口香糖變身藝術品 英藝術家巧手改造垃圾

摘錄自2020年2月24日公視新聞網報導

英國藝術家和美國設計師用他們的巧思,讓街邊亂吐的口香糖或是廢棄布料大變身。

紡織和時裝業是地球上第二大的淡水污染源,美國環保署統計,全美紡織品垃圾2017年統計有1700萬噸,其中1100萬噸送到垃圾場掩埋,只有約260萬噸被回收。

紐約設計師丹尼爾使用廢棄布料創造流行服飾,希望業界能做出反思。2015年開了自己的服飾店,店名叫零廢棄,他的設計受到年輕人喜愛,也在博物館展出,他甚至希望同業複製模仿他的設計,鼓吹透過處理舊服飾和廢棄碎布,創造出環保永續的時尚理念。

而現年57歲的英國人威爾森,原本是一名木雕師,15年前在街上看到黏在地上的口香糖,決定進行大改造。威爾森解釋:「我使用壓克力瓷漆來作畫,然後將口香糖加熱,等它乾後我再噴上噴漆。」一個作品約花費2小時完成,他的作品目前遍布歐洲各地,估計有數千個,他說這就像是每個城市的隱藏藝術,希望人們在欣賞藝術的同時,也不要再亂丟垃圾了。

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工信部正式發佈首批鉛蓄電池企業名單 風帆\天能\超微等39家企業入選

2月17日,工信部正式發佈《鉛蓄電池行業規範條件(2015年本)》企業名單(第一批),風帆股份、天能電池、超微電源、億能電源、聖陽電源、雄韜電源、荷貝克電源、普發電源、威盛電源、豐江實業等39家企業入選。

2015年12月10日,為進一步規範鉛蓄電池行業管理,加快行業結構調整和轉型升級,工信部對《鉛蓄電池行業准入條件》及《鉛蓄電池行業准入公告管理暫行辦法》進行了修訂,形成了《鉛蓄電池行業規範條件(2015年本)》和《鉛蓄電池行業規範公告管理暫行辦法(2015年本)》。新規範對電池企業的建設申請、生產能力、工藝水準以及環保等方面做出了嚴格的規定。

符合《鉛蓄電池行業規範條件(2015年本)》企業名單(第一批)

(排名不分先後)

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補償計畫,美國要求福斯在美生產電動車

福斯汽車先前傳出廢氣排放測試造假的醜聞,引發喧然大波。為進行補償,美國環境保護署(EPA)要求福斯汽車在美國本土生產電動車,同時建置電動車充電網絡。

路透社引述德國媒體《Welt am Sonntag》表示,EPA正與福斯汽車洽談福斯60萬輛柴油汽車排氣檢測造假之事要如何補償。這些排氣造假汽車所排放的廢氣,比美國法定廢氣排放標準高出40倍。

文章指出,EPA要求福斯汽車在美國田納西州的Chattanooga工廠就地生產電動車,同時須在美國建立電動汽車衝電網絡。不過,文章並未明確指出EPA是要求福斯生產福斯在美既有的電動車與油電混和車車款,還是要研發、生產新的車款。

此外,福斯表示仍在持續與EPA協商補償事宜中。

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中國鬆口承認蝗蟲可能從印巴入侵 急發防蝗緊急通知

摘錄自2020年3月3日中央廣播電台報導

源自東非的蝗災肆虐南亞逐漸向中國逼近,早先中國農業農村部與中國科學院院士康樂才對外表示這波蝗災影響中國可能性不大,不過中國國家林草局2日卻發出緊急通知,明白指出沙漠蝗蟲可能從巴基斯坦和印度沿青藏高原河谷地帶入侵西藏、雲南、新疆等地,坦言存在造成危害的風險,要求確實做好防控。

武漢肺炎(COVID-19)疫情還在中國持續流竄,但源自於非洲的蝗災卻已經蔓延到巴基斯坦、印度等地,早先聯合國糧農組織(Food and Agriculture Organization, FAO)透露,這波蝗災有可能延續至2020年6月,屆時蝗群規模可能比目前大出500倍,呼籲全球戒備,但中國農業單位認為,中國蝗蟲監測預警和防治能力提升,防蝗藥械儲備充足,大面積爆發蝗災的風險很低。不過中國國家林草局2日則是發出一份緊急通知,公開呼籲民眾做好蝗災的防範。

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奔馳下一代汽車將棄用特斯拉電動傳動系統 採用自家技術a

戴姆勒電動汽車主管哈拉爾德•克勒格爾(Harald Kroeger)在接受德國媒體採訪時說,為了開發自有傳動系統和電池技術,奔馳已經投資了5.5億美元,下一代B級Electric Drive電動汽車不會使用特斯拉傳動系統。

奔馳這樣做合情合理。2014年年末時,奔馳基本上已經清空了特斯拉持股。在2014年的年報中特斯拉也說B級車研發合作已經基本完成。到了2015年年底,特斯拉已經銷售10萬輛電動汽車。以前特斯拉是矽谷新崛起的明星企業,一些大型汽車公司有興趣與它合作,現在汽車公司已經將特斯拉當成了競爭對手。比如豐田,在特斯拉成立之初,豐田也曾參與投資,特斯拉還為豐田電動版RAV4提供傳動系統。

那時的特斯拉還很年輕,它還沒有推出Model S轎車,如果能與大型汽車商合作對公司的發展無疑是有利的。特斯拉需要增加營收,只有有了營收,公司才有可能轉變為主流汽車製造商。另外,在公司沒有上市之前,它需要吸引早期投資者來支援自己。今天的特斯拉已經完全不同了,Model S大獲成功,Model X剛剛開始向用戶交貨。本月晚些時候Model 3也將上市,這是一款低價電動汽車。可以說現在的特斯拉已經是一家規模雖小但是卻很成熟的電動汽車製造商了。

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不止面試—jvm類加載面試題詳解

面試題

帶着問題學習是最高效的,本次我們將嘗試回答以下問題:

  1. 什麼是類的加載?
  2. 哪些情況會觸發類的加載?
  3. 講一下JVM加載一個類的過程
  4. 什麼時候會為變量分配內存?
  5. JVM的類加載機制是什麼?
  6. 雙親委派機制可以打破嗎?為什麼

答案放在文章的最後,來不及看原理也可以直接跳到最後直接看答案。

深入原理

類的生命周期

類的生命周期相信大家已經耳熟能詳,就像下面這樣:

不過這東西總是背了就忘,忘了又背,就像馬什麼梅一樣,對吧?

其實理解之後,基本上就不會再忘了。

加載

加載主要做三件事:

  1. 找到類文件(通過類的全限定名來獲取定義此類的二進制字節流)
  2. 放入方法區(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. 開個入口(生成一個代表此類的java.lang.Class對象,作為訪問方法區這些數據結構的入口)

總的來講,這一步就是通過類加載器把類讀入內存。需要注意的是,第三步雖然生成了對象,但並不在堆里,而是在方法區里。

連接

連接分為三步,一般面試都比較喜歡問準備這一步。

校驗

顧名思義,檢查Class文件的字節流中包含的信息是否符合當前虛擬機的要求。

準備

這一步中將為靜態變量和靜態常量分配內存,並賦值。

需要注意的是,靜態變量只會給默認值。比如下面這個:

public static int value = 123;

此時賦給value的值是0,不是123。

靜態常量(static final修飾的)則會直接賦值。比如下面這個:

public static final int value = 123;

此時賦給value的值是123。

解析

解析階段就是jvm將常量池的符號引用替換為直接引用。

恩……啥是常量池?啥是符號引用?啥是直接引用?

常量池我們放在jvm內存結構里說。先來說下什麼是符號引用和直接引用。

符號引用和直接引用

假設有一個Worker類,包含了一個Car類的run()方法,像下面這樣:

class Worker{
    ......
    public void gotoWork(){
        car.run(); //這段代碼在Worker類中的二進製表示為符號引用        
    }
    ......
}

在解析階段之前,Worker類並不知道car.run()這個方法內存的什麼地方,於是只能用一個字符串來表示這個方法。該字符串包含了足夠的信息,比如類的信息,方法名,方法參數等,以供實際使用時可以找到相應的位置。

這個字符串就被稱為符號引用

在解析階段,jvm根據字符串的內容找到內存區域中相應的地址,然後把符號引用替換成直接指向目標的指針、句柄、偏移量等,這之後就可以直接使用了。

這些直接指向目標的指針、句柄、偏移量就被成為直接引用

初始化

類的初始化的主要工作是為靜態變量賦程序設定的初值。

還記得上面的靜態變量嗎:

public static int value = 123;

經過這一步,value的值終於是123了。

總結如下圖:

類初始化的條件

Java虛擬機規範中嚴格規定了有且只有五種情況必須對類進行初始化:

  1. 使用new字節碼指令創建類的實例,或者使用getstatic、putstatic讀取或設置一個靜態字段的值(放入常量池中的常量除外),或者調用一個靜態方法的時候,對應類必須進行過初始化。
  2. 通過java.lang.reflect包的方法對類進行反射調用的時候,如果類沒有進行過初始化,則要首先進行初始化。
  3. 當初始化一個類的時候,如果發現其父類沒有進行過初始化,則首先觸發父類初始化。
  4. 當虛擬機啟動時,用戶需要指定一個主類(包含main()方法的類),虛擬機會首先初始化這個類。
  5. 使用jdk1.7的動態語言支持時,如果一個java.lang.invoke.MethodHandle實例最後的解析結果REF_getStatic、REF_putStatic、RE_invokeStatic的方法句柄,並且這個方法句柄對應的類沒有進行初始化,則需要先觸發其初始化。

除了以上這五種情況,其他任何情況都不會觸發類的初始化。

比如下面這幾種情況就不會觸發類初始化:

  1. 通過子類調用父類的靜態字段。此時父類符合情況一,而子類不符合任何情況。所以只有父類被初始化。
  2. 通過數組來引用類,不會觸發類的初始化。因為new的是數組,而不是類。
  3. 調用類的靜態常量不會觸發類的初始化,因為靜態常量在編譯階段就會被存入調用類的常量池中,不會引用到定義常量的類。

類加載機制

類加載器

在上面咱們曾經說到,加載階段需要“通過一個類的全限定名來獲取描述此類的二進制字節流”。這件事情就是類加載器在做。

jvm自帶三種類加載器,分別是:

  1. 啟動類加載器。
  2. 擴展類加載器。
  3. 應用程序類加載器

他們的繼承關係如下圖:

雙親委派

雙親委派機制工作過程如下:

  1. 當前ClassLoader首先從自己已經加載的類中查詢是否此類已經加載,如果已經加載則直接返回原來已經加載的類。每個類加載器都有自己的加載緩存,當一個類被加載了以後就會放入緩存,等下次加載的時候就可以直接返回了。

  2.  當前classLoader的緩存中沒有找到被加載的類的時候,委託父類加載器去加載,父類加載器採用同樣的策略,首先查看自己的緩存,然後委託父類的父類去加載,一直到bootstrp ClassLoader.

  3.  當所有的父類加載器都沒有加載的時候,再由當前的類加載器加載,並將其放入它自己的緩存中,以便下次有加載請求的時候直接返回。

為啥要搞這麼複雜?自己處理不好嗎?

雙親委派的優點如下:

  1. 避免重複加載。當父親已經加載了該類的時候,就沒有必要子ClassLoader再加載一次。
  2. 為了安全。避免核心類,比如String被替換。

打破雙親委派

“雙親委派”機制只是Java推薦的機制,並不是強制的機制。

比如JDBC就打破了雙親委派機制。它通過Thread.currentThread().getContextClassLoader()得到線程上下文加載器來加載Driver實現類,從而打破了雙親委派機制。

至於為什麼,以後再說吧。

答案

現在,我們可以回答文章開頭提出的問題了。盡量在理解的基礎上回答,不需要死記硬背。

  1. 什麼是類的加載?

    JVM把通過類名獲得類的二進制流之後,把類放入方法區,並創建入口對象的過程被稱為類的加載。經過加載,類就被放到內存里了。

  2. 哪些情況會觸發類的初始化?

    類在5種情況下會被初始化:

    第一,假如這個類是入口類,他會被初始化。

    第二,使用new創建對象,或者調用類的靜態變量,類會被初始化。不過靜態常量不算。

    第三,通過反射獲取類,類會被初始化

    第四,如果子類被初始化,他的父類也會被初始化。

    第五,使用jdk1.7的動態語言支持時,調用到靜態句柄,也會被初始化。

  3. 講一下JVM加載一個類的過程

    同問題1。不過這裏也可以問下面試官是不是想問類的生命周期。如果是問類的生命周期,可以回答有”加載、連接、初始化、使用、卸載“五個階段,連接又可以分為”校驗、準備、解析“三個階段。

  4. 什麼時候會為變量分配內存?

    在準備階段為靜態變量分配內存。

  5. JVM的類加載機制是什麼?

    雙親委派機制,類加載器會先讓自己的父類來加載,父類無法加載的話,才會自己來加載。

  6. 雙親委派機制可以打破嗎?為什麼

    可以打破,比如JDBC使用線程上下文加載器打破了雙親委派機制。原因是JDBC只提供了接口,並沒有提供實現。這個問題可以再看下引用文獻的內容。

引用文獻

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日本黑科技!豐橋大學研發無電池電動車

電動車沒有電池也能行駛?日本豐橋科技大學成功開發世界首輛無電池電動車,並於3月18日在日本愛知縣豐橋市公開試車。這款電動車採用特殊輪胎,行駛在特別設計的電氣化車道上,可直接透過輪胎供電,作為電動車的驅動電力。

這個無電池電動車計畫由豐橋技術科學大學汽車城市研究中心(Vehicle City Research Center)主任大平孝教授主持,與大成建設公司共同研究。研究人員在校園內的柏油路下埋入兩條通電鋼板來打造電氣化道路,為電動車輸送高功率電力;同時,汽車的輪胎也是特殊設計,可直接接收電氣化道路傳來的電力並用以行駛。豐橋科技大學指出,本次實驗採用了13.56MHz、輸出功率5kW的電流。

試車時,這款無電池電動車共以時速10公里的速度移動了30公尺。大平孝表示,這是全球第一筆無電池電動車上路行駛的紀錄。

電動車的續航力一直是一大技術難關。受限於電池容量等問題,一般的電動車普遍有行駛距離偏短、充電所需時間較長的困擾。若這個無電池電動車技術成熟,則這些問題未來都將不再是問題,電動車也能輕鬆長距離行駛。

大平孝表示,未來研究的方向將是電氣化道路的功能改良與成本降低,同時也會加緊研究安全性與標準化等相關問題。下一步將嘗試在汽車專用道路上進行實地測試。這項技術也能應用於工廠的貨物運送或物流技術等,具商業化的應用的領域。

(照片來源:豐橋科技大學)

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Prometheus監控有所思:多標籤埋點及Mbean

  使用 grafana+prometheus+jmx 作為普通的監控手段,是比較有用的。我之前的文章介紹了相應的實現辦法。

  但是,按照之前的實現,我們更多的只能是監控 單值型的數據,如請求量,tps 等等,對於複雜組合型的指標卻不容易監控。

  這種情況一般帶有一定的業務屬性,比如想監控mq中的每個topic的消費情況,每類產品的實時訂單情況等等。當然,對於看過完整的 prometheus 的監控數據的同學來說,會覺得很正常,因為你會看到如下的數據:

# HELP java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max java.lang.management.MemoryUsage (java.lang<type=MemoryPool, name=Metaspace><PeakUsage>max)
# TYPE java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max untyped
java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max{name="Metaspace",} -1.0
java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max{name="PS Old Gen",} 1.415053312E9
java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max{name="PS Eden Space",} 6.96778752E8
java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max{name="Code Cache",} 2.5165824E8
java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max{name="Compressed Class Space",} 1.073741824E9
java_lang_MemoryPool_PeakUsage_max{name="PS Survivor Space",} 5242880.0

  這裏面的 name 就是普通標籤嘛,同理於其他埋點咯。應該是可以實現的。

  是的,prometheus 是方便實現這玩意的,但是我們之前不是使用 jmx_exportor 作為導出工具嘛,使用的埋點組件是 io.dropwizard.metrics:metrics-core 。

  而它則是重在單值的監控,所以,用它我們是實現不了帶指標的數據的監控了。

  那怎麼辦呢?三個辦法!

1. 直接替換原有的 metrics-core 組件為 prometheus 的client 組件,因為官方是支持這種操作的;
2. 使用 prometheus-client 組件與 metrics-core 組件配合,各自使用各自的功能;
3. 自行實現帶標籤的埋點,這可能是基於 MBean 的;

 

  以上這幾種方案,各有優劣。方案1可能改動太大,而且可能功能不兼容不可行; 方案2可能存在整合不了或者功能衝突情況,當然如果能整合,絕對是最好的; 方案3實現複雜度就高了,比如監控值維護、線程安全、MBean數據吐出方式等等。

  好吧,不管怎麼樣,我們還是都看看吧。

 

一、 使用 prometheus-client 埋點實現帶標籤的監控

  1. 引入 pom 依賴

        <dependency>
            <groupId>io.prometheus</groupId>
            <artifactId>simpleclient</artifactId>
            <version>0.8.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
                <groupId>io.prometheus</groupId>
                <artifactId>simpleclient_hotspot</artifactId>
                <version>0.8.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
                <groupId>io.prometheus</groupId>
                <artifactId>simpleclient_servlet</artifactId>
                <version>0.8.0</version>
        </dependency>

  2. 框架註冊監控

        @Configuration
        public class PrometheusConfig {
            @Bean
            public ServletRegistrationBean servletRegistrationBean(){
                // 將埋點指標吐出到 /metrics 節點
                return new ServletRegistrationBean(new MetricsServlet(), "/metrics");
            }
        }

  3. 業務埋點數據

        // 註冊指標實例
        io.prometheus.client.Counter c = io.prometheus.client.Counter.build()
                .name("jmx_test_abc_ffff")
                .labelNames("topic")
                .help("topic counter usage.")
                .register();
        public void incTopicMetric(String topic) {
            // c.labels("test").inc();  // for test
        }

  4. 獲取埋點數據信息

        curl http://localhost:8080/metrics
        # 對外暴露http接口調用,結果如下
        # HELP jmx_test_abc_ffff counter usage.
        # TYPE jmx_test_abc_ffff counter
        jmx_test_abc_ffff{topic="bbb",} 1.0
        jmx_test_abc_ffff{topic="2",} 2.0
        jmx_test_abc_ffff{topic="test",} 1.0

  可以看出,效果咱們是實現了。但是,對於已經運行的東西,要改這玩意可能不是那麼友好。主要有以下幾點:

    1. 暴露數據方式變更,原來由javaagent進行統一處理的數據,現在可能由於應用端口的不一,導致收集的配置會變更,不一定符合運維場景;
    2. 需要將原來的埋點進行替換;

 

二、 prometheus-client 與 metrics-core 混合埋點

  不處理以前的監控,將新監控帶標籤數據吐入到 jmx_exportor 中。

  我們試着使用如上的埋點方式:

        // 註冊指標實例
        io.prometheus.client.Counter c = io.prometheus.client.Counter.build()
                .name("jmx_test_abc_ffff")
                .labelNames("topic")
                .help("topic counter usage.")
                .register();
        public void incTopicMetric(String topic) {
            // c.labels("test").inc();  // for test
        }

  好像數據是不會進入的到 jmx_exportor 的。這也不奇怪,畢竟咱們也不了解其原理,難道想靠運氣取勝??

  細去查看 metrics-core 組件的埋點實現方案,發現其是向 MBean 中吐入數據,從而被 jmx_exportor 抓取的。

        // com.codahale.metrics.jmx.JmxReporter.JmxListener#onCounterAdded
        @Override
        public void onCounterAdded(String name, Counter counter) {
            try {
                if (filter.matches(name, counter)) {
                    final ObjectName objectName = createName("counters", name);
                    registerMBean(new JmxCounter(counter, objectName), objectName);
                }
            } catch (InstanceAlreadyExistsException e) {
                LOGGER.debug("Unable to register counter", e);
            } catch (JMException e) {
                LOGGER.warn("Unable to register counter", e);
            }
        }
        // 向 mBeanServer 註冊監控實例
        // 默認情況下 mBeanServer = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();
        private void registerMBean(Object mBean, ObjectName objectName) throws InstanceAlreadyExistsException, JMException {
            ObjectInstance objectInstance = mBeanServer.registerMBean(mBean, objectName);
            if (objectInstance != null) {
                // the websphere mbeanserver rewrites the objectname to include
                // cell, node & server info
                // make sure we capture the new objectName for unregistration
                registered.put(objectName, objectInstance.getObjectName());
            } else {
                registered.put(objectName, objectName);
            }
        }

  而 prometheus-client 則是通過 CollectorRegistry.defaultRegistry 進行註冊實例的。

    // io.prometheus.client.SimpleCollector.Builder#register()
    /**
     * Create and register the Collector with the default registry.
     */
    public C register() {
      return register(CollectorRegistry.defaultRegistry);
    }
    /**
     * Create and register the Collector with the given registry.
     */
    public C register(CollectorRegistry registry) {
      C sc = create();
      registry.register(sc);
      return sc;
    }

  所以,好像原理上來講是不同的。至於到底為什麼不能監控到數據,那還不好說。至少,你可以學習 metrics-core 使用 MBean 的形式將數據導出。這是我們下一個方案要討論的事。

  這裏我可以給到一個最終簡單又不失巧合的方式,實現兩個監控組件的兼容,同時向 jmx_exportor 進行導出。如下:

  1. 引入 javaagent 依賴包

        <!-- javaagent 包,與 外部使用的 jmx_exportor 一致 -->
        <dependency>
            <groupId>io.prometheus.jmx</groupId>
            <artifactId>jmx_prometheus_javaagent</artifactId>
            <version>0.12.0</version>
        </dependency>

  2. 使用 agent 的工具類進行埋點

  因為 javaagent 裏面提供一套完整的 client 工具包,所以,我們可以使用。

        // 註冊指標實例
        // 將 io.prometheus.client.Counter 包替換為 io.prometheus.jmx.shaded.io.prometheus.client.Counter
        io.prometheus.client.Counter c = io.prometheus.client.Counter.build()
                .name("jmx_test_abc_ffff")
                .labelNames("topic")
                .help("topic counter usage.")
                .register();
        public void incTopicMetric(String topic) {
            // c.labels("test").inc();  // for test
        }

  3. 原樣使用 jmx_exportor 就可以導出監控數據了

  為什麼換一個包這樣就可以了?

  因為 jmx_exportor 也是通過註冊 CollectorRegistry.defaultRegistry 來進行收集數據的,我們只要保持與其實例一致,就可以做到在同一個jvm內共享數據了。

 

三、 基於 MBean自行實現帶標籤的埋點

// 測試類
public class PrometheusMbeanMetricsMain {
    private static ConcurrentHashMap<String, AtomicInteger> topicContainer = new ConcurrentHashMap<>();
    private static MBeanServer mBeanServer = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 模擬某個topic
        String commingTopic = "test_topic";
        AtomicInteger myTopic1Counter = getMetricCounter(commingTopic);
        System.out.println("jmx started!");
        while(true){
            System.out.println("---");
            // 計數增加
            myTopic1Counter.incrementAndGet();
            Thread.sleep(10000);
        }
    }

    private static AtomicInteger getMetricCounter(String topic) throws MalformedObjectNameException, NotCompliantMBeanException, InstanceAlreadyExistsException, MBeanRegistrationException {
        AtomicInteger myTopic1Counter = topicContainer.get(topic);
        if(myTopic1Counter == null) {
            myTopic1Counter = new AtomicInteger(0);
            Hashtable<String, String> tab = new Hashtable<>();
            tab.put("topic", topic);
            // 佔位符,雖然不知道什麼意思,但是感覺很厲害的樣子
            tab.put("_", "_value");
            ObjectName objectName = new ObjectName("mydomain_test", tab);
            // 註冊監控實例 到 MBeanServer 中
            ObjectInstance objectInstance = mBeanServer.registerMBean(new JmxCounter(myTopic1Counter, objectName), objectName);
        }
        return myTopic1Counter;
    }
}
// JmxCounter, MBean 要求: 1. 接口必須定義成Public的;  2. 接口命名規範符合要求, 即接口名叫 XYZMBean ,那麼實現名就必須一定是XYZ;
// DynamicMBean
public interface JmxCounterMBean {
    public Object getCount() throws Exception;
}
public class JmxCounter implements JmxCounterMBean {
    private AtomicInteger metric;
    private ObjectName objectName;

    public JmxCounter(AtomicInteger metric, ObjectName objectName) {
        this.objectName = objectName;
        this.metric = metric;
    }

    @Override
    public Object getCount() throws Exception {
        // 返回監控結果
        return metric.get();
    }

}

  最後,見證奇迹的時刻。結果如下:

# HELP mydomain_test_value_Count Attribute exposed for management (mydomain_test<_=_value, topic=b_topic><>Count)
# TYPE mydomain_test_value_Count untyped
mydomain_test_value_Count{topic="b_topic",} 1.0
mydomain_test_value_Count{topic="a_topic",} 88.0

  很明顯,這是一個糟糕的實現,不要學他。僅為了演示效果。

  所以,總結下來,自然是使用方案2了。兩個組件兼容,實現簡單,性能也不錯。如果只是為了使用,到此就可以了。不過你得明白,以上方案有取巧的成分在。

 

四、 原理: jmx_exportor 是如何獲取數據的?

  jmx_exportor 也是可以通過 http_server 暴露數據。

    // io.prometheus.client.exporter.HTTPServer
    /**
     * Start a HTTP server serving Prometheus metrics from the given registry.
     */
    public HTTPServer(InetSocketAddress addr, CollectorRegistry registry, boolean daemon) throws IOException {
        server = HttpServer.create();
        server.bind(addr, 3);
        // 使用 HTTPMetricHandler 處理請求
        HttpHandler mHandler = new HTTPMetricHandler(registry);
        // 綁定到 /metrics 地址上
        server.createContext("/", mHandler);
        server.createContext("/metrics", mHandler);
        executorService = Executors.newFixedThreadPool(5, DaemonThreadFactory.defaultThreadFactory(daemon));
        server.setExecutor(executorService);
        start(daemon);
    }    
    /**
     * Start a HTTP server by making sure that its background thread inherit proper daemon flag.
     */
    private void start(boolean daemon) {
        if (daemon == Thread.currentThread().isDaemon()) {
            server.start();
        } else {
            FutureTask<Void> startTask = new FutureTask<Void>(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    server.start();
                }
            }, null);
            DaemonThreadFactory.defaultThreadFactory(daemon).newThread(startTask).start();
            try {
                startTask.get();
            } catch (ExecutionException e) {
                throw new RuntimeException("Unexpected exception on starting HTTPSever", e);
            } catch (InterruptedException e) {
                // This is possible only if the current tread has been interrupted,
                // but in real use cases this should not happen.
                // In any case, there is nothing to do, except to propagate interrupted flag.
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }

  所以,可以主要邏輯是 HTTPMetricHandler 處理。來看看。

        // io.prometheus.client.exporter.HTTPServer.HTTPMetricHandler#handle
        public void handle(HttpExchange t) throws IOException {
            String query = t.getRequestURI().getRawQuery();

            ByteArrayOutputStream response = this.response.get();
            response.reset();
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(response);
            // 主要由該 TextFormat 進行格式化輸出
            // registry.filteredMetricFamilySamples() 進行數據收集
            TextFormat.write004(osw,
                    registry.filteredMetricFamilySamples(parseQuery(query)));
            osw.flush();
            osw.close();
            response.flush();
            response.close();

            t.getResponseHeaders().set("Content-Type",
                    TextFormat.CONTENT_TYPE_004);
            if (shouldUseCompression(t)) {
                t.getResponseHeaders().set("Content-Encoding", "gzip");
                t.sendResponseHeaders(HttpURLConnection.HTTP_OK, 0);
                final GZIPOutputStream os = new GZIPOutputStream(t.getResponseBody());
                response.writeTo(os);
                os.close();
            } else {
                t.getResponseHeaders().set("Content-Length",
                        String.valueOf(response.size()));
                t.sendResponseHeaders(HttpURLConnection.HTTP_OK, response.size());
                // 寫向客戶端
                response.writeTo(t.getResponseBody());
            }
            t.close();
        }

    }

 

五、 原理: jmx_exportor 是如何獲取Mbean 的數據的?

  jmx_exportor 有一個 JmxScraper, 專門用於處理 MBean 的值。

    // io.prometheus.jmx.JmxScraper#doScrape
    /**
      * Get a list of mbeans on host_port and scrape their values.
      *
      * Values are passed to the receiver in a single thread.
      */
    public void doScrape() throws Exception {
        MBeanServerConnection beanConn;
        JMXConnector jmxc = null;
        // 默認直接獲取本地的 jmx 信息
        // 即是通過共享 ManagementFactory.getPlatformMBeanServer() 變量來實現通信的
        if (jmxUrl.isEmpty()) {
          beanConn = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();
        } else {
          Map<String, Object> environment = new HashMap<String, Object>();
          if (username != null && username.length() != 0 && password != null && password.length() != 0) {
            String[] credent = new String[] {username, password};
            environment.put(javax.management.remote.JMXConnector.CREDENTIALS, credent);
          }
          if (ssl) {
              environment.put(Context.SECURITY_PROTOCOL, "ssl");
              SslRMIClientSocketFactory clientSocketFactory = new SslRMIClientSocketFactory();
              environment.put(RMIConnectorServer.RMI_CLIENT_SOCKET_FACTORY_ATTRIBUTE, clientSocketFactory);
              environment.put("com.sun.jndi.rmi.factory.socket", clientSocketFactory);
          }
          // 如果是遠程獲取,則會通過 rmi 進行遠程通信獲取
          jmxc = JMXConnectorFactory.connect(new JMXServiceURL(jmxUrl), environment);
          beanConn = jmxc.getMBeanServerConnection();
        }
        try {
            // Query MBean names, see #89 for reasons queryMBeans() is used instead of queryNames()
            Set<ObjectName> mBeanNames = new HashSet<ObjectName>();
            for (ObjectName name : whitelistObjectNames) {
                for (ObjectInstance instance : beanConn.queryMBeans(name, null)) {
                    mBeanNames.add(instance.getObjectName());
                }
            }

            for (ObjectName name : blacklistObjectNames) {
                for (ObjectInstance instance : beanConn.queryMBeans(name, null)) {
                    mBeanNames.remove(instance.getObjectName());
                }
            }

            // Now that we have *only* the whitelisted mBeans, remove any old ones from the cache:
            jmxMBeanPropertyCache.onlyKeepMBeans(mBeanNames);

            for (ObjectName objectName : mBeanNames) {
                long start = System.nanoTime();
                scrapeBean(beanConn, objectName);
                logger.fine("TIME: " + (System.nanoTime() - start) + " ns for " + objectName.toString());
            }
        } finally {
          if (jmxc != null) {
            jmxc.close();
          }
        }
    }
    
    // io.prometheus.jmx.JmxScraper#scrapeBean
    private void scrapeBean(MBeanServerConnection beanConn, ObjectName mbeanName) {
        MBeanInfo info;
        try {
          info = beanConn.getMBeanInfo(mbeanName);
        } catch (IOException e) {
          logScrape(mbeanName.toString(), "getMBeanInfo Fail: " + e);
          return;
        } catch (JMException e) {
          logScrape(mbeanName.toString(), "getMBeanInfo Fail: " + e);
          return;
        }
        MBeanAttributeInfo[] attrInfos = info.getAttributes();

        Map<String, MBeanAttributeInfo> name2AttrInfo = new LinkedHashMap<String, MBeanAttributeInfo>();
        for (int idx = 0; idx < attrInfos.length; ++idx) {
            MBeanAttributeInfo attr = attrInfos[idx];
            if (!attr.isReadable()) {
                logScrape(mbeanName, attr, "not readable");
                continue;
            }
            name2AttrInfo.put(attr.getName(), attr);
        }
        final AttributeList attributes;
        try {
            // 通過 MBean 調用對象,獲取所有屬性值,略去不說
            attributes = beanConn.getAttributes(mbeanName, name2AttrInfo.keySet().toArray(new String[0]));
        } catch (Exception e) {
            logScrape(mbeanName, name2AttrInfo.keySet(), "Fail: " + e);
            return;
        }
        for (Attribute attribute : attributes.asList()) {
            MBeanAttributeInfo attr = name2AttrInfo.get(attribute.getName());
            logScrape(mbeanName, attr, "process");
            // 處理單個key的屬性值, 如 topic=aaa,ip=1 將會進行再次循環處理
            processBeanValue(
                    mbeanName.getDomain(),
                    // 獲取有效的屬性列表, 我們可以簡單看一下過濾規則, 如下文
                    jmxMBeanPropertyCache.getKeyPropertyList(mbeanName),
                    new LinkedList<String>(),
                    attr.getName(),
                    attr.getType(),
                    attr.getDescription(),
                    attribute.getValue()
            );
        }
    }
    // 處理每個 mBean 的屬性,寫入到 receiver 中
    // io.prometheus.jmx.JmxScraper#processBeanValue
    /**
     * Recursive function for exporting the values of an mBean.
     * JMX is a very open technology, without any prescribed way of declaring mBeans
     * so this function tries to do a best-effort pass of getting the values/names
     * out in a way it can be processed elsewhere easily.
     */
    private void processBeanValue(
            String domain,
            LinkedHashMap<String, String> beanProperties,
            LinkedList<String> attrKeys,
            String attrName,
            String attrType,
            String attrDescription,
            Object value) {
        if (value == null) {
            logScrape(domain + beanProperties + attrName, "null");
        } 
        // 單值情況,数字型,字符串型,可以處理
        else if (value instanceof Number || value instanceof String || value instanceof Boolean) {
            logScrape(domain + beanProperties + attrName, value.toString());
            // 解析出的數據存入 receiver 中,可以是 jmx, 或者 控制台
            this.receiver.recordBean(
                    domain,
                    beanProperties,
                    attrKeys,
                    attrName,
                    attrType,
                    attrDescription,
                    value);
        } 
        // 多值型情況
        else if (value instanceof CompositeData) {
            logScrape(domain + beanProperties + attrName, "compositedata");
            CompositeData composite = (CompositeData) value;
            CompositeType type = composite.getCompositeType();
            attrKeys = new LinkedList<String>(attrKeys);
            attrKeys.add(attrName);
            for(String key : type.keySet()) {
                String typ = type.getType(key).getTypeName();
                Object valu = composite.get(key);
                processBeanValue(
                        domain,
                        beanProperties,
                        attrKeys,
                        key,
                        typ,
                        type.getDescription(),
                        valu);
            }
        } 
        // 更複雜型對象
        else if (value instanceof TabularData) {
            // I don't pretend to have a good understanding of TabularData.
            // The real world usage doesn't appear to match how they were
            // meant to be used according to the docs. I've only seen them
            // used as 'key' 'value' pairs even when 'value' is itself a
            // CompositeData of multiple values.
            logScrape(domain + beanProperties + attrName, "tabulardata");
            TabularData tds = (TabularData) value;
            TabularType tt = tds.getTabularType();

            List<String> rowKeys = tt.getIndexNames();

            CompositeType type = tt.getRowType();
            Set<String> valueKeys = new TreeSet<String>(type.keySet());
            valueKeys.removeAll(rowKeys);

            LinkedList<String> extendedAttrKeys = new LinkedList<String>(attrKeys);
            extendedAttrKeys.add(attrName);
            for (Object valu : tds.values()) {
                if (valu instanceof CompositeData) {
                    CompositeData composite = (CompositeData) valu;
                    LinkedHashMap<String, String> l2s = new LinkedHashMap<String, String>(beanProperties);
                    for (String idx : rowKeys) {
                        Object obj = composite.get(idx);
                        if (obj != null) {
                            // Nested tabulardata will repeat the 'key' label, so
                            // append a suffix to distinguish each.
                            while (l2s.containsKey(idx)) {
                              idx = idx + "_";
                            }
                            l2s.put(idx, obj.toString());
                        }
                    }
                    for(String valueIdx : valueKeys) {
                        LinkedList<String> attrNames = extendedAttrKeys;
                        String typ = type.getType(valueIdx).getTypeName();
                        String name = valueIdx;
                        if (valueIdx.toLowerCase().equals("value")) {
                            // Skip appending 'value' to the name
                            attrNames = attrKeys;
                            name = attrName;
                        } 
                        processBeanValue(
                            domain,
                            l2s,
                            attrNames,
                            name,
                            typ,
                            type.getDescription(),
                            composite.get(valueIdx));
                    }
                } else {
                    logScrape(domain, "not a correct tabulardata format");
                }
            }
        } else if (value.getClass().isArray()) {
            logScrape(domain, "arrays are unsupported");
        } else {
            // 多半會返回不支持的對象然後得不到jmx監控值
            // mydomain_test{3=3, topic=aaa} java.util.Hashtable is not exported
            logScrape(domain + beanProperties, attrType + " is not exported");
        }
    }
    
    // 我們看下prometheus 對 mbeanName 的轉換操作,會將各種特殊字符轉換為 屬性列表
    // io.prometheus.jmx.JmxMBeanPropertyCache#getKeyPropertyList
    public LinkedHashMap<String, String> getKeyPropertyList(ObjectName mbeanName) {
        LinkedHashMap<String, String> keyProperties = keyPropertiesPerBean.get(mbeanName);
        if (keyProperties == null) {
            keyProperties = new LinkedHashMap<String, String>();
            // 轉化為 string 格式
            String properties = mbeanName.getKeyPropertyListString();
            // 此處為 prometheus 認識的格式,已經匹配上了
            Matcher match = PROPERTY_PATTERN.matcher(properties);
            while (match.lookingAt()) {
                keyProperties.put(match.group(1), match.group(2));
                properties = properties.substring(match.end());
                if (properties.startsWith(",")) {
                    properties = properties.substring(1);
                }
                match.reset(properties);
            }
            keyPropertiesPerBean.put(mbeanName, keyProperties);
        }
        return keyProperties;
    }
        // io.prometheus.jmx.JmxMBeanPropertyCache#PROPERTY_PATTERN
        private static final Pattern PROPERTY_PATTERN = Pattern.compile(
            "([^,=:\\*\\?]+)" + // Name - non-empty, anything but comma, equals, colon, star, or question mark
                    "=" +  // Equals
                    "(" + // Either
                    "\"" + // Quoted
                    "(?:" + // A possibly empty sequence of
                    "[^\\\\\"]*" + // Greedily match anything but backslash or quote
                    "(?:\\\\.)?" + // Greedily see if we can match an escaped sequence
                    ")*" +
                    "\"" +
                    "|" + // Or
                    "[^,=:\"]*" + // Unquoted - can be empty, anything but comma, equals, colon, or quote
                    ")");

 

六、 原理: jmx_exportor 為什麼輸出的格式是這樣的?

  prometheus 的數據格式如下,如何從埋點數據轉換?

# HELP mydomain_test_value_Count Attribute exposed for management (mydomain_test<_=_value, topic=b_topic><>Count)
# TYPE mydomain_test_value_Count untyped
mydomain_test_value_Count{topic="b_topic",} 1.0
mydomain_test_value_Count{topic="a_topic",} 132.0

  是一個輸出格式問題,也是一協議問題。

  // io.prometheus.client.exporter.common.TextFormat#write004
  public static void write004(Writer writer, Enumeration<Collector.MetricFamilySamples> mfs) throws IOException {
    /* See http://prometheus.io/docs/instrumenting/exposition_formats/
     * for the output format specification. */
    while(mfs.hasMoreElements()) {
      Collector.MetricFamilySamples metricFamilySamples = mfs.nextElement();
      writer.write("# HELP ");
      writer.write(metricFamilySamples.name);
      writer.write(' ');
      writeEscapedHelp(writer, metricFamilySamples.help);
      writer.write('\n');

      writer.write("# TYPE ");
      writer.write(metricFamilySamples.name);
      writer.write(' ');
      writer.write(typeString(metricFamilySamples.type));
      writer.write('\n');

      for (Collector.MetricFamilySamples.Sample sample: metricFamilySamples.samples) {
        writer.write(sample.name);
        // 帶 labelNames 的,依次輸出對應的標籤
        if (sample.labelNames.size() > 0) {
          writer.write('{');
          for (int i = 0; i < sample.labelNames.size(); ++i) {
            writer.write(sample.labelNames.get(i));
            writer.write("=\"");
            writeEscapedLabelValue(writer, sample.labelValues.get(i));
            writer.write("\",");
          }
          writer.write('}');
        }
        writer.write(' ');
        writer.write(Collector.doubleToGoString(sample.value));
        if (sample.timestampMs != null){
          writer.write(' ');
          writer.write(sample.timestampMs.toString());
        }
        writer.write('\n');
      }
    }
  }

 

  done.

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2015年宇通共獲新能源汽車補貼逾68億

4月4日,宇通客車發佈2015年年報。報告期內,累計完成客車銷售 67,018 輛,實現營業收入312.1 億元,實現歸屬于母公司所有者淨利潤 35.35 億元。公司新能源客車合計生產20568輛,同比增長173.91%;銷售20446台,同比增長 176.1%。其中純電動客車銷量為13885輛,同比增長706.8%;插電式混合動力客車銷量6560輛,同比增長17.8%。

在收入方面,純電動客車營收約92.62億元,插電式混合動力客車營收47.13億元。公告指出,報告期內,公司抓住了新能源市場的爆發式增長的機會,營業收入同比增長 21.31%,歸屬于母公司所有者的淨利潤同比增長 35.31%,經營活動現金淨流量 60.1 億元。

2015年宇通客車新能源汽車產銷及獲得補貼統計(來源:宇通客車2015年年報)

據瞭解,2015年宇通客車共獲得新能源汽車推廣應用補貼68.565億元。其中純電動客車補貼52.345億元,插電式混合動力客車補貼16.22億元。從獲得的補貼比例來看,純電動客車佔據56.52%的份額,插電式混合動力客車占比34.41%。

根據公告,新能源客車的關鍵零部件中,整車控制系統為自主研發自主生產,集成式電機控制器、電機、超級電容和動力電池系統均與行業綜合實力較強的供應商聯合開發,通過整合行業資源,研製出技術領先有競爭力的零部件,支撐公司新能源客車的技術領先。

報告指出,新能源市場受國家補貼政策的推動快速發展,大量企業切入客車市場,競爭情況更加複雜,隨著補貼政策的進一步完善,產品經過時間的檢驗,技術實力強、產品優質、綜合性價比高的企業將在未來新能源客車市場中居於主導地位。

根據公告,2015年,宇通客車實現了全產品端新能源產品的覆蓋,在節能技術、NVH 技術、無人駕駛技術等方面開展了深入研究,整體研發實力進一步增強。

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SpEL + AOP實現註解的動態賦值.

一、自定義註解

先聊聊這個需求,我需要根據用戶的權限對數據進行一些處理,但是痛點在哪裡呢?用戶的權限是在請求的時候知道的,我怎麼把用戶的權限傳遞給處理規則呢?想了以下幾種方案:

  1. Mybatis 攔截器:如果你的權限參數可以滲透到 Dao 層,那麼這是最好的處理方式,直接在 Dao 層數據返回的時候,根據權限做數據處理。
  2. Dubbo 過濾器:如果 Dao 層沒辦法實現的話,只好考慮在 service 層做數據處理了。
  3. ResponseBodyAdvice :要是 service 層也沒辦法做到,只能在訪問層數據返回的時候,根據權限做數據處理。(以下介紹的正是這種方式)

那麼現在有個難點就是:我怎麼把 request 的權限參數傳遞到 response 中呢?當然可以在 Spring 攔截器中處理,但是我不想把這段代碼侵入到完整的鑒權邏輯中。突然想到,我能不能像 spring-data-redis 中 @Cacheable 一樣,利用註解和 SpEL 表達式動態的傳遞權限參數呢?然後在 ResponseBodyAdvice 讀取這個註解的權限參數,進而對數據進行處理。

首先,我們需要有個自定義註解,它有兩個參數:key 表示 SpEL 表達式;userType 表示權限參數。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ResponseSensitiveOverride {

    /**
     * SPEL 表達式
     *
     * @return
     */
    String key() default "";

    /**
     * 1:主賬號、2:子賬號
     */
    int userType() default 1;
}

然後,把這個註解放在路由地址上,key 寫入獲取權限參數的 SpEL 表達式:

    @ResponseSensitiveOverride(key = "#driverPageParam.getUserType()")
    @RequestMapping(value = "/queryPage", method = RequestMethod.POST)
    public ResponseData<PageVo<AdminDriverVo>> queryPage(@RequestBody AdminDriverPageParam driverPageParam) {
        return driverService.queryPageAdmin(driverPageParam);
    }

二、SpEl + AOP 註解賦值

現在 SpEL 表達式是有了,怎麼把 SpEL 表達式的結果賦值給註解的 userType 參數呢?這就需要用 、 和 的知識。

@Aspect
@Component
public class SensitiveAspect {

    private SpelExpressionParser spelParser = new SpelExpressionParser();

    /**
     * 返回通知
     */    
    @AfterReturning("@annotation(com.yungu.swift.base.model.annotation.ResponseSensitiveOverride) && @annotation(sensitiveOverride)")
    public void doAfter(JoinPoint joinPoint, ResponseSensitiveOverride sensitiveOverride) throws Exception {
        //獲取方法的參數名和參數值
        MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
        List<String> paramNameList = Arrays.asList(methodSignature.getParameterNames());
        List<Object> paramList = Arrays.asList(joinPoint.getArgs());

        //將方法的參數名和參數值一一對應的放入上下文中
        EvaluationContext ctx = new StandardEvaluationContext();
        for (int i = 0; i < paramNameList.size(); i++) {
            ctx.setVariable(paramNameList.get(i), paramList.get(i));
        }

        // 解析SpEL表達式獲取結果
        String value = spelParser.parseExpression(sensitiveOverride.key()).getValue(ctx).toString();
        //獲取 sensitiveOverride 這個代理實例所持有的 InvocationHandler
        InvocationHandler invocationHandler = Proxy.getInvocationHandler(sensitiveOverride);
        // 獲取 invocationHandler 的 memberValues 字段
        Field hField = invocationHandler.getClass().getDeclaredField("memberValues");
        // 因為這個字段是 private final 修飾,所以要打開權限
        hField.setAccessible(true);
        // 獲取 memberValues
        Map memberValues = (Map) hField.get(invocationHandler);
        // 修改 value 屬性值
        memberValues.put("userType", Integer.parseInt(value));

    }
}

通過這種方式,我們就實現了為註解動態賦值。

三、ResponseBodyAdvice 處理數據

現在要做的事情就是在 ResponseBody 數據返回前,對數據進行攔截,然後讀取註解上的權限參數,從而對數據進行處理,這裏使用的是 SpringMVC 的 ResponseBodyAdvice 來實現:

@Slf4j
@RestControllerAdvice
@Order(-1)
public class ResponseBodyAdvice implements org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ResponseBodyAdvice {

    private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return SysUserDto.USER_TYPE_PRIMARY;
        }
    };

    @Override
    public boolean supports(MethodParameter returnType, Class converterType) {
        if (returnType.hasMethodAnnotation(ResponseSensitiveOverride.class)) {
            ResponseSensitiveOverride sensitiveOverride = returnType.getMethodAnnotation(ResponseSensitiveOverride.class);
            threadLocal.set(sensitiveOverride.userType());
            return true;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, MediaType selectedContentType, Class selectedConverterType, ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response) {
        if (body != null && SysUserDto.USER_TYPE_SUB.equals(threadLocal.get())) {
            // 業務處理
        }
        return body;
    }
}

題外話,其實我最後還是擯棄了這個方案,選擇了 Dubbo 過濾器的處理方式,為什麼呢?因為在做數據導出的時候,這種方式沒辦法對二進制流進行處理呀!汗~ 但是該方案畢竟耗費了我一個下午的心血,還是在此記錄一下,可能有它更好的適用場景!

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