[ch02-01] 線性反向傳播

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2.1 線性反向傳播

2.1.1 正向計算的實例

假設我們有一個函數:

\[z = x \cdot y \tag{1}\]

其中:

\[x = 2w + 3b \tag{2}\]

\[y = 2b + 1 \tag{3}\]

計算圖如圖2-4。

圖2-4 簡單線性計算的計算圖

注意這裏x, y, z不是變量,只是計算結果。w, b是才變量。因為在後面要學習的神經網絡中,我們要最終求解的是w和b的值,在這裏先預熱一下。

當w = 3, b = 4時,會得到圖2-5的結果。

圖2-5 計算結果

最終的z值,受到了前面很多因素的影響:變量w,變量b,計算式x,計算式y。常數是個定值,不考慮。

2.1.2 反向傳播求解w

求w的偏導

目前的z=162,如果我們想讓z變小一些,比如目標是z=150,w應該如何變化呢?為了簡化問題,我們先只考慮改變w的值,而令b值固定為4。

如果想解決這個問題,我們可以在輸入端一點一點的試,把w變成4試試,再變成3.5試試……直到滿意為止。現在我們將要學習一個更好的解決辦法:反向傳播。

我們從z開始一層一層向回看,圖中各節點關於變量w的偏導計算結果如下:

\[因為z = x \cdot y,其中x = 2w + 3b,y = 2b + 1\]

所以:

\[\frac{\partial{z}}{\partial{w}}=\frac{\partial{z}}{\partial{x}} \cdot \frac{\partial{x}}{\partial{w}}=y \cdot 2=18 \tag{4}\]

其中:

\[\frac{\partial{z}}{\partial{x}}=\frac{\partial{}}{\partial{x}}(x \cdot y)=y=9\]

\[\frac{\partial{x}}{\partial{w}}=\frac{\partial{}}{\partial{w}}(2w+3b)=2\]

圖2-6 對w的偏導求解過程

圖2-6其實就是鏈式法則的具體表現,z的誤差通過中間的x傳遞到w。如果不是用鏈式法則,而是直接用z的表達式計算對w的偏導數,會是什麼樣呢?我們來試驗一下。

根據公式1、2、3,我們有:

\[z=x \cdot y=(2w+3b)(2b+1)=4wb+2w+6b^2+3b \tag{5}\]

對上式求w的偏導:

\[ {\partial z \over \partial w}=4b+2=4 \cdot 4 + 2=18 \tag{6} \]

公式4和公式6的結果完全一致!所以,請大家相信鏈式法則的科學性。

求w的具體變化值

公式4和公式6的含義是:當w變化一點點時,z會發生w的變化值的18倍的變化。記住我們的目標是讓z=150,目前在初始狀態時是162,所以,問題轉化為:當我們需要z從162變到150時,w需要變化多少?

既然:

\[ \Delta z = 18 \cdot \Delta w \]

則:

\[ \Delta w = {\Delta z \over 18}={162-150 \over 18}= 0.6667 \]

所以:

\[w = w – 0.6667=2.3333\]
\[x=2w+3b=16.6667\]
\[z=x \cdot y=16.6667 \times 9=150.0003\]

我們一下子就成功地讓z值變成了150.0003,與150的目標非常地接近,這就是偏導數的威力所在。

【課堂練習】推導z對b的偏導數,結果在下一小節中使用

2.1.3 反向傳播求解b

求b的偏導

這次我們令w的值固定為3,變化b的值,目標還是讓z=150。同上一小節一樣,先求b的偏導數。

注意,在上一小節中,求w的導數只經過了一條路:從z到x到w。但是求b的導數時要經過兩條路,如圖2-7所示:

  1. 從z到x到b
  2. 從z到y到b

圖2-7 對b的偏導求解過程

從複合導數公式來看,這兩者應該是相加的關係,所以有:

\[\frac{\partial{z}}{\partial{b}}=\frac{\partial{z}}{\partial{x}} \cdot \frac{\partial{x}}{\partial{b}}+\frac{\partial{z}}{\partial{y}}\cdot\frac{\partial{y}}{\partial{b}}=y \cdot 3+x \cdot 2=63 \tag{7}\]

其中:

\[\frac{\partial{z}}{\partial{x}}=\frac{\partial{}}{\partial{x}}(x \cdot y)=y=9\]
\[\frac{\partial{z}}{\partial{y}}=\frac{\partial{}}{\partial{y}}(x \cdot y)=x=18\]
\[\frac{\partial{x}}{\partial{b}}=\frac{\partial{}}{\partial{b}}(2w+3b)=3\]
\[\frac{\partial{y}}{\partial{b}}=\frac{\partial{}}{\partial{b}}(2b+1)=2\]

我們不妨再驗證一下鏈式求導的正確性。把公式5再拿過來:

\[z=x \cdot y=(2w+3b)(2b+1)=4wb+2w+6b^2+3b \tag{5}\]

對上式求b的偏導:

\[ {\partial z \over \partial b}=4w+12b+3=12+48+3=63 \tag{8} \]

結果和公式7的鏈式法則一樣。

求b的具體變化值

公式7和公式8的含義是:當b變化一點點時,z會發生b的變化值的63倍的變化。記住我們的目標是讓z=150,目前在初始狀態時是162,所以,問題轉化為:當我們需要z從162變到150時,b需要變化多少?

既然:

\[\Delta z = 63 \cdot \Delta b\]

則:

\[ \Delta b = {\Delta z \over 63}={162-150 \over 63}=​0.1905 \]

所以:
\[ b=b-0.1905=3.8095 \]
\[x=2w+3b=17.4285\]
\[y=2b+1=8.619\]
\[z=x \cdot y=17.4285 \times 8.619=150.2162\]

這個結果也是與150很接近了,但是精度還不夠。再迭代幾次,應該可以近似等於150了,直到誤差不大於1e-4時,我們就可以結束迭代了,對於計算機來說,這些運算的執行速度很快。

【課題練習】請自己嘗試手動繼續迭代兩次,看看誤差的精度可以達到多少?

這個問題用數學公式倒推求解一個二次方程,就能直接得到準確的b值嗎?是的!但是我們是要說明機器學習的方法,機器並不會解二次方程,而且很多時候不是用二次方程就能解決實際問題的。而上例所示,是用機器所擅長的迭代計算的方法來不斷逼近真實解,這就是機器學習的真諦!而且這種方法是普遍適用的。

2.1.4 同時求解w和b的變化值

這次我們要同時改變w和b,到達最終結果為z=150的目的。

已知\(\Delta z=12\),我們不妨把這個誤差的一半算在w賬上,另外一半算在b的賬上:

\[\Delta b=\frac{\Delta z / 2}{63} = \frac{12/2}{63}=0.095\]

\[\Delta w=\frac{\Delta z / 2}{18} = \frac{12/2}{18}=0.333\]

  • \(w = w-\Delta w=3-0.333=2.667\)
  • \(b = b – \Delta b=4-0.095=3.905\)
  • \(x=2w+3b=2 \times 2.667+3 \times 3.905=17.049\)
  • \(y=2b+1=2 \times 3.905+1=8.81\)
  • \(z=x \times y=17.049 \times 8.81=150.2\)

【課堂練習】用Python代碼實現以上雙變量的反向傳播計算過程

容易出現的問題:

  1. 在檢查Δz時的值時,注意要用絕對值,因為有可能是個負數
  2. 在計算Δb和Δw時,第一次時,它們對z的貢獻值分別是1/63和1/18,但是第二次時,由於b和w值的變化,對於z的貢獻值也會有微小變化,所以要重新計算。具體解釋如下:

\[ \frac{\partial{z}}{\partial{b}}=\frac{\partial{z}}{\partial{x}} \cdot \frac{\partial{x}}{\partial{b}}+\frac{\partial{z}}{\partial{y}}\cdot\frac{\partial{y}}{\partial{b}}=y \cdot 3+x \cdot 2=3y+2x \]
\[ \frac{\partial{z}}{\partial{w}}=\frac{\partial{z}}{\partial{x}} \cdot \frac{\partial{x}}{\partial{w}}+\frac{\partial{z}}{\partial{y}}\cdot\frac{\partial{y}}{\partial{w}}=y \cdot 2+x \cdot 0 = 2y \]
所以,在每次迭代中,要重新計算下面兩個值:
\[ \Delta b=\frac{\Delta z}{3y+2x} \]
\[ \Delta w=\frac{\Delta z}{2y} \]

以下是程序的運行結果。

沒有在迭代中重新計算Δb的貢獻值:

single variable: b -----
w=3.000000,b=4.000000,z=162.000000,delta_z=12.000000
delta_b=0.190476
w=3.000000,b=3.809524,z=150.217687,delta_z=0.217687
delta_b=0.003455
w=3.000000,b=3.806068,z=150.007970,delta_z=0.007970
delta_b=0.000127
w=3.000000,b=3.805942,z=150.000294,delta_z=0.000294
delta_b=0.000005
w=3.000000,b=3.805937,z=150.000011,delta_z=0.000011
delta_b=0.000000
w=3.000000,b=3.805937,z=150.000000,delta_z=0.000000
done!
final b=3.805937

在每次迭代中都重新計算Δb的貢獻值:

single variable new: b -----
w=3.000000,b=4.000000,z=162.000000,delta_z=12.000000
factor_b=63.000000, delta_b=0.190476
w=3.000000,b=3.809524,z=150.217687,delta_z=0.217687
factor_b=60.714286, delta_b=0.003585
w=3.000000,b=3.805938,z=150.000077,delta_z=0.000077
factor_b=60.671261, delta_b=0.000001
w=3.000000,b=3.805937,z=150.000000,delta_z=0.000000
done!
final b=3.805937

從以上兩個結果對比中,可以看到三點:

  1. factor_b第一次是63,以後每次都會略微降低一些
  2. 第二個函數迭代了3次就結束了,而第一個函數迭代了5次,效率不一樣
  3. 最後得到的結果是一樣的,因為這個問題只有一個解

對於雙變量的迭代,有同樣的問題:

沒有在迭代中重新計算Δb,Δw的貢獻值(factor_b和factor_w每次都保持63和18):

double variable: w, b -----
w=3.000000,b=4.000000,z=162.000000,delta_z=12.000000
delta_b=0.095238, delta_w=0.333333
w=2.666667,b=3.904762,z=150.181406,delta_z=0.181406
delta_b=0.001440, delta_w=0.005039
w=2.661628,b=3.903322,z=150.005526,delta_z=0.005526
delta_b=0.000044, delta_w=0.000154
w=2.661474,b=3.903278,z=150.000170,delta_z=0.000170
delta_b=0.000001, delta_w=0.000005
w=2.661469,b=3.903277,z=150.000005,delta_z=0.000005
done!
final b=3.903277
final w=2.661469

在每次迭代中都重新計算Δb,Δw的貢獻值(factor_b和factor_w每次都變化):

double variable new: w, b -----
w=3.000000,b=4.000000,z=162.000000,delta_z=12.000000
factor_b=63.000000, factor_w=18.000000, delta_b=0.095238, delta_w=0.333333
w=2.666667,b=3.904762,z=150.181406,delta_z=0.181406
factor_b=60.523810, factor_w=17.619048, delta_b=0.001499, delta_w=0.005148
w=2.661519,b=3.903263,z=150.000044,delta_z=0.000044
factor_b=60.485234, factor_w=17.613053, delta_b=0.000000, delta_w=0.000001
w=2.661517,b=3.903263,z=150.000000,delta_z=0.000000
done!
final b=3.903263
final w=2.661517

這個與第一個單變量迭代不同的地方是:這個問題可以有多個解,所以兩種方式都可以得到各自的正確解,但是第二種方式效率高,而且滿足梯度下降的概念。

參考資料

代碼位置

ch02, Level1

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.NET core3.0 使用Jwt保護api

摘要:

本文演示如何向有效用戶提供jwt,以及如何在webapi中使用該token通過JwtBearerMiddleware中間件對用戶進行身份認證。

認證和授權區別?

首先我們要弄清楚認證(Authentication)和授權(Authorization)的區別,以免混淆了。認證是確認的過程中你是誰,而授權圍繞是你被允許做什麼,即權限。顯然,在確認允許用戶做什麼之前,你需要知道他們是誰,因此,在需要授權時,還必須以某種方式對用戶進行身份驗證。 

什麼是JWT?

根據維基百科的定義,JSON WEB Token(JWT),是一種基於JSON的、用於在網絡上聲明某種主張的令牌(token)。JWT通常由三部分組成:頭信息(header),消息體(payload)和簽名(signature)。

頭信息指定了該JWT使用的簽名算法:

header = '{"alg":"HS256","typ":"JWT"}'

HS256表示使用了HMAC-SHA256來生成簽名。

消息體包含了JWT的意圖:

payload = '{"loggedInAs":"admin","iat":1422779638}'//iat表示令牌生成的時間

未簽名的令牌由base64url編碼的頭信息和消息體拼接而成(使用”.”分隔),簽名則通過私有的key計算而成:

key = 'secretkey'  
unsignedToken = encodeBase64(header) + '.' + encodeBase64(payload)  
signature = HMAC-SHA256(key, unsignedToken)

最後在未簽名的令牌尾部拼接上base64url編碼的簽名(同樣使用”.”分隔)就是JWT了:

token = encodeBase64(header) + '.' + encodeBase64(payload) + '.' + encodeBase64(signature)

# token看起來像這樣: eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJsb2dnZWRJbkFzIjoiYWRtaW4iLCJpYXQiOjE0MjI3Nzk2Mzh9.gzSraSYS8EXBxLN_oWnFSRgCzcmJmMjLiuyu5CSpyHI

JWT常常被用作保護服務端的資源(resource),客戶端通常將JWT通過HTTP的Authorization header發送給服務端,服務端使用自己保存的key計算、驗證簽名以判斷該JWT是否可信:

Authorization: Bearer eyJhbGci*...<snip>...*yu5CSpyHI

準備工作

使用vs2019創建webapi項目,並且安裝nuget包

Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer

Startup類
  • ConfigureServices 添加認證服務

services.AddAuthentication(options =>
            {
                options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
                options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
                options.DefaultScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
            }).AddJwtBearer(options =>
            {
                options.SaveToken = true;
                options.RequireHttpsMetadata = false;
                options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters()
                {
                    ValidateIssuer = true,
                    ValidateAudience = true,
                    ValidAudience = "https://www.cnblogs.com/chengtian",
                    ValidIssuer = "https://www.cnblogs.com/chengtian",
                    IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes("SecureKeySecureKeySecureKeySecureKeySecureKeySecureKey"))
                };
            });
  • Configure 配置認證中間件

 app.UseAuthentication();//認證中間件

創建一個token

  • 添加一個登錄model命名為LoginInput

public class LoginInput
    {

        public string Username { get; set; }

        public string Password { get; set; }
    }
  • 添加一個認證控制器命名為AuthenticateController

[Route("api/[controller]")]
    public class AuthenticateController : Controller
    {
        [HttpPost]
        [Route("login")]
        public IActionResult Login([FromBody]LoginInput input)
        {
            //從數據庫驗證用戶名,密碼 
            //驗證通過 否則 返回Unauthorized

            //創建claim
            var authClaims = new[] {
                new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Sub,input.Username),
                new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Jti,Guid.NewGuid().ToString())
            };
            IdentityModelEventSource.ShowPII = true;
            //簽名秘鑰 可以放到json文件中
            var authSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes("SecureKeySecureKeySecureKeySecureKeySecureKeySecureKey"));

            var token = new JwtSecurityToken(
                   issuer: "https://www.cnblogs.com/chengtian",
                   audience: "https://www.cnblogs.com/chengtian",
                   expires: DateTime.Now.AddHours(2),
                   claims: authClaims,
                   signingCredentials: new SigningCredentials(authSigningKey, SecurityAlgorithms.HmacSha256)
                   );

            //返回token和過期時間
            return Ok(new
            {
                token = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token),
                expiration = token.ValidTo
            });
        }
    }
添加api資源

利用默認的控制器WeatherForecastController

    • 添加個Authorize標籤

    • 路由調整為:[Route(“api/[controller]”)] 代碼如下

 [Authorize]
    [ApiController]
    [Route("api/[controller]")]
    public class WeatherForecastController : ControllerBase

到此所有的代碼都已經准好了,下面進行運行測試

運行項目

使用postman進行模擬

  • 輸入url:https://localhost:44364/api/weatherforecast

     

     發現返回時401未認證,下面獲取token

  • 通過用戶和密碼獲取token

    如果我們的憑證正確,將會返回一個token和過期日期,然後利用該令牌進行訪問

  • 利用token進行請求

    ok,最後發現請求狀態200!

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徹底搞懂CSS偽類選擇器:is、not

本文介紹一下Css偽類:is和:not,並解釋一下is、not、matches、any之前的關係

:not

The :not() CSS pseudo-class represents elements that do not match a list of selectors. Since it prevents specific items from being selected, it is known as the negation pseudo-class.

以上是MDN對not的解釋

單從名字上我們應該能對它有大概的認知,非選擇,排除括號內的其它元素

最簡單的例子,用CSS將div內,在不改變html的前提下,除了P標籤,其它的字體顏色變成藍色,

<div>
    <span>我是藍色</span>
    <p>我是黑色</p>
    <h1>我是藍色</h2>
    <h2>我是藍色</h2>
    <h3>我是藍色</h3>
    <h4>我是藍色</h4>
    <h5>我是藍色</h5>
</div>

之前的做法

div span,div h2,div h3, div h4,{
  color: blue;
}

not寫法

div:not(p){
  color: blue;
}

從上面的例子可以明顯體會到not偽類選擇器的作用

下面升級一下,問:將div內除了span和p,其它字體顏色變藍色

div:not(p):not(span){
  color: blue;
}

還有更為簡潔的方法,如下,但是目前兼容不太好,不建議使用

div:not(p,span){
  color: blue;
}

兼容

除IE8,目前所有主流瀏覽器都支持,可以放心使用

:is

The :is() CSS pseudo-class function takes a selector list as its argument, and selects any element that can be selected by one of the selectors in that list. This is useful for writing large selectors in a more compact form.

以上是MDN的解釋

在說is前,需要先了解一下matches

matches跟is是什麼關係?

matches是is的前世,但是本質上確實一個東西,用法完全一樣

matches這個單詞意思跟它的作用非常匹配,但是它跟not作用恰好相反,作為not的對立面,matches這個次看起來確實格格不入,而且單詞不夠簡潔,所以它被改名了,這裏還有一個issue

好了,現在知道matches和is其實是一個東西,那麼is的用法是怎樣的呢?

舉例:將header和main下的p標籤,在鼠標hover時文字變藍色

<header>
  <ul>
    <li><p>鼠標放上去變藍色</p></li>
    <li><p>鼠標放上去變藍色</p></li>
  </ul>
  <p>正常字體</p>
</header>

<main>
  <ul>
    <li><p>鼠標放上去變藍色</p></li>
    <li><p>鼠標放上去變藍色</p></li>
    <p>正常字體</p>
  </ul>
</main>

<footer>
  <ul>
    <li><p>正常字體</p></li>
    <li><p>正常字體</p></li>
  </ul>
</footer>

之前的做法

header ul p:hover,main ul p:hover{
  color: blue;
}

is寫法

:is(header, main) ul p:hover{
  color: blue;
}

從上面的例子大概能看出is的左右,但是並沒有完全體現出is的強大之處,但是當選擇的內容變多之後,特別是那種層級較多的,會發現is的寫法有多簡潔,拿MDN的一個例子看下

之前的寫法

/* Level 0 */
h1 {
  font-size: 30px;
}
/* Level 1 */
section h1, article h1, aside h1, nav h1 {
  font-size: 25px;
}
/* Level 2 */
section section h1, section article h1, section aside h1, section nav h1,
article section h1, article article h1, article aside h1, article nav h1,
aside section h1, aside article h1, aside aside h1, aside nav h1,
nav section h1, nav article h1, nav aside h1, nav nav h1 {
  font-size: 20px;
}

is寫法

/* Level 0 */
h1 {
  font-size: 30px;
}
/* Level 1 */
:is(section, article, aside, nav) h1 {
  font-size: 25px;
}
/* Level 2 */
:is(section, article, aside, nav)
:is(section, article, aside, nav) h1 {
  font-size: 20px;
}

可以看出,隨着嵌套層級的增加,is的優勢越來越明顯

說完了is,那就必須認識一下any,前面說到is是matches的替代者,

any跟is又是什麼關係呢?

是的,is也是any的替代品,它解決了any的一些弊端,比如瀏覽器前綴、選擇性能等

any作用跟is完全一樣,唯一不同的是它需要加瀏覽器前綴,用法如下

:-moz-any(.b, .c) {

}
:-webkit-any(.b, .c) {
    
}

結論

通過上面的介紹大概講述了css偽類is,not,matches,any它們三者的關係

is+not組合是大勢所趨

最後附上我的個人網站 ,轉載請著名出處

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.NET高級特性-Emit(2)類的定義,.NET高級特性-Emit(1)

  在上一篇博文發了一天左右的時間,就收到了博客園許多讀者的評論和推薦,非常感謝,我也會及時回復讀者的評論。之後我也將繼續撰寫博文,梳理相關.NET的知識,希望.NET的圈子能越來越大,開發者能了解/深入.NET的本質,將工作做的簡單又高效,拒絕重複勞動,拒絕CRUD。

  ok,咱們開始繼續Emit的探索。在這之前,我先放一下我往期關於Emit的文章,方便讀者閱讀。

  《》

一、基礎知識

  既然C#作為一門面向對象的語言,所以首當其沖的我們需要讓Emit為我們動態構建類。

  廢話不多說,首先,我們先來回顧一下C#類的內部由什麼東西組成:

  (1) 字段-C#類中保存數據的地方,由訪問修飾符、類型和名稱組成;

  (2) 屬性-C#類中特有的東西,由訪問修飾符、類型、名稱和get/set訪問器組成,屬性的是用來控制類中字段數據的訪問,以實現類的封裝性;在Java當中寫作getXXX()和setXXX(val),C#當中將其變成了屬性這種語法糖;

  (3) 方法-C#類中對邏輯進行操作的基本單元,由訪問修飾符、方法名、泛型參數、入參、出參構成;

  (4) 構造器-C#類中一種特殊的方法,該方法是專門用來創建對象的方法,由訪問修飾符、與類名相同的方法名、入參構成。

  接着,我們再觀察C#類本身又具備哪些東西:

  (1) 訪問修飾符-實現對C#類的訪問控制

  (2) 繼承-C#類可以繼承一個父類,並需要實現父類當中所有抽象的方法以及選擇實現父類的虛方法,還有就是子類需要調用父類的構造器以實現對象的創建

  (3) 實現-C#類可以實現多個接口,並實現接口中的所有方法

  (4) 泛型-C#類可以包含泛型參數,此外,類還可以對泛型實現約束

  以上就是C#類所具備的一些元素,以下為樣例:

public abstract class Bar
{
    public abstract void PrintName();
}
public interface IFoo<T> { public T Name { get; set; } } //繼承Bar基類,實現IFoo接口,泛型參數T
public class Foo<T> : Bar, IFoo<T>
  //泛型約束
  where T : struct {
//構造器 public Foo(T name):base() { _name = name; } //字段 private T _name; //屬性 public T Name { get => _name; set => _name = value; } //方法 public override void PrintName() {
    Console.WriteLine(_name.ToString()); }
}

  在探索完了C#類及其定義后,我們要來了解C#的項目結構組成。我們知道C#的一個csproj項目最終會對應生成一個dll文件或者exe文件,這一個文件我們稱之為程序集Assembly;而在一個程序集中,我們內部包含和定義了許多命名空間,這些命令空間在C#當中被稱為模塊Module,而模塊正是由一個一個的C#類Type組成。

 

 

 

   所以,當我們需要定義C#類時,就必須首先定義Assembly以及Module,如此才能進行下一步工作。

二、IL概覽

   由於Emit實質是通過IL來生成C#代碼,故我們可以反向生成,先將寫好的目標代碼寫成cs文件,通過編譯器生成dll,再通過ildasm查看IL代碼,即可依葫蘆畫瓢的編寫出Emit代碼。所以我們來查看以下上節Foo所生成的IL代碼。

  

 

 

   從上圖我們可以很清晰的看到.NET的層級結構,位於樹頂層淺藍色圓點表示一個程序集Assembly,第二層藍色表示模塊Module,在模塊下的均為我們所定義的類,類中包含類的泛型參數、繼承類信息、實現接口信息,類的內部包含構造器、方法、字段、屬性以及它的get/set方法,由此,我們可以開始編寫Emit代碼了

三、Emit編寫

  有了以上的對C#類的解讀和IL的解讀,我們知道了C#類本身所需要哪些元素,我們就開始根據這些元素來開始編寫Emit代碼了。這裏的代碼量會比較大,請讀者慢慢閱讀,也可以參照以上我寫的類生成il代碼進行比對。

  在Emit當中所有創建類型的幫助類均以Builder結尾,從下錶中我們可以看的非常清楚

元素中文 元素名稱 對應Emit構建器名稱
程序集  Assembly AssemblyBuilder
模塊  Module ModuleBuilder
 Type TypeBuilder
構造器  Constructor ConstructorBuilder
屬性  Property PropertyBuilder
字段  Field FieldBuilder
方法  Method MethodBuilder

  由於創建類需要從Assembly開始創建,所以我們的入口是AssemblyBuilder

  (1) 首先,我們先引入命名空間,我們以上節Foo類為樣例進行編寫

using System.Reflection.Emit;

  (2) 獲取基類和接口的類型

var barType = typeof(Bar);
var interfaceType = typeof(IFoo<>);

  (3) 定義Foo類型,我們可以看到在定義類之前我們需要創建Assembly和Module

//定義類
var assemblyBuilder = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(new AssemblyName("Edwin.Blog.Emit"), AssemblyBuilderAccess.Run);
var moduleBuilder = assemblyBuilder.DefineDynamicModule("Edwin.Blog.Emit");
var typeBuilder = moduleBuilder.DefineType("Foo", TypeAttributes.Public | TypeAttributes.Class | TypeAttributes.AutoClass | TypeAttributes.AnsiClass | TypeAttributes.BeforeFieldInit);

  (4) 定義泛型參數T,並添加約束

//定義泛型參數
var genericTypeBuilder = typeBuilder.DefineGenericParameters("T")[0];
//設置泛型約束
genericTypeBuilder.SetGenericParameterAttributes(GenericParameterAttributes.NotNullableValueTypeConstraint);

  (5) 繼承和實現接口,注意當實現類的泛型參數需傳遞給接口時,需要將泛型接口添加泛型參數后再調用AddInterfaceImplementation方法

//繼承基類
typeBuilder.SetParent(barType);
//實現接口
typeBuilder.AddInterfaceImplementation(interfaceType.MakeGenericType(genericTypeBuilder));

  (6) 定義字段,因為字段在構造器值需要使用,故先創建

//定義字段
var fieldBuilder = typeBuilder.DefineField("_name", genericTypeBuilder, FieldAttributes.Private);

  (7) 定義構造器,並編寫內部邏輯

//定義構造器
var ctorBuilder = typeBuilder.DefineConstructor(MethodAttributes.Public | MethodAttributes.HideBySig | MethodAttributes.SpecialName | MethodAttributes.RTSpecialName, CallingConventions.Standard, new Type[] { genericTypeBuilder });
var ctorIL = ctorBuilder.GetILGenerator();
//Ldarg_0在實例方法中表示this,在靜態方法中表示第一個參數
ctorIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
ctorIL.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
//為field賦值
ctorIL.Emit(OpCodes.Stfld, fieldBuilder);
ctorIL.Emit(OpCodes.Ret);

  (8) 定義Name屬性

//定義屬性
var propertyBuilder = typeBuilder.DefineProperty("Name", PropertyAttributes.None, genericTypeBuilder, Type.EmptyTypes);

  (9) 編寫Name屬性的get/set訪問器

//定義get方法
var getMethodBuilder = typeBuilder.DefineMethod("get_Name", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.HideBySig | MethodAttributes.NewSlot | MethodAttributes.SpecialName | MethodAttributes.Virtual, CallingConventions.Standard, genericTypeBuilder, Type.EmptyTypes);
var getIL = getMethodBuilder.GetILGenerator();
getIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
getIL.Emit(OpCodes.Ldfld, fieldBuilder);
getIL.Emit(OpCodes.Ret);
typeBuilder.DefineMethodOverride(getMethodBuilder, interfaceType.GetProperty("Name").GetGetMethod()); //實現對接口方法的重載
propertyBuilder.SetGetMethod(getMethodBuilder); //設置為屬性的get方法
//定義set方法
var setMethodBuilder = typeBuilder.DefineMethod("set_Name", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.HideBySig | MethodAttributes.NewSlot | MethodAttributes.SpecialName | MethodAttributes.Virtual, CallingConventions.Standard, null, new Type[] { genericTypeBuilder });
var setIL = setMethodBuilder.GetILGenerator();
setIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
setIL.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
setIL.Emit(OpCodes.Stfld, fieldBuilder);
setIL.Emit(OpCodes.Ret);
typeBuilder.DefineMethodOverride(setMethodBuilder, interfaceType.GetProperty("Name").GetSetMethod()); //實現對接口方法的重載
propertyBuilder.SetSetMethod(setMethodBuilder); //設置為屬性的set方法

   (10) 定義並實現PrintName方法

//定義方法
var printMethodBuilder = typeBuilder.DefineMethod("PrintName", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.HideBySig | MethodAttributes.Virtual, CallingConventions.Standard, null, Type.EmptyTypes);
var printIL = printMethodBuilder.GetILGenerator();
printIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
printIL.Emit(OpCodes.Ldflda, fieldBuilder);
printIL.Emit(OpCodes.Constrained, genericTypeBuilder);
printIL.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(object).GetMethod("ToString", Type.EmptyTypes));
printIL.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));
printIL.Emit(OpCodes.Ret);
//實現對基類方法的重載
typeBuilder.DefineMethodOverride(printMethodBuilder, barType.GetMethod("PrintName", Type.EmptyTypes));

  (11) 創建類

var type = typeBuilder.CreateType(); //netstandard中請使用CreateTypeInfo().AsType()

  (12) 調用

var obj = Activator.CreateInstance(type.MakeGenericType(typeof(DateTime)), DateTime.Now);
(obj as Bar).PrintName();
Console.WriteLine((obj as IFoo<DateTime>).Name);

四、應用

  上面的樣例僅供學習只用,無法運用在實際項目當中,那麼,Emit構建類在實際項目中我們可以有什麼應用,提高我們的編碼效率

  (1) 動態DTO-當我們需要將實體映射到某個DTO時,可以用動態DTO來代替你手寫的DTO,選擇你需要的字段回傳給前端,或者前端把他想要的字段傳給後端

  (2) DynamicLinq-我的第一篇博文有個讀者提到了表達式樹,而linq使用的正是表達式樹,當表達式樹+Emit時,我們就可以用像SQL或者GraphQL那樣的查詢語句實現動態查詢

  (3) 對象合併-我們可以編寫實現一個像js當中Object.assign()一樣的方法,實現對兩個實體的合併

  (4) AOP動態代理-AOP的核心就是代理模式,但是與其對應的是需要手寫代理類,而Emit就可以幫你動態創建代理類,實現切面編程

  (5) …

五、小結

  對於Emit,確實初學者會對其感到複雜和難以學習,但是只要搞懂其中的原理,其實最終就是C#和.NET語言的本質所在,在學習Emit的同時,也是在鍛煉你的基本功是否紮實,你是否對這門語言精通,是否有各種簡化代碼的應用。

  保持學習,勇於實踐;Write Less,Do More;作者之後還會繼續.NET高級特性系列,感謝閱讀!

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Java虛擬機詳解(十)——類加載過程

  在上一篇文章中,我們詳細的介紹了Java,那麼這些Class文件是如何被加載到內存,由虛擬機來直接使用的呢?這就是本篇博客將要介紹的——類加載過程。

1、類的生命周期

  類從被加載到虛擬機內存開始,到卸載出內存為止,其聲明周期流程如下:

  

  上圖中紅色的5個部分(加載、驗證、準備、初始化、卸載)順序是確定的,也就是說,類的加載過程必須按照這種順序按部就班的開始。這裏的“開始”不是按部就班的“進行”或者“完成”,因為這些階段通常是互相交叉混合的進行的,通常會在一個階段執行過程中調用另一個階段。

2、加載

  “加載”階段是“類加載”生命周期的第一個階段。在加載階段,虛擬機要完成下面三件事:

  ①、通過一個類的全限定名來獲取定義此類的二進制字節流。

  ②、將這個字節流所代表的靜態存儲結構轉化為方法區的運行時數據結構。

  ③、在Java堆中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象,作為方法區這些數據的訪問入口。

  PS:類的全限定名可以理解為這個類存放的絕對路徑。方法區是JDK1.7以前定義的運行時數據區,而在JDK1.8以後改為元數據區(Metaspace),主要用於存放被Java虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據。詳情可以參考這邊該系列的第二篇文章——。

  另外,我們看第一點——通過類的權限定名來獲取定義此類的二進制流,這裏並沒有明確指明要從哪裡獲取以及怎樣獲取,也就是說並沒有明確規定一定要我們從一個 Class 文件中獲取。基於此,在Java的發展過程中,充滿創造力的開發人員在這個舞台上玩出了各種花樣:

  1、從 ZIP 包中讀取。這稱為後面的 JAR、EAR、WAR 格式的基礎。

  2、從網絡中獲取。比較典型的應用就是 Applet。

  3、運行時計算生成。這就是動態代理技術。

  4、由其它文件生成。比如 JSP 應用。

  5、從數據庫中讀取。

  加載階段完成后,虛擬機外部的二進制字節流就按照虛擬機所需的格式存儲在方法區中,然後在Java堆中實例化一個 java.lang.Class 類的對象,這個對象將作為程序訪問方法區中這些類型數據的外部接口。

  注意,加載階段與連接階段的部分內容(如一部分字節碼文件的格式校驗)是交叉進行的,加載階段尚未完成,連接階段可能已經開始了。

3、驗證

  驗證是連接階段的第一步,作用是為了確保 Class 文件的字節流中包含的信息符合當前虛擬機的要求,並且不會危害虛擬機自身的安全。

  我們說Java語言本身是相對安全,因為編譯器的存在,純粹的Java代碼要訪問數組邊界外的數據、跳轉到不存在的代碼行之類的,是要被編譯器拒絕的。但是前面我們也說過,Class 文件不一定非要從Java源碼編譯過來,可以使用任何途徑,包括你很牛逼,直接用十六進制編輯器來編寫 Class 文件。

  所以,如果虛擬機不檢查輸入的字節流,將會載入有害的字節流而導致系統崩潰。但是虛擬機規範對於檢查哪些方面,何時檢查,怎麼檢查都沒有明確的規定,不同的虛擬機實現方式可能都會有所不同,但是大致都會完成下面四個方面的檢查。

①、文件格式驗證

  校驗字節流是否符合Class文件格式的規範,並且能夠被當前版本的虛擬機處理。

  一、是否以魔數 0xCAFEBABE 開頭。

  二、主、次版本號是否是當前虛擬機處理範圍之內。

  三、常量池的常量中是否有不被支持的常量類型(檢查常量tag標誌)

  四、指向常量的各種索引值中是否有指向不存在的常量或不符合類型的常量。

  五、CONSTANT_Utf8_info 型的常量中是否有不符合 UTF8 編碼的數據。

  六、Class 文件中各個部分及文件本身是否有被刪除的或附加的其他信息。

  以上是一部分校驗內容,當然遠不止這些。經過這些校驗后,字節流才會進入內存的方法區中存儲,接下來後面的三個階段校驗都是基於方法區的存儲結構進行的。

②、元數據驗證

  第二個階段主要是對字節碼描述的信息進行語義分析,以保證其描述的信息符合Java語言規範要求。

  一、這個類是否有父類(除了java.lang.Object 類之外,所有的類都應當有父類)。

  二、這個類的父類是否繼承了不允許被繼承的類(被final修飾的類)。

  三、如果這個類不是抽象類,是否實現了其父類或接口之中要求實現的所有普通方法。

  四、類中的字段、方法是否與父類產生了矛盾(例如覆蓋了父類的final字段、或者出現不符合規則的重載)

③、字節碼驗證

  第三個階段字節碼驗證是整個驗證階段中最複雜的,主要是進行數據流和控制流分析。該階段將對類的方法進行分析,保證被校驗的方法在運行時不會做出危害虛擬機安全的行為。

  一、保證任意時刻操作數棧中的數據類型與指令代碼序列都能配合工作。例如不會出現在操作數棧中放置了一個 int 類型的數據,使用時卻按照 long 類型來加載到本地變量表中。

  二、保證跳轉指令不會跳轉到方法體以外的字節碼指令中。

  三、保證方法體中的類型轉換是有效的。比如把一個子類對象賦值給父類數據類型,這是安全的。但是把父類對象賦值給子類數據類型,甚至賦值給完全不相干的類型,這就是不合法的。

④、符號引用驗證

  符號引用驗證主要是對類自身以外(常量池中的各種符號引用)的信息進行匹配性的校驗,通常需要校驗如下內容:

  一、符號引用中通過字符串描述的全限定名是否能夠找到相應的類。

  二、在指定類中是否存在符合方法的字段描述符及簡單名稱所描述的方法和字段。

  三、符號引用中的類、字段和方法的訪問性(private、protected、public、default)是否可以被當前類訪問。

4、準備

  準備階段是正式為類變量分配內存並設置類變量初始值的階段,這些內存是在方法區中進行分配。

  注意:

  一、上面說的是類變量,也就是被 static 修飾的變量,不包括實例變量。實例變量會在對象實例化時隨着對象一起分配在堆中。

  二、初始值,指的是一些數據類型的默認值。基本的數據類型初始值如下(引用類型的初始值為null):

  

 

   比如,定義 public static int value = 123 。那麼在準備階段過後,value 的值是 0 而不是 123,把 value 賦值為123 是在程序被編譯后,存放在類的構造器方法之中,是在初始化階段才會被執行。但是有一種特殊情況,通過final 修飾的屬性,比如 定義 public final static int value = 123,那麼在準備階段過後,value 就被賦值為123了。

5、解析

  解析階段是虛擬機將常量池中的符號引用替換為直接引用的過程。

  符號引用(Symbolic References):符號引用以一組符號來描述所引用的目標,符號可以是任何形式的字面量,只要使用時能無歧義的定位到目標即可。符號引用與虛擬機實現的內存布局無關,引用的目標不一定已經加載到內存中。

  直接引用(Direct References):直接引用可以是直接指向目標的指針、相對偏移量或是一個能間接定位到目標的句柄。直接引用是與虛擬機實現內存布局相關的,同一個符號引用在不同虛擬機實例上翻譯出來的直接引用一般不會相同。如果有了直接引用,那麼引用的目標必定已經在內存中存在。

  解析動作主要針對類或接口、字段、類方法、接口方法四類符號引用,分別對應於常量池的 CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info、CONSTANTS_InterfaceMethodref_info四種類型常量。

6、初始化

   初始化階段是類加載階段的最後一步,前面過程中,除第一個加載階段可以通過用戶自定義類加載器參与之外,其餘過程都是完全由虛擬機主導和控制。而到了初始化階段,則開始真正執行類中定義的Java程序代碼(或者說是字節碼)。

  在前面介紹的準備階段中,類變量已經被賦值過初始值了,而初始化階段,則根據程序員的編碼去初始化變量和資源。

  換句話來說,初始化階段是執行類構造器<clinit>() 方法的過程

  ①、<clinit>() 方法 是由編譯器自動收集類中的所有類變量的賦值動作和靜態語句塊(static{})中的語句合併產生的,編譯器收集的順序是由語句在源文件中出現的順序所決定的,靜態語句塊中只能訪問到定義在靜態語句塊之前的變量,定義在它之後的變量,在前面的靜態語句塊中可以賦值,但是不能訪問。

  比如如下代碼會報錯:

  

 

   但是你把第 14 行代碼放到 static 靜態代碼塊的上面就不會報錯了。或者不改變代碼順序,將第 11 行代碼移除,也不會報錯。

  ②、<clinit>() 方法與類的構造函數(或者說是實例構造器<init>()方法)不同,它不需要显示的調用父類構造器,虛擬機會保證在子類的<init>()方法執行之前,父類的<init>()方法已經執行完畢。因此虛擬機中第一個被執行的<init>()方法的類肯定是 java.lang.Object。

  ③、由於父類的<clinit>() 方法先執行,所以父類中定義的靜態語句塊要優先於子類的變量賦值操作。

  ④、<clinit>() 方法對於接口來說並不是必須的,如果一個類中沒有靜態語句塊,也沒有對變量的賦值操作,那麼編譯器可以不為這個類生成<clinit>() 方法。

  ⑤、接口中不能使用靜態語句塊,但仍然有變量初始化的賦值操作,因此接口與類一樣都會生成<clinit>() 方法。但接口與類不同的是,執行接口中的<clinit>() 方法不需要先執行父接口的<clinit>() 方法。只有當父接口中定義的變量被使用時,父接口才會被初始化。

  ⑥、接口的實現類在初始化時也一樣不會執行接口的<clinit>() 方法。

  ⑦、虛擬機會保證一個類的<clinit>() 方法在多線程環境中被正確的加鎖和同步。如果多個線程同時去初始化一個類,那麼只會有一個線程去執行這個類的<clinit>() 方法,其他的線程都需要阻塞等待,直到活動線程執行<clinit>() 方法完畢。如果在一個類的<clinit>() 方法中有很耗時的操作,那麼可能造成多個進程的阻塞。

  比如對於如下代碼:

package com.yb.carton.controller;

/**
 * Create by YSOcean
 */
public class ClassLoadInitTest {


    static class Hello{
        static {
            if(true){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "init");
                while(true){}
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start");
            Hello h1 = new Hello();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"run over");
        }).start();


        new Thread(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start");
            Hello h2 = new Hello();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"run over");
        }).start();
    }

}

View Code

  運行結果如下:

  

 

   線程1搶到了執行<clinit>() 方法,但是該方法是一個死循環,線程2將一直阻塞等待。

  知道了類的初始化過程,那麼類的初始化何時被觸發呢?JVM大概規定了如下幾種情況:

  ①、當虛擬機啟動時,初始化用戶指定的類。

  ②、當遇到用以新建目標類實例的 new 指令時,初始化 new 指定的目標類。

  ③、當遇到調用靜態方法的指令時,初始化該靜態方法所在的類。

  ④、當遇到訪問靜態字段的指令時,初始化該靜態字段所在的類。

  ⑤、子類的初始化會觸發父類的初始化。

  ⑥、如果一個接口定義了 default 方法,那麼直接實現或間接實現該接口的類的初始化,會觸發該接口的初始化。

  ⑦、使用反射 API 對某個類進行反射調用時,會初始化這個類。

  ⑧、當初次調用 MethodHandle 實例時,初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類。

 

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羞,Spring Bean 初始化/銷毀竟然有這麼多姿勢

文章來源:

一、前言

日常開發過程有時需要在應用啟動之後加載某些資源,或者在應用關閉之前釋放資源。Spring 框架提供相關功能,圍繞 Spring Bean 生命周期,可以在 Bean 創建過程初始化資源,以及銷毀 Bean 過程釋放資源。Spring 提供多種不同的方式初始化/銷毀 Bean,如果同時使用這幾種方式,Spring 如何處理這幾者之間的順序?

有沒有覺得標題很熟悉,沒錯標題模仿二哥 「@沉默王二」 文章。

二、姿勢剖析

首先我們先來回顧一下 Spring 初始化/銷毀 Bean 幾種方式,分別為:

  • init-method/destroy-method
  • InitializingBean/DisposableBean
  • @PostConstruct/@PreDestroy
  • ContextStartedEvent/ContextClosedEvent

PS: 其實還有一種方式,就是繼承 Spring Lifecycle 接口。不過這種方式比較繁瑣,這裏就不再分析。

2.1、init-method/destroy-method

這種方式在配置文件文件指定初始化/銷毀方法。XML 配置如下

<bean id="demoService" class="com.dubbo.example.provider.DemoServiceImpl"  destroy-method="close"  init-method="initMethod"/>

或者也可以使用註解方式配置:

@Configurable
public class AppConfig {

    @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "destroy")
    public HelloService hello() {
        return new HelloService();
    }
}

還記得剛開始接觸學習 Spring 框架,使用就是這種方式。

2.2、InitializingBean/DisposableBean

這種方式需要繼承 Spring 接口 InitializingBean/DisposableBean,其中 InitializingBean 用於初始化動作,而 DisposableBean 用於銷毀之前清理動作。使用方式如下:

@Service
public class HelloService implements InitializingBean, DisposableBean {
    
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("hello destroy...");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("hello init....");
    }
}

2.3、@PostConstruct/@PreDestroy

這種方式相對於上面兩種方式來說,使用方式最簡單,只需要在相應的方法上使用註解即可。使用方式如下:

@Service
public class HelloService {


    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("hello @PostConstruct");
    }

    @PreDestroy
    public void PreDestroy() {
        System.out.println("hello @PreDestroy");
    }
}

這裏踩過一個坑,如果使用 JDK9 之後版本 ,@PostConstruct/@PreDestroy 需要使用 maven 單獨引入 javax.annotation-api,否者註解不會生效。

2.4、ContextStartedEvent/ContextClosedEvent

這種方式使用 Spring 事件機制,日常業務開發比較少見,常用與框架集成中。Spring 啟動之後將會發送 ContextStartedEvent 事件,而關閉之前將會發送 ContextClosedEvent 事件。我們需要繼承 Spring ApplicationListener 才能監聽以上兩種事件。

@Service
public class HelloListener implements ApplicationListener {

    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
        if(event instanceof ContextClosedEvent){
            System.out.println("hello ContextClosedEvent");
        }else if(event instanceof ContextStartedEvent){
            System.out.println("hello ContextStartedEvent");
        }

    }
}

也可以使用 @EventListener註解,使用方式如下:

public class HelloListenerV2 {
    
    @EventListener(value = {ContextClosedEvent.class, ContextStartedEvent.class})
    public void receiveEvents(ApplicationEvent event) {
        if (event instanceof ContextClosedEvent) {
            System.out.println("hello ContextClosedEvent");
        } else if (event instanceof ContextStartedEvent) {
            System.out.println("hello ContextStartedEvent");
        }
    }
}

PS:只有調用 ApplicationContext#start 才會發送 ContextStartedEvent。若不想這麼麻煩,可以監聽 ContextRefreshedEvent 事件代替。一旦 Spring 容器初始化完成,就會發送 ContextRefreshedEvent

三、綜合使用

回顧完上面幾種方式,這裏我們綜合使用上面的四種方式,來看下 Spring 內部的處理順序。在看結果之前,各位讀者大人可以猜測下這幾種方式的執行順序。

public class HelloService implements InitializingBean, DisposableBean {


    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("hello @PostConstruct");
    }

    @PreDestroy
    public void PreDestroy() {
        System.out.println("hello @PreDestroy");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("bye DisposableBean...");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("hello InitializingBean....");
    }

    public void xmlinit(){
        System.out.println("hello xml-init...");
    }

    public void xmlDestory(){
        System.out.println("bye xmlDestory...");
    }

    @EventListener(value = {ContextClosedEvent.class, ContextStartedEvent.class})
    public void receiveEvents(ApplicationEvent event) {
        if (event instanceof ContextClosedEvent) {
            System.out.println("bye ContextClosedEvent");
        } else if (event instanceof ContextStartedEvent) {
            System.out.println("hello ContextStartedEvent");
        }
    }

}

xml 配置方式如下:

    <context:annotation-config />
    <context:component-scan base-package="com.dubbo.example.demo"/>
    
    <bean class="com.dubbo.example.demo.HelloService" init-method="xmlinit" destroy-method="xmlDestory"/>

應用啟動方法如下:

ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring/dubbo-provider.xml");
context.start();
context.close();

程序輸出結果如下所示:

最後採用圖示說明總結以上結果:

四、源碼解析

不知道各位讀者有沒有猜對這幾種方式的執行順序,下面我們就從源碼角度解析 Spring 內部處理的順序。

4.1、初始化過程

使用 ClassPathXmlApplicationContext 啟動 Spring 容器,將會調用 refresh 方法初始化容器。初始化過程將會創建 Bean 。最後當一切準備完畢,將會發送 ContextRefreshedEvent。當容器初始化完畢,調用 context.start() 就發送 ContextStartedEvent 事件。

refresh 方法源碼如下:

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            //... 忽略無關代碼

            // 初始化所有非延遲初始化的 Bean
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            // 發送 ContextRefreshedEvent
            finishRefresh();

            //... 忽略無關代碼
    }
}

一路跟蹤 finishBeanFactoryInitialization 源碼,直到 AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean,源碼如下:

protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, RootBeanDefinition mbd) {
    Object wrappedBean = bean;
    if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
        // 調用 BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization 方法
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
    }

    try {
        // 初始化 Bean
        invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
    }
    catch (Throwable ex) {
        throw new BeanCreationException(
                (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
                beanName, "Invocation of init method failed", ex);
    }
}

BeanPostProcessor 將會起着攔截器的作用,一旦 Bean 符合條件,將會執行一些處理。這裏帶有 @PostConstruct 註解的 Bean 都將會被 CommonAnnotationBeanPostProcessor 類攔截,內部將會觸發 @PostConstruct 標註的方法。

接着執行 invokeInitMethods ,方法如下:

protected void invokeInitMethods(String beanName, final Object bean, RootBeanDefinition mbd)
        throws Throwable {

    boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);
    if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {
        // 省略無關代碼
        // 如果是 Bean 繼承 InitializingBean,將會執行  afterPropertiesSet 方法
        ((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
    }

    if (mbd != null) {
        String initMethodName = mbd.getInitMethodName();
        if (initMethodName != null && !(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&
                !mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {
            // 執行 XML 定義 init-method
            invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);
        }
    }
}

如果 Bean 繼承 InitializingBean 接口,將會執行 afterPropertiesSet 方法,另外如果在 XML 中指定了 init-method ,也將會觸發。

上面源碼其實都是圍繞着 Bean 創建的過程,當所有 Bean 創建完成之後,調用 context#start 將會發送 ContextStartedEvent 。這裏源碼比較簡單,如下:

public void start() {
    getLifecycleProcessor().start();
    publishEvent(new ContextStartedEvent(this));
}

4.2、銷毀過程

調用 ClassPathXmlApplicationContext#close 方法將會關閉容器,具體邏輯將會在 doClose 方法執行。

doClose 這個方法首先發送 ContextClosedEvent,然再后開始銷毀 Bean

靈魂拷問:如果我們顛倒上面兩者順序,結果會一樣嗎?

doClose 源碼如下:

protected void doClose() {
    if (this.active.get() && this.closed.compareAndSet(false, true)) {
        // 省略無關代碼

        try {
            // Publish shutdown event.
            publishEvent(new ContextClosedEvent(this));
        }
        catch (Throwable ex) {
            logger.warn("Exception thrown from ApplicationListener handling ContextClosedEvent", ex);
        }


        // 銷毀 Bean
        destroyBeans();

        // 省略無關代碼
    }
}

destroyBeans 最終將會執行 DisposableBeanAdapter#destroy@PreDestroyDisposableBeandestroy-method 三者定義的方法都將會在內部被執行。

首先執行 DestructionAwareBeanPostProcessor#postProcessBeforeDestruction,這裏方法類似與上面 BeanPostProcessor

@PreDestroy 註解將會被 CommonAnnotationBeanPostProcessor 攔截,這裏類同時也繼承了 DestructionAwareBeanPostProcessor

最後如果 BeanDisposableBean 的子類,將會執行 destroy 方法,如果在 xml 定義了 destroy-method 方法,該方法也會被執行。

public void destroy() {
    if (!CollectionUtils.isEmpty(this.beanPostProcessors)) {
        for (DestructionAwareBeanPostProcessor processor : this.beanPostProcessors) {
            processor.postProcessBeforeDestruction(this.bean, this.beanName);
        }
    }

    if (this.invokeDisposableBean) {
        // 省略無關代碼
        // 如果 Bean 繼承 DisposableBean,執行 destroy 方法
        ((DisposableBean) bean).destroy();
        
    }

    if (this.destroyMethod != null) {
        // 執行 xml 指定的  destroy-method 方法
        invokeCustomDestroyMethod(this.destroyMethod);
    }
    else if (this.destroyMethodName != null) {
        Method methodToCall = determineDestroyMethod();
        if (methodToCall != null) {
            invokeCustomDestroyMethod(methodToCall);
        }
    }
}

五、總結

init-method/destroy-method 這種方式需要使用 XML 配置文件或單獨註解配置類,相對來說比較繁瑣。而InitializingBean/DisposableBean 這種方式需要單獨繼承 Spring 的接口實現相關方法。@PostConstruct/@PreDestroy 這種註解方式使用方式簡單,代碼清晰,比較推薦使用這種方式。

另外 ContextStartedEvent/ContextClosedEvent 這種方式比較適合在一些集成框架使用,比如 Dubbo 2.6.X 優雅停機就是用改機制。

六、Spring 歷史文章推薦

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設計模式之代理模式

什麼是代理模式

代理模式就是為一個對象提供一個代理對象,由這個代理對象控制對該對象的訪問。

理解代理模式,可以對照生活中的一些具體例子,比如房產中介、二手車交易市場、經紀人等。

為什麼要用代理模式

通過使用代理模式,我們避免了直接訪問目標對象時可能帶來的一些問題,比如:遠程調用,需要使用遠程代理來幫我們處理一些網絡傳輸相關的細節邏輯;可能需要基於某種權限控制對目標資源的訪問,可以使用保護代理等。

總的來說,通過是用代理模式,我們可以控制對目標對象的訪問,可以在真實方法被調用前或調用后,通過代理對象加入額外的處理邏輯。

代理模式分類

代理模式分為靜態代理和動態代理。動態代理根據實現不同又可細分為JDK動態代理和cglib動態代理。

靜態代理是由程序員創建或工具生成代理類的源碼,再編譯代理類。所謂靜態也就是在程序運行前就已經存在代理類的字節碼文件,代理類和委託類的關係在運行前就確定了。

動態代理是在實現階段不用關心代理類,而在運行時動態生成代理類的。

靜態代理

以房哥買房子為例,用代碼實現靜態代理。

1、首先建立一個Seller接口

public interface Seller {
    void sell();
}

2、創建實現類,房哥,有一個方法,就是買房子

public class FangGe implements Seller{
    @Override
    public void sell() {
        System.out.println("房哥要出手一套四合院");
    }
}

3、買房子需要找到買家,達成交易后還要辦理過戶等其他手續,房哥只想賣房收錢就完了。因此,需要找一個代理來幫房哥處理這些雜事。

我們創建一個代理類FangGeProxy,代理類也需要實現Seller接口,行為上要保持和FangGe一樣,都是要賣房子。同時該代理類還需要持有房哥的引用。

public class FangGeProxy implements Seller{
    private FangGe fangGe;

    public FangGeProxy(FangGe fangGe){
        this.fangGe = fangGe;
    }
    @Override
    public void sell() {
        findBuyer();
        fangGe.sell();
        afterSell();
    }
    
    public void findBuyer(){
        System.out.println("代理幫助尋找買主");
    }
    
    public void afterSell(){
        System.out.println("達成交易后,辦理相關手續");
    }
}

可以看到,房哥的代理類通過findBuyer()和afterSell()兩個方法幫助房哥完成了其他一些雜事。

4、測試類

public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Seller seller = new FangGeProxy(new FangGe());
        seller.sell();
    }
}

輸出:

代理幫助尋找買主
房哥要出手一套四合院
達成交易后,辦理相關手續

最後,看下類圖

靜態代理的問題:

1、由於靜態代理類在編譯前已經確定了代理的對象,因此靜態代理只能代理一種類型的類,如果要給大量的類做代理,就需要編寫大量的代理類;

2、如果我們要給Seller,也就是目標對象要增加一些方法,則需要同步修改代理類,不符合開閉原則。

JDK動態代理

JDK的動態代理依賴於jdk給我們提供的類庫實現,是一種基於接口實現的動態代理,在編譯時並不知道要代理哪個類,而是在運行時動態生成代理類。同時也解決了靜態代理中存在的問題。

我們接上上面靜態代理的例子,繼續實現JDK的動態代理。

1、我們建一個方法轉發的處理器類,該類需要實現InvocationHandler接口。

public class SellerInvocationHandler implements InvocationHandler {

    // 要代理的真實對象
    private Object target;

    /**
     * 使用Proxy類靜態方法獲取代理類實例
     */
    public Object getProxyInstance(Object target){
        this.target = target;
        Class<?> clazz = target.getClass();
        return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(),clazz.getInterfaces(),this);
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        before();
        Object obj = method.invoke(this.target, args);
        after();
        return obj;
    }

    private void before() {
        System.out.println("執行方法前");
    }
    
    private void after() {
        System.out.println("執行方法后");
    }
}

2、新建JDK動態代理測試類,首先代理房哥賣房子

public class JDKDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {

        // new一個房哥,下面幫房哥找個代理
        FangGe fangGe = new FangGe();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();
        
        // 房哥的代理對象
        Seller seller = (Seller) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(fangGe);
        seller.sell();

    }
}

輸出:

執行方法前
房哥要出手一套四合院
執行方法后

可以看到,完成了代理。

3、接下來我們新建另外一個類,User類,並使用JDK動態代理完成代理User類

public interface IUser {
    void sayHello();

    void work();
}

public class UserImpl implements IUser{
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("hello,我是小明");
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("我正在寫代碼");
    }
}

修改測試類,

public class JDKDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {

/*        // new一個房哥,下面幫房哥找個代理
        FangGe fangGe = new FangGe();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();

        // 房哥的代理對象
        Seller seller = (Seller) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(fangGe);
        seller.sell();*/

        // 代理user類
        IUser user = new UserImpl();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();
        IUser userProxy = (IUser) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(user);
        userProxy.sayHello();
        userProxy.work();

    }
}

輸出:

執行方法前
hello,我是小明
執行方法后
執行方法前
我正在寫代碼
執行方法后

可以看到,我們SellerInvocationHandler 並未做任何改動,它便能為UserImpl類生成代理,並在執行方法的前後增加額外的執行邏輯。

cglib動態代理

JDK動態代理有一個局限就是,被代理的類必須要實現接口。如果被代理的類沒有實現接口,則JDK動態代理就無能為力了。這個時候該cglib動態代理上場了。

CGLIB是一個功能強大,高性能的代碼生成包。它為沒有實現接口的類提供代理,為JDK的動態代理提供了很好的補充。通常可以使用Java的動態代理創建代理,但當要代理的類沒有實現接口或者為了更好的性能,CGLIB是一個好的選擇。

1、新建一個MyCglibInterceptor,實現MethodInterceptor接口。該類類似於JDK動態代理中的InvocationHandler實例,是實現cglib動態代理的主要類。

public class MyCglibInterceptor implements MethodInterceptor {

    public Object getCglibProxyInstance(Object object){
        // 相當於Proxy,創建代理的工具類
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(object.getClass());
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }

    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        before();
        Object obj = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        after();
        return obj;
    }

    private void before() {
        System.out.println("執行方法之前");
    }

    private void after() {
        System.out.println("執行方法之後");
    }
}

2、新建cglib動態代理的測試類,先代理上面例子中的User類。

public class CglibDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        IUser userCglibProxy = (IUser) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new UserImpl());
        userCglibProxy.sayHello();
        userCglibProxy.work();
    }
}

輸出:

執行方法之前
hello,我是小明
執行方法之後
執行方法之前
我正在寫代碼
執行方法之後

3、新建一個類HelloWorld,不實現任何接口,為該類實現動態代理。

public class HelloWorld {
    public void hello(){
        System.out.println("世界這麼大,我想去看看");
    }
}

測試代理類

public class CglibDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
/*        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        IUser userCglibProxy = (IUser) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new UserImpl());
        userCglibProxy.sayHello();
        userCglibProxy.work();*/

        // 代理未實現任何接口的類
        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        HelloWorld helloWorldProxy = (HelloWorld) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new HelloWorld());
        helloWorldProxy.hello();
    }
}

輸出:

執行方法之前
世界這麼大,我想去看看
執行方法之後

使用cglib動態代理,我們實現了對普通類的代理。

(完)

設計模式系列文章

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Java描述設計模式(23):訪問者模式

本文源碼: ||

一、生活場景

1、場景描述

電競是遊戲比賽達到“競技”層面的體育項目。利用电子設備作為運動器械進行的、人與人之間的智力對抗運動。通過電競,可以提高人的反應能力、協調能力、團隊精神等。但是不同人群的對電競的持有的觀念不一樣,有的人認為電競就是沉迷網絡,持反對態度,而有的人就比較贊同。下面基於訪問者模式來描述該場景。

2、場景圖解

3、代碼實現

public class C01_InScene {
    public static void main(String[] args) {
        DataSet dataSet = new DataSet() ;
        dataSet.addCrowd(new Youth());
        dataSet.addCrowd(new MiddleAge());
        CrowdView crowdView = new Against() ;
        dataSet.display(crowdView);
        crowdView = new Approve() ;
        dataSet.display(crowdView);
    }
}
/**
 * 雙分派,不同人群管理
 */
abstract class Crowd {
    abstract void accept(CrowdView action);
}
class Youth extends Crowd {
    @Override
    public void accept(CrowdView view) {
        view.getYouthView(this);
    }
}
class MiddleAge extends Crowd {
    @Override
    public void accept(CrowdView view) {
        view.getMiddleAgeView (this);
    }
}
/**
 * 不同人群觀念的管理
 */
abstract class CrowdView {
    // 青年人觀念
    abstract void getYouthView (Youth youth);
    // 中年人觀念
    abstract void getMiddleAgeView (MiddleAge middleAge);
}
class Approve extends CrowdView {
    @Override
    public void getYouthView(Youth youth) {
        System.out.println("青年人贊同電競");
    }
    @Override
    public void getMiddleAgeView(MiddleAge middleAge) {
        System.out.println("中年人贊同電競");
    }
}
class Against extends CrowdView {
    @Override
    public void getYouthView(Youth youth) {
        System.out.println("青年人反對電競");
    }
    @Override
    public void getMiddleAgeView(MiddleAge middleAge) {
        System.out.println("中年人反對電競");
    }
}
/**
 * 提供一個數據集合
 */
class DataSet {
    private List<Crowd> crowdList = new ArrayList<>();
    public void addCrowd (Crowd crowd) {
        crowdList.add(crowd);
    }
    public void display(CrowdView crowdView) {
        for(Crowd crowd : crowdList) {
            crowd.accept(crowdView);
        }
    }
}

二、訪問者模式

1、基礎概念

訪問者模式是對象的行為模式,把作用於數據結構的各元素的操作封裝,操作之間沒有關聯。可以在不改變數據結構的前提下定義作用於這些元素的不同的操作。主要將數據結構與數據操作分離,解決數據結構和操作耦合問題核心原理:被訪問的類裏面加對外提供接待訪問者的接口。

2、模式圖解

3、核心角色

  • 抽象訪問者角色

聲明多個方法操作,具體訪問者角色需要實現的接口。

  • 具體訪問者角色

實現抽象訪問者所聲明的接口,就是各個訪問操作。

  • 抽象節點角色

聲明接受操作,接受訪問者對象作為參數。

  • 具體節點角色

實現抽象節點所規定的具體操作。

  • 結構對象角色

能枚舉結構中的所有元素,可以提供一個高層的接口,用來允許訪問者對象訪問每一個元素。

4、源碼實現

public class C02_Visitor {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectStructure obs = new ObjectStructure();
        obs.add(new NodeA());
        obs.add(new NodeB());
        Visitor visitor = new VisitorA();
        obs.doAccept(visitor);
    }
}
/**
 * 抽象訪問者角色
 */
interface Visitor {
    /**
     * NodeA的訪問操作
     */
    void visit(NodeA node);
    /**
     * NodeB的訪問操作
     */
    void visit(NodeB node);
}
/**
 * 具體訪問者角色
 */
class VisitorA implements Visitor {
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        node.operationA() ;
    }
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        node.operationB() ;
    }
}
class VisitorB implements Visitor {
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        node.operationA() ;
    }
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        node.operationB() ;
    }
}
/**
 * 抽象節點角色
 */
abstract class Node {
    /**
     * 接收訪問者
     */
    abstract void accept(Visitor visitor);
}
/**
 * 具體節點角色
 */
class NodeA extends Node{
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    public void operationA(){
        System.out.println("NodeA.operationA");
    }
}
class NodeB extends Node{
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    public void operationB(){
        System.out.println("NodeB.operationB");
    }
}
/**
 * 結構對象角色類
 */
class ObjectStructure {
    private List<Node> nodes = new ArrayList<>();
    public void detach(Node node) {
        nodes.remove(node);
    }
    public void add(Node node){
        nodes.add(node);
    }
    public void doAccept(Visitor visitor){
        for(Node node : nodes) {
            node.accept(visitor);
        }
    }
}

三、Spring框架應用

1、Bean結構的訪問

BeanDefinitionVisitor類,遍歷bean的各個屬性;接口 BeanDefinition,定義Bean的各樣信息,比如屬性值、構造方法、參數等等。這裏封裝操作bean結構的相關方法,但卻沒有改變bean的結構。

2、核心代碼塊

public class BeanDefinitionVisitor {
    public void visitBeanDefinition(BeanDefinition beanDefinition) {
        this.visitParentName(beanDefinition);
        this.visitBeanClassName(beanDefinition);
        this.visitFactoryBeanName(beanDefinition);
        this.visitFactoryMethodName(beanDefinition);
        this.visitScope(beanDefinition);
        if (beanDefinition.hasPropertyValues()) {
            this.visitPropertyValues(beanDefinition.getPropertyValues());
        }
        if (beanDefinition.hasConstructorArgumentValues()) {
            ConstructorArgumentValues cas = beanDefinition.getConstructorArgumentValues();
            this.visitIndexedArgumentValues(cas.getIndexedArgumentValues());
            this.visitGenericArgumentValues(cas.getGenericArgumentValues());
        }
    }
}

四、模式總結

1、優點描述

(1) 訪問者模式符合單一職責原則、使程序具有良好的擴展性、靈活性;

(2) 訪問者模式適用與攔截器與過濾器等常見功能,數據結構相對穩定的場景;

2、缺點描述

(1) 訪問者關注其他類的內部細節,依賴性強,違反迪米特法則,這樣導致具體元素更新麻煩;

(2) 訪問者依賴具體元素,不是抽象元素,面向細節編程,違背依賴倒轉原則;

五、源代碼地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent

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碼農當自強

碼農當自強

導航

  • 初出茅廬
  • 跳槽才能漲薪
  • 力拔山兮氣蓋世
  • 止步中層
  • 契約精神?聯盟
  • 技工?匠人
  • 碼農當自強

  有人的地方就有江湖。有江湖必有俠客。IT人的江湖水生草闊,從來都盛產俠客和隱士。很多人離開這片江湖,沒有留下自己的故事,而那些有故事的終究成了傳說。

初出茅廬

  本文的主人公木木君,2011年畢業於一個普通二本大學的計算機專業。那年六月,他懷揣夢想,來到西部的一座准一線城市。

  “天高任鳥飛,海闊憑魚游”。同大多數應屆畢業生一樣,木木君懷揣夢想,滿腔熱心,對未來充滿希冀,希望能夠在這座大城市打拚出自己的一片天地。“求突破,求提高,求發展”,這是他給自己設定的未來五年計劃,分三個步驟執行。

  IT行業的門檻向來很高,大多數民企很少招生應屆生,特別是非985,211大學的童鞋,容易碰壁。木木君面試了20家大大小小的公司,花了一個多月,總算找了個正規公司。這是一家生產機頂盒的工廠,幾千人的公司,僅有不到50人的研發團隊。木木君在這裏開啟了自己的IT職業生涯。團隊不比正規的軟件公司,但同事和睦相處,也能夠接觸到實際的開發項目,總算有所突破。

  “笨鳥先飛”。木木君憑藉自己的努力,半年之內就把部門內部的項目都摸了一遍,並在原有基礎上增加了很多功能。

跳槽才能漲薪

  IT江湖潛規則之跳槽才能漲薪。

  有一天,木木君和往常一樣正在配合運維同事改進新的OA系統。“滴滴滴~”,一波QQ消息來襲。木木君點開消息,是師兄。木木君和這個師兄其實不是一個專業,師兄比他高一個年級,因為大學被同一個老師帶着一起做過項目,經常串寢室,比較熟悉。師兄告訴他,他換工作了,這是他兩年來第三次換工作,在軟件園,月薪8K。聊天完畢,木木君沉思良久,開始對高大上的軟件園產生嚮往。

  在第一家公司待了11個月,木木君選擇了離開,換到了一家軟件園的公司,並有機會和華為的工程師一起合作開發項目。值得一提的是,這次跳槽工資幾乎翻了一倍。

  新公司是行業里排名靠前的,公司制度規範,開發流程標準。團隊里研發同事嚴謹,當然壓力也很大。

  剛進公司的前兩個月,壓力挺大,見識了以前沒有接觸過的框架和組件,以及很多聽不懂的術語。每晚和同事加班到8點半,有時甚至11點才從公司離開,儘管很累,但是能夠感受的技術和經驗上的進步。

  在這家公司待了兩年。見識 了一些牛人,甚至有些一個人頂一個小團隊的人。華為的狼性文化在木木君心中打下烙印,深入血液,變成做事風格的一部分。在以後的工作中,也是秉持了這種文化。

力拔山兮氣蓋世

  大多數碼農,在工作三年左右能夠迎來自己的一個技術上的小高峰。

  木木君在第二家公司待了兩年感覺就像到山上跟了一個武林高手學了一身本領,瞬間有了自信。離職的時候,我和我同事還開玩笑說,出去之後至少都是8K…

  “移動互聯網時代已經來臨,站在風口上豬也能飛”。那一年,手機APP大行其道,獨領風騷,是個公司都想做APP。y也是在那一年小米火了,華為剛開始邁入手機領域。進入第三家公司,是一個不到一百人的軟件公司,做旅遊APP的,期望在這裡能夠接觸到移動端。

  “圈子不同,不硬融”。木木君在這家公司真正見識了什麼是公司內耗。小幫派林立,你再努力也無法融入。一年不到,領導換了幾茬,還玩的是家天下。

止步中層

  對大多數人而言,職場的中層就是天花板。

  “天下之大,竟無用武之地”。就像一個武林俠客,讓他困惑不是練武的孤獨和寂寞,而是竟然沒有用武之地。

  “此處不留爺,自有留爺處”。很快,木木君便進入一件互聯網產品公司,主營電商相關Saas軟件。這裏部門分工明確,需求,產品研發,安全,運維,DBA,測試一應俱全。公司產品成熟,客戶穩定,可以學習真正的大數據和自動化運維。

  在這裏團隊從零開始搭建自動化平台,並逐步迭代,一路摸爬滾打,基本能夠滿足公司100多台服務器的自動化運維。

  木木君一腔熱情,終於受到領導器重,升入中層。團隊不大,但是業務不少,支撐多個部門的系統研發和運維,幾乎人人都掛了2+項目。身為leader的木木君,更是不在話下。特殊時期,幾乎一人承擔一個團隊開發任務。甚至非常時期通宵支持…

  四年過去,木木君也進入了而立之年。2018年,經濟不景氣的一年…公司漲薪已經渺茫…陸續身邊逐漸有人跳槽。不到半年,身邊已經有三個人跳槽,其中一個老領導走了留下一句“待了六年,已經沒有上升空間”。

契約精神?聯盟

  我們是一個團隊,不是一個家庭。

  企業跟員工應該是一種什麼樣的關係?

  領英的執行總裁在《聯盟》這本書中開頭就寫道:“我們是一個團隊,不是一個家庭”。

  近期屢屢爆出的HR被辭退事件和員工因患病被辭退事件,引起了輿論共鳴。但是希望大家認識到員工和公司的關係是合作和聯盟關係。未來更是如此…

技工?匠人

  碼農,一群靠技術謀生的人。只是在互聯網的光環加持下,變得“高精尖”。但是,放在歷史的長河中來看,也不過是特定時代的勞動者。他們和上一個時代的磚瓦工,木匠其實沒有太大差別。是社會生產力發展到一定階段,一種工種對另一種工種的替代。

  互聯網給技術人帶來紅利,容易讓技術人感到天生的優越感,再加上身處大廠就容易自我感覺良好。

  吳軍博士對的碼農層級的分類,可以看出,技術人的發展方向不只是在技術本身,還要具備綜合能力。

  • 第五級:能獨立解決問題,完成工程工作。

  • 第四級:能指導和帶領其他人一同完成更有影響力的工作。

  • 第三級:能獨立設計和實現產品,並且在市場上獲得成功。

  • 第二級:能設計和實現別人不能做出的產品,也就是說他的作用很難取代。

  • 第一級:開創一個產業。

  試問諸君在第幾層?

  說到底,技術人應該秉持匠人精神

碼農當自強

  生活不止眼前的苟且,還有詩和遠方。

  2019年各大公司的財報,都反應很多公司效益差強人意。很多互聯網公司也在尋找新的風口和增長點。而立之年的木木君,雖然躊躇滿志,但再次陷入迷茫。深處IT行業多年,幾乎五年一個風口,技術行業更新快,玩的是創新和顛覆。移動互聯網時代是如何革傳統行業的命,木木君歷歷在目…

  同時,各大媒體充斥着中年危機的推文,一時間人人自危,催生了各種打着知識旗號販賣焦慮的二道販子。不禁讓木木君想起了之前有個大神的文章《屌絲的出路》。那個大神也是一段傳奇。

  很多碼農都在焦慮,但是又不知道如何做?技術人有一個通病,純粹。這不是缺點,但是生活是多元的,要多主動接觸技術之外的世界。

  • 副業

  同時,可以多一些副業嘗試。比如,和朋友一起接一些項目。創建自己的博客。口才好的,可以錄一些技術教學視頻放到網上。

  • 健身

  身體是革命的本錢,這裏的健身不是一定要去健身房,而是要學會鍛煉身體和合理作息。

  • 投資

  年輕的時候,做一點投資和理財。投資房產也是不錯的選擇。投資可以為未來增加一筆資產。

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原創|我是如何從零學習開發一款跨平台桌面軟件的(Markdown編輯器)

原始衝動

最近一直在學習 Electron 開發桌面應用程序,目的是想做一個桌面編輯器,雖然一直在使用Typora這款神器,但無奈Typora太過國際化,在國內水土不服,無法滿足我的一些需求。

比如實現本地圖片上傳到雲端(mac版可以藉助iPic),無法幫我把本地圖片和文章一起發布到博客園、CSDN、SegmentFault、掘金等國內知名博客平台,要麼使用一些免費或付費的圖床,藉助類似iPic的工具,把圖片一鍵上傳到雲端。

我個人也嘗試過七牛雲的免費10G存儲空間,但是說實話,這些免費的空間到最後一定是為了讓你成為付費用戶,各種限制各種吐槽在網上很容易可以搜索到。

免費的圖床如新浪微博等,還算是比較好的圖床工具,相比一些網絡上的壓根不知道啥公司甚至是歸屬個人的免費圖床,新浪應該是比較靠譜的,相對來說可以保證圖片的存活時間,我個人用過一些免費的圖床網站,記得印象深刻的就是服務器出問題,網站掛個公告,曾經的圖片再去訪問就是默認的404。

雖然新浪家大業大不是說倒閉就倒閉的,圖片相對穩定可靠,不過新浪的圖片服務器會檢測訪問來源Referer來防止外部網站引用,造成訪問403。

總結起來就是一句話,圖片還是隨着文章一鍵發布到博客平台比較好。要丟一起丟~

心理掙扎

緣起這個動機,但是下定決心依舊是困難重重。

我個人是一個Java工程師,雖說搞過Andorid、HTML前端,但對前端深感不適的我果斷放棄了。對於桌面程序開發,我連Swing都不會,造一個Markdown編輯器有點難,何況還要加上這些定製功能。

猶猶豫豫,還是決定去嘗試一下。於是調研寫跨平台的一些途徑。

先嘗試Swing,不過Swing不好實現我期望的一些功能,改成JavaFX倒是可以,不過說實話,寫起來很累,太過繁瑣,就放棄了。最後把目光瞄向electron,就它了,HTML+Js+Css,聽起來就很簡單,事實證明,無論是測試還是打包都很方便。

決定之後,便開始進行 Electron 的系統學習。

邁出第一步

第一步就是安裝 Electron 的本地開發環境,這也是大多數應用開發的第一步。

你需要安裝 Node.js 在你的本地電腦,Electron 也是依賴於 Node.js 的環境,嚴格來說, Electron 通過將 Chromium 和 Node.js 合併到同一個運行時環境中,並將其打包為Mac,Windows和Linux系統下的應用來實現這一目的。

關於 Electron 的具體開發流程,這裏不再贅述,你完全可以在開發中使用Web前端開發的思維,除了在處理多個窗口之間交互的時候,就不得不了解Eelctron的進程機制。

主進程和渲染進程

Electron 運行 package.json 的 main 腳本的進程被稱為主進程。 在主進程中運行的腳本通過創建web頁面來展示用戶界面。 一個 Electron 應用總是有且只有一個主進程。

由於 Electron 使用了 Chromium 來展示 web 頁面,所以 Chromium 的多進程架構也被使用到。 每個 Electron 中的 web 頁面運行在它自己的渲染進程中。

在普通的瀏覽器中,web頁面通常在沙盒環境中運行,並且無法訪問操作系統的原生資源。 然而 Electron 的用戶在 Node.js 的 API 支持下可以在頁面中和操作系統進行一些底層交互。

主進程與渲染進程的區別

主進程使用 BrowserWindow 實例創建頁面。 每個 BrowserWindow 實例都在自己的渲染進程里運行頁面。 當一個 BrowserWindow 實例被銷毀后,相應的渲染進程也會被終止。

主進程管理所有的web頁面和它們對應的渲染進程。 每個渲染進程都是獨立的,它只關心它所運行的 web 頁面。

在頁面中調用與 GUI 相關的原生 API 是不被允許的,因為在 web 頁面里操作原生的 GUI 資源是非常危險的,而且容易造成資源泄露。 如果你想在 web 頁面里使用 GUI 操作,其對應的渲染進程必須與主進程進行通訊,請求主進程進行相關的 GUI 操作。

主進程與渲染進程通信

那麼進程間如何通訊?

Electron為主進程( main process)和渲染器進程(renderer processes)通信提供了多種實現方式,如可以使用ipcRenderer 和 ipcMain模塊發送消息,使用 remote模塊進行RPC方式通信。

你還可以用 Electron 內的 IPC 機制實現。將數據存在主進程的某個全局變量中,然後在多個渲染進程中使用 remote 模塊來訪問它。

示例代碼:

// 在主進程中
global.sharedObject = {
  someProperty: 'default value'
}
// 在第一個頁面中
require('electron').remote.getGlobal('sharedObject').someProperty = 'new value'
// 在第二個頁面中
console.log(require('electron').remote.getGlobal('sharedObject').someProperty)

使用Electron的API

Electron在主進程和渲染進程中提供了大量API去幫助開發桌面應用程序, 在主進程和渲染進程中,你可以通過require的方式將其包含在模塊中以此,獲取Electron的API

const electron = require('electron')

所有Electron的API都被指派給一種進程類型。 許多API只能被用於主進程或渲染進程中,但其中一些API可以同時在上述兩種進程中使用。 每一個API的文檔都將聲明你可以在哪種進程中使用該API。

Electron中的窗口是使用BrowserWindow類型創建的一個實例, 它只能在主進程中使用。

// 這樣寫在主進程會有用,但是在渲染進程中會提示'未定義'
const { BrowserWindow } = require('electron')

const win = new BrowserWindow()

因為進程之間的通信是被允許的, 所以渲染進程可以調用主進程來執行任務。 Electron通過remote模塊暴露一些通常只能在主進程中獲取到的API。 為了在渲染進程中創建一個BrowserWindow的實例,通常使用remote模塊為中間件:

// 這樣寫在渲染進程中時行得通的,但是在主進程中是'未定義'
const { remote } = require('electron')
const { BrowserWindow } = remote

const win = new BrowserWindow()

使用Node.js的API

Electron同時在主進程和渲染進程中對Node.js 暴露了所有的接口。 這裡有兩個重要的定義:

1)所有在Node.js可以使用的API,在Electron中同樣可以使用。 在Electron中調用如下代碼是有用的:

const fs = require('fs')

const root = fs.readdirSync('/')

// 這會打印出磁盤根級別的所有文件
// 同時包含'/'和'C:\'。
console.log(root)

2)你可以在你的應用程序中使用Node.js的模塊。 選擇您最喜歡的 npm 模塊。 npm 提供了目前世界上最大的開源代碼庫,那裡包含良好的維護、經過測試的代碼,提供給服務器應用程序的特色功能也提供給Electron。

例如,在你的應用程序中要使用官方的AWS SDK,你需要首先安裝它的依賴:

npm install --save aws-sdk

然後在你的Electron應用中,通過require引入並使用該模塊,就像構建Node.js應用程序那樣:

// 準備好被使用的S3 client模塊
const S3 = require('aws-sdk/clients/s3')

有一個非常重要的提示: 原生Node.js模塊 (即指,需要編譯源碼過後才能被使用的模塊) 需要在編譯后才能和Electron一起使用。

最終產品殺青落地

終於搞明白了 Electron 的應用架構,那麼接着就要進入產品的開發階段。比較慶幸的是,ELectron 的UI完全由CSS+HTML組成,這部分可用的框架太多了,我選擇了又老又知名的 BootStarp 框架搭建界面UI,還引用了JS框架JQuery。選擇了 electron-store 作為本地存儲文件,至於最關鍵的Markdown語法解析,對比了一番主流解析框架,最終選擇了 markdown-it。貼一下效果圖:

這款軟件我給他起名為 JustWrite,意思就是現在就寫,也是在督促自己吧,畢竟猶豫徘徊,等於白來。

現在軟件的功能除了包含一鍵發布本地文章加本地圖片到博客園、CSDN、SegmentFault、掘金、開源中國等平台,我還打算將他打造為一個體驗不錯的Markdown寫作軟件。現在你閱讀的這篇文章,就是我使用 JustWrite 書寫的,使用的字體是我個人喜歡的幼圓體,除此之外,還有六款風格迥異的字體可以切換使用。字號也是可以動態放大或者縮小,還可以關閉右側預覽,專註於寫作,如下圖所示:

這些截圖是我截屏后使用快捷鍵Ctrl+V一鍵粘貼的,圖片會自動放到當前md文件所在目錄下的picture文件夾內。

關於 JustWrite 從構思到實踐的心路歷程大致就以上這些了,這次開發 JustWrite 也讓我過了一把產品經理的癮,基本已經滿足了我的日常需求。如果你有更好的想法和創意也可以告訴我,說不定第二天就會實現了。

Github:

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