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如今,软件通常会作为一种服务来交付,它们被称为网络应用程序,或软件即服务(SaaS)。12-Factor 为构建如下的 SaaS 应用提供了方法论。这套理论适用于任意语言和后端服务(数据库、消息队列、缓存等)开发的应用程序。

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    文章类别索引 Type Index

    文章主体 Detail

    WebAssembly 尝试研究报告(三)

    前两次的报告中主要介绍了 WebAssembly 在代码方面的应用与编译运行的流程。抛开复杂的开发编译工具链,我们来看一看 WebAssembly 底层的实现机制和原理。在编译器层面,WebAssembly 到底做了哪些事情,提供了怎样的优化呢?这些优化是怎样作用于实际的代码中的?让我们一起来研究一下。

    “WebAssembly 是一种全新的二进制代码格式,我们可以把类似 C/C++ 等静态类型语言的源代码编译成 WebAssembly 格式,以便将其运行在浏览器环境当中。”这段话是官方对 WebAssembly 的解释,我在这里将它翻译过来。接下来我们会针对这段话展开深入的分析,从编译器底层、编程语言等方面来探讨 WebAssembly 的奥秘。

    首先,我们要知道静态类型语言和动态类型语言的区别。动态类型语言是指在代码运行期间检查数据类型的语言,用这类语言编程,在编写代码时不会给变量指定类型,而是在解释运行到该句代码时通过一系列的判断得到该变量的数据类型。而静态类型语言正好相反,这类语言需要在运行前进行编译时检查变量的类型。解释器和编译器,解释器的启动和执行速度较快,但由于解释器是采用“逐行”的方式来解释运行代码,因此在遇到类似循环等操作时,同一段代码在每次运行前都需要进行解释,大大降低了程序运行的性能。编译器正好相反,在代码运行前,编译器需要一段时间对代码进行编译,但在编译过程中可以对源代码的结构进行优化。为了解决解释器的低效问题,包括 V8 在内的众多优秀的 JS 引擎开始把编译器纳入自身的引擎系统中,这便形成了一套全新的编译器架构 - JIT 编译器模式。

    JIT 编译器的核心优化机制是 PGO(Profile Guided Optimization)。PGO 的基本原理是,在 JS 解释器解释运行代码期间会根据每行代码的执行次数不同,分别为每行代码做不同的标记(warm / hot),warm 代表该行代码运行次数较多,而 hot 则表示该行代码在单位时间内运行的次数比 warm 更多。如果一段代码被标记为 warm,那么 JIT 就会把该段代码送到基线编译器(Baseline Compiler)去进行编译。由于基线编译器只能在短时间内进行局部的优化,因此被标记为 hot 的代码段随后还会被送到“优化编译器”进行再次的优化。在 V8 中,所有被标记的代码都会首先送到 “full-codegen” 基线编译器进行优化,被标记为 hot 甚至是 very hot 的代码段会被送到 “Crankshaft” 或者 “Turbofan” 优化编译器进行再次的优化。编译器在编译对应代码段时还会在本地存储已编译好的版本,这样下次再遇到同样的代码段便可以直接使用,省去了重新编译的时间。

    1、传统 JS 引擎的工作流程

    
    function add(a, b) {
      return a + b;
    }
    

    对于上述给出的一段简短的 JS 代码,JS 引擎在遇到加号 “+” 运算符时,并不是直接将两个变量的值相加。由于我们在程序运行前无法判断加号运算符两侧变量的类型,因此也就无法判断是应该将两个变量的值当作数值(整型、浮点型)相加还是应该当作字符串进行拼接,甚至是当作对象来进行处理。JS 引擎会根据 ECMAScript 的标准来对加号运算符进行一系列判断才能得到最后的运算结果。对应加号运算符的 ECMAScript 标准如下图所示(图片来自 Google IO 2017):

    可以看到,传统的 JS 引擎在解析代码时会经过复杂的类型判断才能得到最终的运算结果,这使得动态语言的执行效率被大大降低。

    我们以 V8 的 Pipeline 结构来讲解 JS 引擎处理代码的基本过程。首先,JS 引擎会分析源代码的结构并生成一个 AST(抽象语法树),该 AST 展示了源程序的逻辑结构在内存中的抽象表现形式。接下来,AST 经过一个“full-codegen”全代码编译器前端被直接编译成了未经优化的中间表示层(IR)代码。在得到了 IR 代码后,V8 的优化编译器 “TurboFan” 会继续分析 JS 源码来找出那些运行速度较慢的源码并再次对它们进行优化。这个过程结束之后,再将经过处理的 IR(Intermediate Representation) 层代码经过一个编译器后端重新生成优化后的机器码。

    在基于 ASM.js 的优化流程中,最后生成的 ASM.js 代码属于 JS 的一个子集,因此最后被 JS 引擎解释时同样还需要经过分析代码、生成 AST 和重新优化等过程,而这些过程都是需要消耗 CPU 资源的,因此这种优化只能在某种程度上改善性能。而 WebAssembly 则直接从一个编译器后端进行加载,省去了所有编译器前端包括代码分析、生成 AST 、代码编译和优化等过程。因此可以大大提高 CPU 的运行效率。

    对于实现同样功能的一段 C/C++ 代码,WebAssembly 二进制格式的体积会比压缩后的 ASM.js 体积小很多。 WebAssembly 在浏览器中会运行在自己的沙盒环境当中,因此也无需担心内存泄露等安全性问题。

    接下来我们来看一下 WebAssembly 的内存模型。WebAssembly 代码对应的程序会被运行在一块连续的内存上,但其执行堆栈却完全从 WebAssembly 程序的内存段中独立出来,在执行堆栈中存储着 WebAssembly 程序中当前需要用到的变量的值。由于执行堆栈的分离使得我们无法通过读取或改变 WebAssembly 程序所在的内存段来改变变量的值,这为 WebAssembly 的安全性提供了保障。

    发布时间 : 2017-06-11 11:29:52 作者 : YHSPY 类别 : WEB前端 Miscellaneous
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    一语浏览 Detail

    语言 C/C++
    
    // 智能指针的错误用法;
    shared_ptr<int> p(new int(42));
    int *q = p.get();
    {
      shared_ptr<int> p(q);
    }
    int foo = *p // 未定义行为,动态内存已被释放;
    
    
    服务器 Linux

    修改用户所属组:

    sudo usermod -G <group> <username>

    语言 C/C++

    inline functions

    优点:

    1、通过避免函数调用开销来加速程序。

    2、当函数调用发生时,它可以节省堆栈上变量调用的开销。

    3、它节省了函数返回的开销。

    4、它利用指令缓存增加了引用的局部性。

    5、通过将其标记为内联,可以将函数定义放在头文件中。

    缺点:

    1、由于代码扩展,它增加了可执行文件的大小。

    2、C++ 内联在编译时解决。这意味着如果更改内联函数的代码,则需要使用它重新编译所有代码以确保它将更新

    3、在头文件中使用时,会使头文件体积增大,进而应用体积增大。

    4、在某些嵌入式系统中无效。因为存储器限制,编译器不希望增大可执行文件大小。

    何时使用:

    1、需要性能时使用内联函数。

    2、在宏上使用内联函数。

    3、喜欢在类外部使用带有函数定义的内联关键字来隐藏实现细节。

    关键点:

    1、是否内联完全取决于编译器的判断。

    2、内联基于编译器控制,这与宏完全不同:宏将被强制内联,将污染所有命名空间和代码,将不容易调试。

    3、默认情况下,在类中声明和定义的所有成员函数都是内联的。所以不需要明确指定。

    4、虚函数不应该是被内联的。有时候,当编译器可以确切地知道对象的类型时,甚至虚函数也会被内联,因为编译器确切地知道了对象的类型。

    5、模板方法并不总是内联的。

    语言 C/C++
    
    // 拷贝构造函数与赋值运算符重载函数;
    #include 
    
    using namespace std;
    
    struct T {
        int x;
    
        T() = default;
    
        T (int x) : x(x) {};
    
        T (const T& t) {
            this->x = t.x;
            cout << "Copy Constructors: " << this->x << endl;
        }
    
        T& operator=(T& t) {
            if (this != &t) {
                this->x = t.x;
                cout << "Overload Function: " << this->x << endl;
            }
            return *this;
        }
    };
    
    int main (int argc, char **argv) {
        T x(10), t3;
        T* t = new T(20);
    
        /*************************/
        // Copy Constructors: 10 //
        /*************************/
        T t1(x); 
        T t2 = x;
    
        /*************************/
        // Overload Function: 10 //
        /*************************/
        t3 = x; 
        
        delete(t);
        return 0;
    }
    
    
    语言 C/C++

    dynamic_cast 可以用于沿继承层级向上、向下及侧向转换到类的指针和引用。但在确保待转换指针的子类型时,可以使用 static_cast 来进行,以避免检查时的开销(可能不安全,但高效)。

    其他 Others

    JWT(JSON WEB TOKEN)

    可用作分布式系统的单点登录验证系统(SSO)。由于 Token 中的 Signature 部分是由前两个字段和一个密钥一起进行加密后得出来的,因此前端无法擅自修改 Token 中的信息,得以保证信息的获取不会被滥用。同时由于 JWT 的 “self-contained“ 特性,原始 Session 中的信息被全部放到了 Token 中,后端不需要存储任何信息,保证了服务的无状态化,提高了可扩展性。

    数据结构:

    交互模式:

    前端 Javascript

    this 实例:

    1、非 ES5 严格模式下,函数调用的默认 this 指向 window,严格模式下指向 undefined

    2、对象中函数的 this 指向调用方;

    
    var person = {  
      name: "Jason",
      say: function(thing) {
        console.log(this.name + " says hello " + thing);
      }
    }
    person.say("world"); // "Jason says hello world"
    
    var iSay = person.say;
    iSay("world"); // "undefined says hello world"
    

    3、使用 bind 来固化 this

    
    var boundSay = person.say.bind(person);  
    boundSay("world") // "Jason says hello world"
    
    前端工程化

    GitFlow 工作流:

    1、主分支只用于 Hotfix 和发布后的发布分支合并;

    2、专门的 Develop 分支用于 Feature 分支的合并;

    3、从 Develop 分支拷贝的发布分支,发布分支只有 Hotfix 合并,发布后合并回主分支和 Develop 分支;

    4、Hotfix 分支合并回主分支和 Develop 分支;

    5、每一次到主分支的合并都需要打 Tag 以便追踪记录;

    前端 HTTP

    HTTPS 通信流程:

    前端 HTTP

    浏览器常用缓存策略流程:

    代码库 Code Depot

    React 实例 - 单一数据源原则
    
    const scaleNames = {
      c: 'Celsius',
      f: 'Fahrenheit'
    };
    
    function toCelsius(fahrenheit) {
      return (fahrenheit - 32) * 5 / 9;
    }
    
    function toFahrenheit(celsius) {
      return (celsius * 9 / 5) + 32;
    }
    
    function tryConvert(temperature, convert) {
      const input = parseFloat(temperature);
      if (Number.isNaN(input)) {
        return '';
      }
      const output = convert(input);
      const rounded = Math.round(output * 1000) / 1000;
      return rounded.toString();
    }
    
    function BoilingVerdict(props) {
      if (props.celsius >= 100) {
        return <p>The water would boil.</p>;
      }
      return <p>The water would not boil.</p>;
    }
    
    class TemperatureInput extends React.Component {
      constructor(props) {
        super(props);
        this.handleChange = this.handleChange.bind(this);
      }
    
      handleChange(e) {
        this.props.onTemperatureChange(e.target.value);
      }
    
      render() {
        const temperature = this.props.temperature;
        const scale = this.props.scale;
        return (
          <fieldset>
            <legend>Enter temperature in {scaleNames[scale]}:</legend>
            <input value={temperature}
                   onChange={this.handleChange} />
          </fieldset>
        );
      }
    }
    
    class Calculator extends React.Component {
      constructor(props) {
        super(props);
        this.handleCelsiusChange = this.handleCelsiusChange.bind(this);
        this.handleFahrenheitChange = this.handleFahrenheitChange.bind(this);
        this.state = {temperature: '', scale: 'c'};
      }
    
      handleCelsiusChange(temperature) {
        this.setState({scale: 'c', temperature});
      }
    
      handleFahrenheitChange(temperature) {
        this.setState({scale: 'f', temperature});
      }
    
      render() {
        const scale = this.state.scale;
        const temperature = this.state.temperature;
        const celsius = scale === 'f' ? tryConvert(temperature, toCelsius) : temperature;
        const fahrenheit = scale === 'c' ? tryConvert(temperature, toFahrenheit) : temperature;
    
        return (
          <div>
            <TemperatureInput
              scale="c"
              temperature={celsius}
              onTemperatureChange={this.handleCelsiusChange} />
            <TemperatureInput
              scale="f"
              temperature={fahrenheit}
              onTemperatureChange={this.handleFahrenheitChange} />
            <BoilingVerdict
              celsius={parseFloat(celsius)} />
          </div>
        );
      }
    }
    
    ReactDOM.render(
      <Calculator />,
      document.getElementById('root')
    );
    

    使用方法:浏览器。

    代码说明:完整的 Reactjs 代码片段。

    一个完整的 React 实例
    
    // sub-component
    function ListItem(props) {
      // Correct! There is no need to specify the key here:
      return <li>{props.value}</li>;
    }
    
    function NumberList(props) {
      const numbers = props.numbers;
      const listItems = numbers.map((number) =>
        // Correct! Key should be specified inside the array.
        <ListItem key={number.toString()}
                  value={number} />
    
      );
      return (
        <ul>
          {listItems}
        </ul>
      );
    }
    
    class Clock extends React.Component {
      constructor(props) {
        // 确保 props 能够正确传入;
        super(props);
        // Bind this
        this.handler = this.handler.bind(this);
        this.state = {
          date: new Date(),
          counter: 0,
          showWarning: true
        };
      }
      // 生命周期 Hook 函数;
      componentDidMount() {
        // 不需要在 View 中显示的属性不需要放到 State 中;
        this.timerID = setInterval(
          () => this.tick(),
          1000
        );
      }
    
      componentWillUnmount() {
        clearInterval(this.timerID);
      }
    
      tick() {
        this.setState({
          date: new Date()
        });
      }
      
      handler() {
        this.setState({
          counter: this.state.counter + 1
        });
      }
    
      render() {
        const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
        // JSX 中的 Callback 函数需要在构造函数中绑定 this 指针;
        return (
          <div>
            <NumberList numbers={numbers} />
            <h1 onClick={this.handler}>Hello, {this.props.user.toString()}!</h1>
            <h2>It is {this.state.date.toLocaleTimeString()}.</h2>
            <h2>Counter: {this.state.counter}</h2>
            <p>{this.state.counter > 2 && <WarningBanner warn={this.state.counter} />}

    </div> ); } } ReactDOM.render( <Clock user="YHSPY"/>, document.getElementById('root') );

    使用方法:浏览器。

    代码说明:完整的 Reactjs 代码片段。

    Node8 之 Util.promisify 常见用法
    
    var util = require('util')
    
    const wait = (delay, callback) => {
      const id = setInterval(() => {
        const rand = Math.random()
        if (rand > 0.95) {
          callback('Got data successfully!', null)
          clearInterval(id)
        } else if (rand < 0.1) {
          callback(null, 'Sorry, something wrong!') 
          clearInterval(id)
        } else {
          console.log("Waiting...")
        }
      }, Number(delay))
    }
    
    /*
      wait(1000, (data, err) => {
        if (err) {
          throw new Error(err)
        }
        console.log(data)
      })
    */
    
    // Use util.promisify
    util.promisify(wait)(1000).then(data => {
      console.log(data);
    }).catch(err => {
      console.error(err);
    })
    
    // Use async/await instead
    waitAsync = util.promisify(wait)
    let asyncFunc = async () => {
      let result;
      try {
        result = await waitAsync(1000);
      } catch (err) {
        return console.error(err);
      }
      return console.log(result);
    };
    asyncFunc().then(data => {
      // undefined
      console.log(data)
    })
    

    使用方法:Node8 命令行下直接运行。

    代码说明:Node8 新增的函数可以直接 Promise 化一个特定格式的函数,函数的回调函数需要符合 Node 的标准回调函数格式 。

    Leetcode - 169.Majority Element HashMap基础解法
    
    public static int majorityElement(int[] nums) {
        if (nums.length == 0)  // 如果数组长度为0则返回-1
        	return -1;
        
        int arrLen = nums.length;
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0;i < arrLen; i ++) {
        	int currentVal = 0;
        	if (map.containsKey(nums[i]))  // 如果HashMap中存在该值对应的元素则使用该值
        		currentVal = map.get(nums[i]);
    
        	if (currentVal > arrLen / 2) {  // 如果满足条件则返回该元素
        		return nums[i];
        	} else {
        		map.put(nums[i], currentVal + 1);  // 否则对应元素值加一
        	}
        }
        
        return -1;
    }
    

    使用方法:Eclipse新建工程,直接复制到主类里,通过类名静态调用即可。

    代码说明:本段代码为Leetcode题目“169.Majority Element”的实现代码,算法类代码建议先做题,再参考。题目详情请参考文章《Leetcode每日一题 - 169.Majority Element》。

    Leetcode - 219.Contains Duplicate II 窗口检测解法代码片段
    
    public static boolean containsDuplicateOptimizeFurther(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();  
        int start = 0, end = 0;  // 定义窗口的首尾指针
        for(int i = 0; i < nums.length; i++) {   // 开始遍历
            if(!set.contains(nums[i])) {    
                set.add(nums[i]);   
                end++;   // 如果Set中没有此元素则加入,尾指针后移
            } else { 
                return true;   // 有则返回True
            }
            
            if(end - start  > k) {  // 保持首尾指针距离不大于k  
                set.remove(nums[start]);    //如果大于则移除首指针元素
                start++;   // 移除后首指针后移
            }  
        }  
        return false;
    }
    

    使用方法:Eclipse新建工程,直接复制到主类里,通过类名静态调用即可。

    代码说明:本段代码为Leetcode题目“219.Contains Duplicate II”的实现代码,算法类代码建议先做题,再参考。题目详情请参考文章《Leetcode每日一题 - 219.Contains Duplicate II》。