了一个在多线程环境中访问共享变量的机制,而不需要额外的同步措施。
使用 ThreadLocal
的主要步骤包括:
ThreadLocal
对象。ThreadLocal
对象的 set
方法设置当前线程的局部变量值。ThreadLocal
对象的 get
方法获取当前线程的局部变量值。ThreadLocal
对象的 remove
方法清除当前线程的局部变量值。ThreadLocal
的实现原理涉及到 Java 中线程的存储结构和 ThreadLocal
类本身。下面是 ThreadLocal
的基本实现原理:
ThreadLocal
类包含一个静态内部类 ThreadLocalMap
,该类用于存储线程局部变量。每个 ThreadLocal
对象都有一个对应的 ThreadLocalMap
实例。ThreadLocalMap
是 ThreadLocal
类的静态内部类,用于存储线程局部变量。这个类实际上是一个自定义的哈希表,其中的键是 ThreadLocal
对象,值是对应线程的局部变量。ThreadLocalMap
中,ThreadLocal
对象实际上是作为键存储的。这样,每个 ThreadLocal
对象都可以对应一个线程的局部变量。ThreadLocalMap
的实例,用于存储该线程的所有 ThreadLocal
变量。线程在访问 ThreadLocal
变量时,实际上是通过 ThreadLocalMap
来获取和设置值。ThreadLocal
对象可能被多个线程同时使用,因此可能存在哈希冲突的情况。ThreadLocalMap
使用开放地址法来解决哈希冲突,确保每个 ThreadLocal
对象都能正确映射到对应线程的局部变量。ThreadLocal
存储在线程的局部变量中,如果没有及时清理,可能会导致内存泄漏。为了防范这种情况,ThreadLocal
使用了弱引用(WeakReference)来引用 ThreadLocalMap
中的键,这样在发生垃圾回收时,可以正确释放不再被引用的 ThreadLocal
对象。一致性哈希(Consistent Hashing)是一种分布式哈希算法,用于解决在动态环境下,节点的加入或离开导致的数据重分布问题。这种算法在构建分布式系统中的负载均衡和数据存储方面非常有用。
基本思想是将整个哈希空间划分为一些虚拟的槽位,每个节点或服务器被映射到这个哈希环上的一个或多个槽位。当有新节点加入或离开系统时,只需要对受影响的槽位进行重新映射,而不是对整个数据集进行重新分配。
具体步骤如下:
优点:
一致性哈希在构建分布式缓存系统、分布式数据库和负载均衡器等方面得到了广泛应用。
在Go语言中,当一个goroutine
发生panic
时,会导致整个程序崩溃,但是Go提供了一种机制来捕获并处理panic
,以便程序在遇到错误时能够执行一些清理工作。
goroutine
发生了panic
,它会导致整个程序崩溃,并输出panic
信息,包括panic
发生的位置、调用堆栈等。这有助于开发人员及时发现问题并进行调试。recover
函数,它用于在defer
语句中捕获panic
。recover
可以阻止panic
继续传播,使程序可以继续执行。通常,recover
被用于在defer
语句中捕获panic
,并在发生panic
时执行一些清理工作。func example() {
defer func() {
if r := recover(); r != nil {
fmt.Println("Recovered from panic:", r)
// 可以在这里执行一些清理工作
}
}()
// 一些可能导致panic的代码
// ...
}