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1.并发编程基础

1.1 基本概念

CPU核心与线程数关系

Java中通过多线程的手段来实现并发,对于单处理器机器上来讲,宏观上的多线程并行执行是通过CPU的调度来实现的,微观上CPU在某个时刻只会运行一个线程。事实上,如果这些任务不存在阻塞,也就是程序中的某个任务因为该程序控制范围之外的某些条件(通常是I/O)而导致不能继续执行,由于在任务之间切换会产生开销,因此并行的效率可能没有顺序执行的效率高,并行也就没有意义。

一般来讲,CPU核心数和线程数的关系为核心数:线程数=1:1;但是如果使用了超线程技术,可以达到1:2甚至更多。

CPU调度方式

CPU采用时间片轮转机制,来调度不同的线程运行,又称RR调度,注意这样会导致上下文切换。如果线程数目过大,可能产生较大的线程切换开销。

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docker.png

上一篇文章介绍了docker镜像的制作与发布,本文主要介绍实际docker工程部署中经常用到的docker-compose工具,以及docker的网络配置和负载均衡。

Docker-compose介绍

实际开发过程中,在一个项目中,我们常将不同的模块放在单独的docker中,方便维护和扩展。比如我们一个项目可能有MySQL镜像、Nginx镜像、Spring Boot后端镜像,我们在实际部署中可以采用上篇文章介绍的方法,分别打包,分别启动;但是这样太费精力,而且还容易出错。
因此Docker-compose工具应运而生,就是为了解决工程部署中的多个Docker镜像的管理问题。

docker-compose.yaml 文件

类似于build镜像需要Dockerfile一样,使用docker-compose时也需要类似的配置文件,叫做docker-compose.yaml。

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上篇文章引入了Docker的基本原理和操作,本节文章主要介绍如何制作Docker镜像和发布。

镜像文件结构

Docker镜像的本质是一系列文件的集合,这些文件依次叠加,形成了最后的镜像文件,类似于下图所示的结构,

Screen Shot 2019-11-24 at 11.42.39 AM.png

从底层往上,依次是文件系统层,操作系统层,专有镜像层,读写层。

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Docker是一个开源的应用容器引擎,基于Go语言,并遵从Apache2.0协议开源。

Docker可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器上,也可以实现虚拟化。

Docker容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口,相比于虚拟机,容器启动速度快,性能开销极低。

Docker架构

首先介绍下Docker的架构,可以由下图表示,主要由Clients、Hosts、Registries组成,下面提到了几个专有名词,我来一个个单独介绍:

Picture1.png

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本文记录了VPS下的基础配置过程,包括科学上网、安全等方面的内容

用户组管理

在root用户下,使用如下的指令,创建新用户,并添加用户到sudoers

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useradd -m username (-m stand for create home) -s /bin/bash (指定用户登入后所使用的shell,默认值为/bin/bash。最好手动指定)
adduser <username> sudo (add user to the sudoers)

以后使用username(你的用户名)登录就OK了,需要使用root权限时利用sudo就行了

更改当前用户密码:

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$ passwd

更改某个用户的密码,此时需要登录到root用户,

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$ passwd username

关于如何删除用户,可以参考:Deleting/Removing a User Account with His/Her Home Directory

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Linux

5. Linux启动流程

概括描述linux系统从开机到登陆界面的启动过程

1.开机BIOS自检

2.MBR引导

3.grub引导菜单

4.加载内核

5.启动init进程

6.读取inittab文件执行rc.sysinit、rc等脚本

7.启动mingetty进入系统登录界面

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Linux

4. I/O

4.1 相关概念说明

4.1.1 用户空间与内核空间

现在操作系统都是采用虚拟存储器,那么对32位操作系统而言,它的寻址空间(虚拟存储空间)为4G(2的32次方)。操作系统的核心是内核,独立于普通的应用程序,可以访问受保护的内存空间,也有访问底层硬件设备的所有权限。为了保证用户进程不能直接操作内核(kernel),保证内核的安全,操心系统将虚拟空间划分为两部分,一部分为内核空间,一部分为用户空间。针对linux操作系统而言,将最高的1G字节(从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF),供内核使用,称为内核空间,而将较低的3G字节(从虚拟地址0x00000000到0xBFFFFFFF),供各个进程使用,称为用户空间。

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Linux

3. 线程

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

3.1 线程与进程的区别联系

进程:进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。(包括程序段,相关数据段,和进程控制块PCB)
线程: 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

关系:一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.相对进程而言,线程是一个更加接近于执行体的概念,它可以与同进程中的其他线程共享数据,但拥有自己的栈空间,拥有独立的执行序列
区别:主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。
优缺点:线程和进程在使用上各有优缺点:线程执行开销小,但不利于资源的管理和保护;而进程正相反。同时,线程适合于在SMP机器上运行,而进程则可以跨机器迁移。

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Linux

2. 进程

2.1 进程概念

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,它是系统进行资源分配的一个独立单位。例如,用户运行自己的程序,系统就创建一个进程,并为它分配资源,包括各种表格、内存空间、磁盘空间、I/O设备等,然后该进程被放入到进程的就绪队列,进程调度程序选中它,为它分配CPU及其他相关资源,该进程就被运行起来。

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Linux

操作系统的四个特征: 并发、共享、异步、虚拟

并发:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下,一段时间内,宏观上有多个程序在同时运行,而每一时刻,单处理器环境下仅能有一道程序执行,故微观上这些程序还是在分时地交替执行。操作系统的并发性是通过分时实现的。

共享:指系统中的资源可以被多个并发执行的程序共同使用,而不是被其中一个独占。资源共享有两种方式,互斥访问和同时访问。

异步:在多道程序环境下,允许多个程序并发执行,但由于资源有限,进程的执行不是一管到底,而是走走停停,以不可预知的速度向前推进,这就是进程的异步性。异步性使得操作系统运行在一种随机的环境下,可能导致进程产生与时间有关的错误。但只要运行环境相同,操作系统必须保证多次运行程序,都获得相同的结果。

虚拟:虚拟性是一种管理技术,把物理上的一个实体变成逻辑上的一个或多个对应物。采用虚拟技术的目的是为用户提供易于使用、方便高效的操作环境。

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