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一:C语言 嵌入式Linux工程师的学习需要具备一定的C语言基础,C语言是嵌入式领域最重要也是最主要的编程语言,通过大量编程实例重点理解C语言的基础编程以及高级编程知识。包括:基本数据类型、数组、指针、结构体、链表、文件操作、队列、栈等。 二:Linux基础 Linux操作系统的概念、安装方法,详细了解Linux下的目录结构、基本命令、编辑器VI ,编译器GCC,调试器GDB和 Make 项目管理工具, Shell Makefile脚本编写等知识,嵌入式开发环境的搭建。 三:Linux系统编程 重点学习标准I/O库,Linux多任务编程中的多进程和多线程,以及进程间通信(pipe、FIFO、消息队列、共享内存、signal、信号量等),同步与互斥对共享资源访问控制等重要知识,主要提升对Linux应用开发的理解和代码调试的能力。 四:Linux网络编程 计算机网络在嵌入式Linux系统应用开发过程中使用非常广泛,通过Linux网络发展、TCP/IP协议、socket编程、TCP网络编程、UDP网络编程、Web编程开发等方面入手,全面了解Linux网络应用程序开发。重点学习网络编程相关API,熟练掌握TCP协议服务器的编程方法和并发服务器的实现,了解HTTP协议及其实现方法,熟悉UDP广播、多播的原理及编程方法,掌握混合C/S架构网络通信系统的设计,熟悉HTML,Javascript等Web编程技术及实现方法。 五:数据结构与算法 数据结构及算法在嵌入式底层驱动、通信协议、及各种引擎开发中会得到大量应用,对其掌握的好坏直接影响程序的效率、简洁及健壮性。此阶段的学习要重点理解数据结构与算法的基础内容,包括顺序表、链表、队列、栈、树、图、哈希表、各种查找排序算法等应用及其C语言实现过程。 六:C++ 、QT C++是Linux应用开发主要语言之一,本阶段重点掌握面向对象编程的基本思想以及C++的重要内容。图形界面编程是嵌入式开发中非常重要的一个环节。由于QT具有跨平台、面向对象、丰富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多国语等强大功能,在嵌入式领域的GUI开发中得到了广范的应用,在本阶段通过基于QT图形库的学习使学员可以熟练编写GUI程序,并移植QT应用程序到Cortex-A8平台。包括IDE使用、QT部件及布局管理器、信息与槽机制的应用、鼠标、键盘及绘图事件处理及文件处理的应用。 七:Cortex A8 、Linux 平台开发 通过基于ARM Cortex-A8处理s5pv210了解芯片手册的基本阅读技巧,掌握s5pv210系统资源、时钟控制器、电源管理、异常中断控制器、nand flash控制器等模块,为底层平台搭建做好准备。Linux平台包括内核裁减、内核移植、交叉编译、GNU工具使用、内核调试、Bootloader介绍、制作与原理分析、根文件系统制作以及向内核中添加自己的模块,并在s5pv210实验平台上运行自己制作的Linux系统,集成部署Linux系统整个流程。同时了解Android操作系统开发流程。Android系统是基于Linux平台的开源操作系统,该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成,是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件,目前它的应用不再局限于移动终端,还包括数据电视、机顶盒、PDA等消费类电子产品。 八:驱动开发 驱动程序设计是嵌入式Linux开发工作中重要的一部分,也是比较困难的一部分。本阶段的学习要熟悉Linux的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口,掌握系统对设备的并发操作。熟悉所开发硬件的工作原理,具备ARM硬件接口的基础知识,熟悉ARM Cortex-A8处理器s5pv210各资源、掌握Linux设备驱动原理框架,熟悉工程中常见Linux高级字符设备、块设备、网络设备、USB设备等驱动开发,在工作中能独立胜任底层驱动开发。 以上就是列出的关于一名合格嵌入式Linux开发工程师所必学的理论知识,其实,作为一个嵌入式开发人员,专业知识和项目经验同样重要,所以在我们的理论学习中也要有一定的项目实践,锻炼自己的项目开发能力。

知与谁同 2019-12-02 01:22:27 0 浏览量 回答数 0

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初识 MyBatis MyBatis 是第一个支持自定义 SQL、存储过程和高级映射的类持久框架。MyBatis 消除了大部分 JDBC 的样板代码、手动设置参数以及检索结果。MyBatis 能够支持简单的 XML 和注解配置规则。使 Map 接口和 POJO 类映射到数据库字段和记录。 MyBatis 的特点 那么 MyBatis 具有什么特点呢?或许我们可以从如下几个方面来描述 MyBatis 中的 SQL 语句和主要业务代码分离,我们一般会把 MyBatis 中的 SQL 语句统一放在 XML 配置文件中,便于统一维护。 解除 SQL 与程序代码的耦合,通过提供 DAO 层,将业务逻辑和数据访问逻辑分离,使系统的设计更清晰,更易维护,更易单元测试。SQL 和代码的分离,提高了可维护性。 MyBatis 比较简单和轻量 本身就很小且简单。没有任何第三方依赖,只要通过配置 jar 包,或者如果你使用 Maven 项目的话只需要配置 Maven 以来就可以。易于使用,通过文档和源代码,可以比较完全的掌握它的设计思路和实现。 屏蔽样板代码 MyBatis 回屏蔽原始的 JDBC 样板代码,让你把更多的精力专注于 SQL 的书写和属性-字段映射上。 编写原生 SQL,支持多表关联 MyBatis 最主要的特点就是你可以手动编写 SQL 语句,能够支持多表关联查询。 提供映射标签,支持对象与数据库的 ORM 字段关系映射 ORM 是什么?对象关系映射(Object Relational Mapping,简称ORM) ,是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据,将面向对象语言程序中的对象自动持久化到关系数据库中。本质上就是将数据从一种形式转换到另外一种形式。 提供 XML 标签,支持编写动态 SQL。 你可以使用 MyBatis XML 标签,起到 SQL 模版的效果,减少繁杂的 SQL 语句,便于维护。 MyBatis 整体架构 MyBatis 最上面是接口层,接口层就是开发人员在 Mapper 或者是 Dao 接口中的接口定义,是查询、新增、更新还是删除操作;中间层是数据处理层,主要是配置 Mapper -> XML 层级之间的参数映射,SQL 解析,SQL 执行,结果映射的过程。上述两种流程都由基础支持层来提供功能支撑,基础支持层包括连接管理,事务管理,配置加载,缓存处理等。 接口层 在不与Spring 集成的情况下,使用 MyBatis 执行数据库的操作主要如下: InputStream is = Resources.getResourceAsStream("myBatis-config.xml"); SqlSessionFactoryBuilder builder = new SqlSessionFactoryBuilder(); SqlSessionFactory factory = builder.build(is); sqlSession = factory.openSession(); 其中的SqlSessionFactory,SqlSession是 MyBatis 接口的核心类,尤其是 SqlSession,这个接口是MyBatis 中最重要的接口,这个接口能够让你执行命令,获取映射,管理事务。 数据处理层 配置解析 在 Mybatis 初始化过程中,会加载 mybatis-config.xml 配置文件、映射配置文件以及 Mapper 接口中的注解信息,解析后的配置信息会形成相应的对象并保存到 Configration 对象中。之后,根据该对象创建SqlSessionFactory 对象。待 Mybatis 初始化完成后,可以通过 SqlSessionFactory 创建 SqlSession 对象并开始数据库操作。 SQL 解析与 scripting 模块 Mybatis 实现的动态 SQL 语句,几乎可以编写出所有满足需要的 SQL。 Mybatis 中 scripting 模块会根据用户传入的参数,解析映射文件中定义的动态 SQL 节点,形成数据库能执行的SQL 语句。 SQL 执行 SQL 语句的执行涉及多个组件,包括 MyBatis 的四大核心,它们是: Executor、StatementHandler、ParameterHandler、ResultSetHandler。SQL 的执行过程可以用下面这幅图来表示 MyBatis 层级结构各个组件的介绍(这里只是简单介绍,具体介绍在后面): SqlSession: ,它是 MyBatis 核心 API,主要用来执行命令,获取映射,管理事务。接收开发人员提供 Statement Id 和参数。并返回操作结果。Executor :执行器,是 MyBatis 调度的核心,负责 SQL 语句的生成以及查询缓存的维护。StatementHandler : 封装了JDBC Statement 操作,负责对 JDBC Statement 的操作,如设置参数、将Statement 结果集转换成 List 集合。ParameterHandler : 负责对用户传递的参数转换成 JDBC Statement 所需要的参数。ResultSetHandler : 负责将 JDBC 返回的 ResultSet 结果集对象转换成 List 类型的集合。TypeHandler : 用于 Java 类型和 JDBC 类型之间的转换。MappedStatement : 动态 SQL 的封装SqlSource : 表示从 XML 文件或注释读取的映射语句的内容,它创建将从用户接收的输入参数传递给数据库的 SQL。Configuration: MyBatis 所有的配置信息都维持在 Configuration 对象之中。 基础支持层 反射模块 Mybatis 中的反射模块,对 Java 反射进行了很好的封装,提供了简易的 API,方便上层调用,并且对反射操作进行了一系列的优化,比如,缓存了类的 元数据(MetaClass)和对象的元数据(MetaObject),提高了反射操作的性能。 类型转换模块 Mybatis 的别名机制,能够简化配置文件,该机制是类型转换模块的主要功能之一。类型转换模块的另一个功能是实现 JDBC 类型与 Java 类型的转换。在 SQL 语句绑定参数时,会将数据由 Java 类型转换成 JDBC 类型;在映射结果集时,会将数据由 JDBC 类型转换成 Java 类型。 日志模块 在 Java 中,有很多优秀的日志框架,如 Log4j、Log4j2、slf4j 等。Mybatis 除了提供了详细的日志输出信息,还能够集成多种日志框架,其日志模块的主要功能就是集成第三方日志框架。 资源加载模块 该模块主要封装了类加载器,确定了类加载器的使用顺序,并提供了加载类文件和其它资源文件的功能。 解析器模块 该模块有两个主要功能:一个是封装了 XPath,为 Mybatis 初始化时解析 mybatis-config.xml配置文件以及映射配置文件提供支持;另一个为处理动态 SQL 语句中的占位符提供支持。 数据源模块 Mybatis 自身提供了相应的数据源实现,也提供了与第三方数据源集成的接口。数据源是开发中的常用组件之一,很多开源的数据源都提供了丰富的功能,如连接池、检测连接状态等,选择性能优秀的数据源组件,对于提供ORM 框架以及整个应用的性能都是非常重要的。 事务管理模块 一般地,Mybatis 与 Spring 框架集成,由 Spring 框架管理事务。但 Mybatis 自身对数据库事务进行了抽象,提供了相应的事务接口和简单实现。 缓存模块 Mybatis 中有一级缓存和二级缓存,这两级缓存都依赖于缓存模块中的实现。但是需要注意,这两级缓存与Mybatis 以及整个应用是运行在同一个 JVM 中的,共享同一块内存,如果这两级缓存中的数据量较大,则可能影响系统中其它功能,所以需要缓存大量数据时,优先考虑使用 Redis、Memcache 等缓存产品。 Binding 模块 在调用 SqlSession 相应方法执行数据库操作时,需要制定映射文件中定义的 SQL 节点,如果 SQL 中出现了拼写错误,那就只能在运行时才能发现。为了能尽早发现这种错误,Mybatis 通过 Binding 模块将用户自定义的Mapper 接口与映射文件关联起来,系统可以通过调用自定义 Mapper 接口中的方法执行相应的 SQL 语句完成数据库操作,从而避免上述问题。注意,在开发中,我们只是创建了 Mapper 接口,而并没有编写实现类,这是因为 Mybatis 自动为 Mapper 接口创建了动态代理对象。 MyBatis 核心组件 在认识了 MyBatis 并了解其基础架构之后,下面我们来看一下 MyBatis 的核心组件,就是这些组件实现了从 SQL 语句到映射到 JDBC 再到数据库字段之间的转换,执行 SQL 语句并输出结果集。首先来认识 MyBatis 的第一个核心组件 SqlSessionFactory 对于任何框架而言,在使用该框架之前都要经历过一系列的初始化流程,MyBatis 也不例外。MyBatis 的初始化流程如下 String resource = "org/mybatis/example/mybatis-config.xml"; InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource); SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream); sqlSessionFactory.openSession(); 上述流程中比较重要的一个对象就是SqlSessionFactory,SqlSessionFactory 是 MyBatis 框架中的一个接口,它主要负责的是 MyBatis 框架初始化操作 为开发人员提供SqlSession 对象 SqlSessionFactory 有两个实现类,一个是 SqlSessionManager 类,一个是 DefaultSqlSessionFactory 类 DefaultSqlSessionFactory : SqlSessionFactory 的默认实现类,是真正生产会话的工厂类,这个类的实例的生命周期是全局的,它只会在首次调用时生成一个实例(单例模式),就一直存在直到服务器关闭。 SqlSessionManager : 已被废弃,原因大概是: SqlSessionManager 中需要维护一个自己的线程池,而使用MyBatis 更多的是要与 Spring 进行集成,并不会单独使用,所以维护自己的 ThreadLocal 并没有什么意义,所以 SqlSessionManager 已经不再使用。 ####SqlSessionFactory 的执行流程 下面来对 SqlSessionFactory 的执行流程来做一个分析 首先第一步是 SqlSessionFactory 的创建 SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream); 1 从这行代码入手,首先创建了一个 SqlSessionFactoryBuilder 工厂,这是一个建造者模式的设计思想,由 builder 建造者来创建 SqlSessionFactory 工厂 然后调用 SqlSessionFactoryBuilder 中的 build 方法传递一个InputStream 输入流,Inputstream 输入流中就是你传过来的配置文件 mybatis-config.xml,SqlSessionFactoryBuilder 根据传入的 InputStream 输入流和environment、properties属性创建一个XMLConfigBuilder对象。SqlSessionFactoryBuilder 对象调用XMLConfigBuilder 的parse()方法,流程如下。 XMLConfigBuilder 会解析/configuration标签,configuration 是 MyBatis 中最重要的一个标签,下面流程会介绍 Configuration 标签。 MyBatis 默认使用 XPath 来解析标签,关于 XPath 的使用,参见 https://www.w3school.com.cn/xpath/index.asp 在 parseConfiguration 方法中,会对各个在 /configuration 中的标签进行解析 重要配置 说一下这些标签都是什么意思吧 properties,外部属性,这些属性都是可外部配置且可动态替换的,既可以在典型的 Java 属性文件中配置,亦可通过 properties 元素的子元素来传递。 <properties> <property name="driver" value="com.mysql.jdbc.Driver" /> <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/test" /> <property name="username" value="root" /> <property name="password" value="root" /> </properties> 一般用来给 environment 标签中的 dataSource 赋值 <environment id="development"> <transactionManager type="JDBC" /> <dataSource type="POOLED"> <property name="driver" value="${driver}" /> <property name="url" value="${url}" /> <property name="username" value="${username}" /> <property name="password" value="${password}" /> </dataSource> </environment> 还可以通过外部属性进行配置,但是我们这篇文章以原理为主,不会介绍太多应用层面的操作。 settings ,MyBatis 中极其重要的配置,它们会改变 MyBatis 的运行时行为。 settings 中配置有很多,具体可以参考 https://mybatis.org/mybatis-3/zh/configuration.html#settings 详细了解。这里介绍几个平常使用过程中比较重要的配置 一般使用如下配置 <settings> <setting name="cacheEnabled" value="true"/> <setting name="lazyLoadingEnabled" value="true"/> </settings> typeAliases,类型别名,类型别名是为 Java 类型设置的一个名字。 它只和 XML 配置有关。 <typeAliases> <typeAlias alias="Blog" type="domain.blog.Blog"/> </typeAliases> 当这样配置时,Blog 可以用在任何使用 domain.blog.Blog 的地方。 typeHandlers,类型处理器,无论是 MyBatis 在预处理语句(PreparedStatement)中设置一个参数时,还是从结果集中取出一个值时, 都会用类型处理器将获取的值以合适的方式转换成 Java 类型。 在 org.apache.ibatis.type 包下有很多已经实现好的 TypeHandler,可以参考如下 你可以重写类型处理器或创建你自己的类型处理器来处理不支持的或非标准的类型。 具体做法为:实现 org.apache.ibatis.type.TypeHandler 接口, 或继承一个很方便的类 org.apache.ibatis.type.BaseTypeHandler, 然后可以选择性地将它映射到一个 JDBC 类型。 objectFactory,对象工厂,MyBatis 每次创建结果对象的新实例时,它都会使用一个对象工厂(ObjectFactory)实例来完成。默认的对象工厂需要做的仅仅是实例化目标类,要么通过默认构造方法,要么在参数映射存在的时候通过参数构造方法来实例化。如果想覆盖对象工厂的默认行为,则可以通过创建自己的对象工厂来实现。 public class ExampleObjectFactory extends DefaultObjectFactory { public Object create(Class type) { return super.create(type); } public Object create(Class type, List constructorArgTypes, List constructorArgs) { return super.create(type, constructorArgTypes, constructorArgs); } public void setProperties(Properties properties) { super.setProperties(properties); } public boolean isCollection(Class type) { return Collection.class.isAssignableFrom(type); } } 然后需要在 XML 中配置此对象工厂 <objectFactory type="org.mybatis.example.ExampleObjectFactory"> <property name="someProperty" value="100"/> </objectFactory> plugins,插件开发,插件开发是 MyBatis 设计人员给开发人员留给自行开发的接口,MyBatis 允许你在已映射语句执行过程中的某一点进行拦截调用。MyBatis 允许使用插件来拦截的方法调用包括:Executor、ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler 接口,这几个接口也是 MyBatis 中非常重要的接口,我们下面会详细介绍这几个接口。 environments,MyBatis 环境配置,MyBatis 可以配置成适应多种环境,这种机制有助于将 SQL 映射应用于多种数据库之中。例如,开发、测试和生产环境需要有不同的配置;或者想在具有相同 Schema 的多个生产数据库中 使用相同的 SQL 映射。 这里注意一点,虽然 environments 可以指定多个环境,但是 SqlSessionFactory 只能有一个,为了指定创建哪种环境,只要将它作为可选的参数传递给 SqlSessionFactoryBuilder 即可。 SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader, environment); SqlSessionFactory factory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(reader, environment, properties); databaseIdProvider ,数据库厂商标示,MyBatis 可以根据不同的数据库厂商执行不同的语句,这种多厂商的支持是基于映射语句中的 databaseId 属性。 <databaseIdProvider type="DB_VENDOR"> <property name="SQL Server" value="sqlserver"/> <property name="DB2" value="db2"/> <property name="Oracle" value="oracle" /> </databaseIdProvider> mappers,映射器,这是告诉 MyBatis 去哪里找到这些 SQL 语句,mappers 映射配置有四种方式 上面的一个个属性都对应着一个解析方法,都是使用 XPath 把标签进行解析,解析完成后返回一个 DefaultSqlSessionFactory 对象,它是 SqlSessionFactory 的默认实现类。这就是 SqlSessionFactoryBuilder 的初始化流程,通过流程我们可以看到,初始化流程就是对一个个 /configuration 标签下子标签的解析过程。 SqlSession 在 MyBatis 初始化流程结束,也就是 SqlSessionFactoryBuilder -> SqlSessionFactory 的获取流程后,我们就可以通过 SqlSessionFactory 对象得到 SqlSession 然后执行 SQL 语句了。具体来看一下这个过程‘ 在 SqlSessionFactory.openSession 过程中我们可以看到,会调用到 DefaultSqlSessionFactory 中的 openSessionFromDataSource 方法,这个方法主要创建了两个与我们分析执行流程重要的对象,一个是 Executor 执行器对象,一个是 SqlSession 对象。执行器我们下面会说,现在来说一下 SqlSession 对象 SqlSession 对象是 MyBatis 中最重要的一个对象,这个接口能够让你执行命令,获取映射,管理事务。SqlSession 中定义了一系列模版方法,让你能够执行简单的 CRUD 操作,也可以通过 getMapper 获取 Mapper 层,执行自定义 SQL 语句,因为 SqlSession 在执行 SQL 语句之前是需要先开启一个会话,涉及到事务操作,所以还会有 commit、 rollback、close 等方法。这也是模版设计模式的一种应用。 MapperProxy MapperProxy 是 Mapper 映射 SQL 语句的关键对象,我们写的 Dao 层或者 Mapper 层都是通过 MapperProxy 来和对应的 SQL 语句进行绑定的。下面我们就来解释一下绑定过程 这就是 MyBatis 的核心绑定流程,我们可以看到 SqlSession 首先调用 getMapper 方法,我们刚才说到 SqlSession 是大哥级别的人物,只定义标准(有一句话是怎么说的来着,一流的企业做标准,二流的企业做品牌,三流的企业做产品)。 SqlSession 不愿意做的事情交给 Configuration 这个手下去做,但是 Configuration 也是有小弟的,它不愿意做的事情直接甩给小弟去做,这个小弟是谁呢?它就是 MapperRegistry,马上就到核心部分了。MapperRegistry 相当于项目经理,项目经理只从大面上把握项目进度,不需要知道手下的小弟是如何工作的,把任务完成了就好。最终真正干活的还是 MapperProxyFactory。看到这段代码 Proxy.newProxyInstance ,你是不是有一种恍然大悟的感觉,如果你没有的话,建议查阅一下动态代理的文章,这里推荐一篇 (https://www.jianshu.com/p/95970b089360) 也就是说,MyBatis 中 Mapper 和 SQL 语句的绑定正是通过动态代理来完成的。 通过动态代理,我们就可以方便的在 Dao 层或者 Mapper 层定义接口,实现自定义的增删改查操作了。那么具体的执行过程是怎么样呢?上面只是绑定过程,别着急,下面就来探讨一下 SQL 语句的执行过程。 MapperProxyFactory 会生成代理对象,这个对象就是 MapperProxy,最终会调用到 mapperMethod.execute 方法,execute 方法比较长,其实逻辑比较简单,就是判断是 插入、更新、删除 还是 查询 语句,其中如果是查询的话,还会判断返回值的类型,我们可以点进去看一下都是怎么设计的。 很多代码其实可以忽略,只看我标出来的重点就好了,我们可以看到,不管你前面经过多少道关卡处理,最终都逃不过 SqlSession 这个老大制定的标准。 我们以 selectList 为例,来看一下下面的执行过程。 这是 DefaultSqlSession 中 selectList 的代码,我们可以看到出现了 executor,这是什么呢?我们下面来解释。 Executor 还记得我们之前的流程中提到了 Executor(执行器) 这个概念吗?我们来回顾一下它第一次出现的位置。 由 Configuration 对象创建了一个 Executor 对象,这个 Executor 是干嘛的呢?下面我们就来认识一下 Executor 的继承结构 每一个 SqlSession 都会拥有一个 Executor 对象,这个对象负责增删改查的具体操作,我们可以简单的将它理解为 JDBC 中 Statement 的封装版。 也可以理解为 SQL 的执行引擎,要干活总得有一个发起人吧,可以把 Executor 理解为发起人的角色。 首先先从 Executor 的继承体系来认识一下 如上图所示,位于继承体系最顶层的是 Executor 执行器,它有两个实现类,分别是BaseExecutor和 CachingExecutor。 BaseExecutor 是一个抽象类,这种通过抽象的实现接口的方式是适配器设计模式之接口适配 的体现,是Executor 的默认实现,实现了大部分 Executor 接口定义的功能,降低了接口实现的难度。BaseExecutor 的子类有三个,分别是 SimpleExecutor、ReuseExecutor 和 BatchExecutor。 SimpleExecutor : 简单执行器,是 MyBatis 中默认使用的执行器,每执行一次 update 或 select,就开启一个Statement 对象,用完就直接关闭 Statement 对象(可以是 Statement 或者是 PreparedStatment 对象) ReuseExecutor : 可重用执行器,这里的重用指的是重复使用 Statement,它会在内部使用一个 Map 把创建的Statement 都缓存起来,每次执行 SQL 命令的时候,都会去判断是否存在基于该 SQL 的 Statement 对象,如果存在 Statement 对象并且对应的 connection 还没有关闭的情况下就继续使用之前的 Statement 对象,并将其缓存起来。因为每一个 SqlSession 都有一个新的 Executor 对象,所以我们缓存在 ReuseExecutor 上的 Statement作用域是同一个 SqlSession。 BatchExecutor : 批处理执行器,用于将多个 SQL 一次性输出到数据库 CachingExecutor: 缓存执行器,先从缓存中查询结果,如果存在就返回之前的结果;如果不存在,再委托给Executor delegate 去数据库中取,delegate 可以是上面任何一个执行器。 Executor 的创建和选择 我们上面提到 Executor 是由 Configuration 创建的,Configuration 会根据执行器的类型创建,如下 这一步就是执行器的创建过程,根据传入的 ExecutorType 类型来判断是哪种执行器,如果不指定 ExecutorType ,默认创建的是简单执行器。它的赋值可以通过两个地方进行赋值: 可以通过 标签来设置当前工程中所有的 SqlSession 对象使用默认的 Executor <settings> <!--取值范围 SIMPLE, REUSE, BATCH --> <setting name="defaultExecutorType" value="SIMPLE"/> </settings> 另外一种直接通过Java对方法赋值的方式 session = factory.openSession(ExecutorType.BATCH); Executor 的具体执行过程 Executor 中的大部分方法的调用链其实是差不多的,下面是深入源码分析执行过程,如果你没有时间或者暂时不想深入研究的话,给你下面的执行流程图作为参考。 我们紧跟着上面的 selectList 继续分析,它会调用到 executor.query 方法。 当有一个查询请求访问的时候,首先会经过 Executor 的实现类 CachingExecutor ,先从缓存中查询 SQL 是否是第一次执行,如果是第一次执行的话,那么就直接执行 SQL 语句,并创建缓存,如果第二次访问相同的 SQL 语句的话,那么就会直接从缓存中提取。 上面这段代码是从 selectList -> 从缓存中 query 的具体过程。可能你看到这里有些觉得类都是什么东西,我想鼓励你一下,把握重点,不用每段代码都看,从找到 SQL 的调用链路,其他代码想看的时候在看,看源码就是很容易发蒙,容易烦躁,但是切记一点,把握重点。 上面代码会判断缓存中是否有这条 SQL 语句的执行结果,如果没有的话,就再重新创建 Executor 执行器执行 SQL 语句,注意, list = doQuery 是真正执行 SQL 语句的过程,这个过程中会创建我们上面提到的三种执行器,这里我们使用的是简单执行器。 到这里,执行器所做的工作就完事了,Executor 会把后续的工作交给 StatementHandler 继续执行。下面我们来认识一下 StatementHandler 上面代码会判断缓存中是否有这条 SQL 语句的执行结果,如果没有的话,就再重新创建 Executor 执行器执行 SQL 语句,注意, list = doQuery 是真正执行 SQL 语句的过程,这个过程中会创建我们上面提到的三种执行器,这里我们使用的是简单执行器。 到这里,执行器所做的工作就完事了,Executor 会把后续的工作交给 StatementHandler 继续执行。下面我们来认识一下 StatementHandler StatementHandler 的继承结构 有没有感觉和 Executor 的继承体系很相似呢?最顶级接口是四大组件对象,分别有两个实现类 BaseStatementHandler 和 RoutingStatementHandler,BaseStatementHandler 有三个实现类, 他们分别是 SimpleStatementHandler、PreparedStatementHandler 和 CallableStatementHandler。 RoutingStatementHandler : RoutingStatementHandler 并没有对 Statement 对象进行使用,只是根据StatementType 来创建一个代理,代理的就是对应Handler的三种实现类。在MyBatis工作时,使用的StatementHandler 接口对象实际上就是 RoutingStatementHandler 对象。 BaseStatementHandler : 是 StatementHandler 接口的另一个实现类,它本身是一个抽象类,用于简化StatementHandler 接口实现的难度,属于适配器设计模式体现,它主要有三个实现类 SimpleStatementHandler: 管理 Statement 对象并向数据库中推送不需要预编译的SQL语句。PreparedStatementHandler: 管理 Statement 对象并向数据中推送需要预编译的SQL语句。CallableStatementHandler:管理 Statement 对象并调用数据库中的存储过程。 StatementHandler 的创建和源码分析 我们继续来分析上面 query 的调用链路,StatementHandler 的创建过程如下 MyBatis 会根据 SQL 语句的类型进行对应 StatementHandler 的创建。我们以预处理 StatementHandler 为例来讲解一下 执行器不仅掌管着 StatementHandler 的创建,还掌管着创建 Statement 对象,设置参数等,在创建完 PreparedStatement 之后,我们需要对参数进行处理了。 如 如果用一副图来表示一下这个执行流程的话我想是这样 这里我们先暂停一下,来认识一下第三个核心组件 ParameterHandler ParameterHandler - ParameterHandler 介绍 ParameterHandler 相比于其他的组件就简单很多了,ParameterHandler 译为参数处理器,负责为 PreparedStatement 的 sql 语句参数动态赋值,这个接口很简单只有两个方法 ParameterHandler 只有一个实现类 DefaultParameterHandler , 它实现了这两个方法。 getParameterObject: 用于读取参数setParameters: 用于对 PreparedStatement 的参数赋值ParameterHandler 的解析过程 上面我们讨论过了 ParameterHandler 的创建过程,下面我们继续上面 parameterSize 流程 这就是具体参数的解析过程了,下面我们来描述一下 下面用一个流程图表示一下 ParameterHandler 的解析过程,以简单执行器为例 我们在完成 ParameterHandler 对 SQL 参数的预处理后,回到 SimpleExecutor 中的 doQuery 方法 上面又引出来了一个重要的组件那就是 ResultSetHandler,下面我们来认识一下这个组件 ResultSetHandler - ResultSetHandler 简介 ResultSetHandler 也是一个非常简单的接口 ResultSetHandler 是一个接口,它只有一个默认的实现类,像是 ParameterHandler 一样,它的默认实现类是DefaultResultSetHandler ResultSetHandler 解析过程 MyBatis 只有一个默认的实现类就是 DefaultResultSetHandler,DefaultResultSetHandler 主要负责处理两件事 处理 Statement 执行后产生的结果集,生成结果列表 处理存储过程执行后的输出参数 按照 Mapper 文件中配置的 ResultType 或 ResultMap 来封装成对应的对象,最后将封装的对象返回即可。 其中涉及的主要对象有: ResultSetWrapper : 结果集的包装器,主要针对结果集进行的一层包装,它的主要属性有 ResultSet : Java JDBC ResultSet 接口表示数据库查询的结果。 有关查询的文本显示了如何将查询结果作为java.sql.ResultSet 返回。 然后迭代此ResultSet以检查结果。 TypeHandlerRegistry: 类型注册器,TypeHandlerRegistry 在初始化的时候会把所有的 Java类型和类型转换器进行注册。 ColumnNames: 字段的名称,也就是查询操作需要返回的字段名称 ClassNames: 字段的类型名称,也就是 ColumnNames 每个字段名称的类型 JdbcTypes: JDBC 的类型,也就是 java.sql.Types 类型 ResultMap: 负责处理更复杂的映射关系 在 DefaultResultSetHandler 中处理完结果映射,并把上述结构返回给调用的客户端,从而执行完成一条完整的SQL语句。 内容转载自:CSDN博主:cxuann 原文链接:https://blog.csdn.net/qq_36894974/article/details/104132876?depth_1-utm_source=distribute.pc_feed.none-task&request_id=&utm_source=distribute.pc_feed.none-task

问问小秘 2020-03-05 15:44:27 0 浏览量 回答数 0

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问问小秘 2020-05-25 18:02:28 20475 浏览量 回答数 4

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Kafka 是目前主流的分布式消息引擎及流处理平台,经常用做企业的消息总线、实时数据管道,本文挑选了 Kafka 的几个核心话题,帮助大家快速掌握 Kafka,包括: Kafka 体系架构 Kafka 消息发送机制 Kafka 副本机制 Kafka 控制器 Kafka Rebalance 机制 因为涉及内容较多,本文尽量做到深入浅出,全面的介绍 Kafka 原理及核心组件,不怕你不懂 Kafka。 1. Kafka 快速入门 Kafka 是一个分布式消息引擎与流处理平台,经常用做企业的消息总线、实时数据管道,有的还把它当做存储系统来使用。早期 Kafka 的定位是一个高吞吐的分布式消息系统,目前则演变成了一个成熟的分布式消息引擎,以及流处理平台。 1.1 Kafka 体系架构 Kafka 的设计遵循生产者消费者模式,生产者发送消息到 broker 中某一个 topic 的具体分区里,消费者从一个或多个分区中拉取数据进行消费。拓扑图如下: 目前,Kafka 依靠 Zookeeper 做分布式协调服务,负责存储和管理 Kafka 集群中的元数据信息,包括集群中的 broker 信息、topic 信息、topic 的分区与副本信息等。 ** 1.2 Kafka 术语** 这里整理了 Kafka 的一些关键术语: Producer:生产者,消息产生和发送端。 Broker:Kafka 实例,多个 broker 组成一个 Kafka 集群,通常一台机器部署一个 Kafka 实例,一个实例挂了不影响其他实例。 Consumer:消费者,拉取消息进行消费。 一个 topic 可以让若干个消费者进行消费,若干个消费者组成一个 Consumer Group 即消费组,一条消息只能被消费组中一个 Consumer 消费。 Topic:主题,服务端消息的逻辑存储单元。一个 topic 通常包含若干个 Partition 分区。 Partition:topic 的分区,分布式存储在各个 broker 中, 实现发布与订阅的负载均衡。若干个分区可以被若干个 Consumer 同时消费,达到消费者高吞吐量。一个分区拥有多个副本(Replica),这是Kafka在可靠性和可用性方面的设计,后面会重点介绍。 message:消息,或称日志消息,是 Kafka 服务端实际存储的数据,每一条消息都由一个 key、一个 value 以及消息时间戳 timestamp 组成。 offset:偏移量,分区中的消息位置,由 Kafka 自身维护,Consumer 消费时也要保存一份 offset 以维护消费过的消息位置。 1.3 Kafka 作用与特点 Kafka 主要起到削峰填谷(缓冲)、系统解构以及冗余的作用,主要特点有: 高吞吐、低延时:这是 Kafka 显著的特点,Kafka 能够达到百万级的消息吞吐量,延迟可达毫秒级; 持久化存储:Kafka 的消息最终持久化保存在磁盘之上,提供了顺序读写以保证性能,并且通过 Kafka 的副本机制提高了数据可靠性。 分布式可扩展:Kafka 的数据是分布式存储在不同 broker 节点的,以 topic 组织数据并且按 partition 进行分布式存储,整体的扩展性都非常好。 高容错性:集群中任意一个 broker 节点宕机,Kafka 仍能对外提供服务。 2. Kafka 消息发送机制 Kafka 生产端发送消息的机制非常重要,这也是 Kafka 高吞吐的基础,生产端的基本流程如下图所示: 主要有以下方面的设计: 2.1 异步发送 Kafka 自从 0.8.2 版本就引入了新版本 Producer API,新版 Producer 完全是采用异步方式发送消息。生产端构建的 ProducerRecord 先是经过 keySerializer、valueSerializer 序列化后,再是经过 Partition 分区器处理,决定消息落到 topic 具体某个分区中,最后把消息发送到客户端的消息缓冲池 accumulator 中,交由一个叫作 Sender 的线程发送到 broker 端。 这里缓冲池 accumulator 的最大大小由参数 buffer.memory 控制,默认是 32M,当生产消息的速度过快导致 buffer 满了的时候,将阻塞 max.block.ms 时间,超时抛异常,所以 buffer 的大小可以根据实际的业务情况进行适当调整。 2.2 批量发送 发送到缓冲 buffer 中消息将会被分为一个一个的 batch,分批次的发送到 broker 端,批次大小由参数 batch.size 控制,默认16KB。这就意味着正常情况下消息会攒够 16KB 时才会批量发送到 broker 端,所以一般减小 batch 大小有利于降低消息延时,增加 batch 大小有利于提升吞吐量。 那么生成端消息是不是必须要达到一个 batch 大小时,才会批量发送到服务端呢?答案是否定的,Kafka 生产端提供了另一个重要参数 linger.ms,该参数控制了 batch 最大的空闲时间,超过该时间的 batch 也会被发送到 broker 端。 2.3 消息重试 此外,Kafka 生产端支持重试机制,对于某些原因导致消息发送失败的,比如网络抖动,开启重试后 Producer 会尝试再次发送消息。该功能由参数 retries 控制,参数含义代表重试次数,默认值为 0 表示不重试,建议设置大于 0 比如 3。 3. Kafka 副本机制 前面提及了 Kafka 分区副本(Replica)的概念,副本机制也称 Replication 机制是 Kafka 实现高可靠、高可用的基础。Kafka 中有 leader 和 follower 两类副本。 3.1 Kafka 副本作用 Kafka 默认只会给分区设置一个副本,由 broker 端参数 default.replication.factor 控制,默认值为 1,通常我们会修改该默认值,或者命令行创建 topic 时指定 replication-factor 参数,生产建议设置 3 副本。副本作用主要有两方面: 消息冗余存储,提高 Kafka 数据的可靠性; 提高 Kafka 服务的可用性,follower 副本能够在 leader 副本挂掉或者 broker 宕机的时候参与 leader 选举,继续对外提供读写服务。 3.2 关于读写分离 这里要说明的是 Kafka 并不支持读写分区,生产消费端所有的读写请求都是由 leader 副本处理的,follower 副本的主要工作就是从 leader 副本处异步拉取消息,进行消息数据的同步,并不对外提供读写服务。 Kafka 之所以这样设计,主要是为了保证读写一致性,因为副本同步是一个异步的过程,如果当 follower 副本还没完全和 leader 同步时,从 follower 副本读取数据可能会读不到最新的消息。 3.3 ISR 副本集合 Kafka 为了维护分区副本的同步,引入 ISR(In-Sync Replicas)副本集合的概念,ISR 是分区中正在与 leader 副本进行同步的 replica 列表,且必定包含 leader 副本。 ISR 列表是持久化在 Zookeeper 中的,任何在 ISR 列表中的副本都有资格参与 leader 选举。 ISR 列表是动态变化的,并不是所有的分区副本都在 ISR 列表中,哪些副本会被包含在 ISR 列表中呢?副本被包含在 ISR 列表中的条件是由参数 replica.lag.time.max.ms 控制的,参数含义是副本同步落后于 leader 的最大时间间隔,默认10s,意思就是说如果某一 follower 副本中的消息比 leader 延时超过10s,就会被从 ISR 中排除。Kafka 之所以这样设计,主要是为了减少消息丢失,只有与 leader 副本进行实时同步的 follower 副本才有资格参与 leader 选举,这里指相对实时。 3.4 Unclean leader 选举 既然 ISR 是动态变化的,所以 ISR 列表就有为空的时候,ISR 为空说明 leader 副本也“挂掉”了,此时 Kafka 就要重新选举出新的 leader。但 ISR 为空,怎么进行 leader 选举呢? Kafka 把不在 ISR 列表中的存活副本称为“非同步副本”,这些副本中的消息远远落后于 leader,如果选举这种副本作为 leader 的话就可能造成数据丢失。Kafka broker 端提供了一个参数 unclean.leader.election.enable,用于控制是否允许非同步副本参与 leader 选举;如果开启,则当 ISR 为空时就会从这些副本中选举新的 leader,这个过程称为 Unclean leader 选举。 前面也提及了,如果开启 Unclean leader 选举,可能会造成数据丢失,但保证了始终有一个 leader 副本对外提供服务;如果禁用 Unclean leader 选举,就会避免数据丢失,但这时分区就会不可用。这就是典型的 CAP 理论,即一个系统不可能同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition Tolerance)中的两个。所以在这个问题上,Kafka 赋予了我们选择 C 或 A 的权利。 我们可以根据实际的业务场景选择是否开启 Unclean leader选举,这里建议关闭 Unclean leader 选举,因为通常数据的一致性要比可用性重要的多。 4. Kafka 控制器 控制器(Controller)是 Kafka 的核心组件,它的主要作用是在 Zookeeper 的帮助下管理和协调整个 Kafka 集群。集群中任意一个 broker 都能充当控制器的角色,但在运行过程中,只能有一个 broker 成为控制器。 这里先介绍下 Zookeeper,因为控制器的产生依赖于 Zookeeper 的 ZNode 模型和 Watcher 机制。Zookeeper 的数据模型是类似 Unix 操作系统的 ZNode Tree 即 ZNode 树,ZNode 是 Zookeeper 中的数据节点,是 Zookeeper 存储数据的最小单元,每个 ZNode 可以保存数据,也可以挂载子节点,根节点是 /。基本的拓扑图如下: Zookeeper 有两类 ZNode 节点,分别是持久性节点和临时节点。持久性节点是指客户端与 Zookeeper 断开会话后,该节点依旧存在,直到执行删除操作才会清除节点。临时节点的生命周期是和客户端的会话绑定在一起,客户端与 Zookeeper 断开会话后,临时节点就会被自动删除。 Watcher 机制是 Zookeeper 非常重要的特性,它可以在 ZNode 节点上绑定监听事件,比如可以监听节点数据变更、节点删除、子节点状态变更等事件,通过这个事件机制,可以基于 ZooKeeper 实现分布式锁、集群管理等功能。 4.1 控制器选举 当集群中的任意 broker 启动时,都会尝试去 Zookeeper 中创建 /controller 节点,第一个成功创建 /controller 节点的 broker 则会被指定为控制器,其他 broker 则会监听该节点的变化。当运行中的控制器突然宕机或意外终止时,其他 broker 能够快速地感知到,然后再次尝试创建 /controller 节点,创建成功的 broker 会成为新的控制器。 4.2 控制器功能 前面我们也说了,控制器主要作用是管理和协调 Kafka 集群,那么 Kafka 控制器都做了哪些事情呢,具体如下: 主题管理:创建、删除 topic,以及增加 topic 分区等操作都是由控制器执行。 分区重分配:执行 Kafka 的 reassign 脚本对 topic 分区重分配的操作,也是由控制器实现。 Preferred leader 选举:这里有一个概念叫 Preferred replica 即优先副本,表示的是分配副本中的第一个副本。Preferred leader 选举就是指 Kafka 在某些情况下出现 leader 负载不均衡时,会选择 preferred 副本作为新 leader 的一种方案。这也是控制器的职责范围。 集群成员管理:控制器能够监控新 broker 的增加,broker 的主动关闭与被动宕机,进而做其他工作。这里也是利用前面所说的 Zookeeper 的 ZNode 模型和 Watcher 机制,控制器会监听 Zookeeper 中 /brokers/ids 下临时节点的变化。 数据服务:控制器上保存了最全的集群元数据信息,其他所有 broker 会定期接收控制器发来的元数据更新请求,从而更新其内存中的缓存数据。 从上面内容我们大概知道,控制器可以说是 Kafka 的心脏,管理和协调着整个 Kafka 集群,因此控制器自身的性能和稳定性就变得至关重要。 社区在这方面做了大量工作,特别是在 0.11 版本中对控制器进行了重构,其中最大的改进把控制器内部多线程的设计改成了单线程加事件队列的方案,消除了多线程的资源消耗和线程安全问题,另外一个改进是把之前同步操作 Zookeeper 改为了异步操作,消除了 Zookeeper 端的性能瓶颈,大大提升了控制器的稳定性。 5. Kafka 消费端 Rebalance 机制 前面介绍消费者术语时,提到了消费组的概念,一个 topic 可以让若干个消费者进行消费,若干个消费者组成一个 Consumer Group 即消费组 ,一条消息只能被消费组中的一个消费者进行消费。我们用下图表示Kafka的消费模型。 5.1 Rebalance 概念 就 Kafka 消费端而言,有一个难以避免的问题就是消费者的重平衡即 Rebalance。Rebalance 是让一个消费组的所有消费者就如何消费订阅 topic 的所有分区达成共识的过程,在 Rebalance 过程中,所有 Consumer 实例都会停止消费,等待 Rebalance 的完成。因为要停止消费等待重平衡完成,因此 Rebalance 会严重影响消费端的 TPS,是应当尽量避免的。 5.2 Rebalance 发生条件 关于何时会发生 Rebalance,总结起来有三种情况: 消费组的消费者成员数量发生变化 消费主题的数量发生变化 消费主题的分区数量发生变化 其中后两种情况一般是计划内的,比如为了提高消息吞吐量增加 topic 分区数,这些情况一般是不可避免的,后面我们会重点讨论如何避免因为组内消费者成员数发生变化导致的 Rebalance。 5.3 Kafka 协调器 在介绍如何避免 Rebalance 问题之前,先来认识下 Kafka 的协调器 Coordinator,和之前 Kafka 控制器类似,Coordinator 也是 Kafka 的核心组件。 主要有两类 Kafka 协调器: 组协调器(Group Coordinator) 消费者协调器(Consumer Coordinator) Kafka 为了更好的实现消费组成员管理、位移管理,以及 Rebalance 等,broker 服务端引入了组协调器(Group Coordinator),消费端引入了消费者协调器(Consumer Coordinator)。每个 broker 启动的时候,都会创建一个 GroupCoordinator 实例,负责消费组注册、消费者成员记录、offset 等元数据操作,这里也可以看出每个 broker 都有自己的 Coordinator 组件。另外,每个 Consumer 实例化时,同时会创建一个 ConsumerCoordinator 实例,负责消费组下各个消费者和服务端组协调器之前的通信。可以用下图表示协调器原理: 客户端的消费者协调器 Consumer Coordinator 和服务端的组协调器 Group Coordinator 会通过心跳不断保持通信。 5.4 如何避免消费组 Rebalance 接下来我们讨论下如何避免组内消费者成员发生变化导致的 Rebalance。组内成员发生变化无非就两种情况,一种是有新的消费者加入,通常是我们为了提高消费速度增加了消费者数量,比如增加了消费线程或者多部署了一份消费程序,这种情况可以认为是正常的;另一种是有消费者退出,这种情况多是和我们消费端代码有关,是我们要重点避免的。 正常情况下,每个消费者都会定期向组协调器 Group Coordinator 发送心跳,表明自己还在存活,如果消费者不能及时的发送心跳,组协调器会认为该消费者已经“死”了,就会导致消费者离组引发 Rebalance 问题。这里涉及两个消费端参数:session.timeout.ms 和 heartbeat.interval.ms,含义分别是组协调器认为消费组存活的期限,和消费者发送心跳的时间间隔,其中 heartbeat.interval.ms 默认值是3s,session.timeout.ms 在 0.10.1 版本之前默认 30s,之后默认 10s。另外,0.10.1 版本还有两个值得注意的地方: 从该版本开始,Kafka 维护了单独的心跳线程,之前版本中 Kafka 是使用业务主线程发送的心跳。 增加了一个重要的参数 max.poll.interval.ms,表示 Consumer 两次调用 poll 方法拉取数据的最大时间间隔,默认值 5min,对于那些忙于业务逻辑处理导致超过 max.poll.interval.ms 时间的消费者将会离开消费组,此时将发生一次 Rebalance。 此外,如果 Consumer 端频繁 FullGC 也可能会导致消费端长时间停顿,从而引发 Rebalance。因此,我们总结如何避免消费组 Rebalance 问题,主要从以下几方面入手: 合理配置 session.timeout.ms 和 heartbeat.interval.ms,建议 0.10.1 之前适当调大 session 超时时间尽量规避 Rebalance。 根据实际业务调整 max.poll.interval.ms,通常建议调大避免 Rebalance,但注意 0.10.1 版本之前没有该参数。 监控消费端的 GC 情况,避免由于频繁 FullGC 导致线程长时间停顿引发 Rebalance。 合理调整以上参数,可以减少生产环境中 Rebalance 发生的几率,提升 Consumer 端的 TPS 和稳定性。 6.总结 本文总结了 Kafka 体系架构、Kafka 消息发送机制、副本机制,Kafka 控制器、消费端 Rebalance 机制等各方面核心原理,通过本文的介绍,相信你已经对 Kafka 的内核知识有了一定的掌握,更多的 Kafka 原理实践后面有时间再介绍。

剑曼红尘 2020-04-16 18:15:45 0 浏览量 回答数 0

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