上海市半年內推出八項新能源汽車政策

2016上半年,中國與新能源汽車相關的中央及地方各類政策已經推出了80餘項,包括新能源汽車及充電基礎設施推廣規劃、補貼標準、充電費、充電服務費標準、專項資金補貼、及指標交通等配套優惠政策。雖然政策密集,但2016上半年新能源汽車產業的發展依然掣肘於政策的完善性。   2016年上半年,上海市共推出了8項新能源汽車相關政策,包括購買和使用新能源汽車暫行辦法、操作流程、補貼標準,充電基礎設施建設規劃、補貼標準,新能源汽車專項資金,支援新能源貨車推廣計畫,促進新能源汽車分時租賃業務發展指南,以及嘉定區補貼方案。這些政策在內容上覆蓋了從生產、銷售、購買、使用整個新能源汽車生產鏈,也對技術研發給予專項資金的鼓勵支援,同時覆蓋了新能源汽車的分時租賃業務。   相對比2015年上海市新能源汽車的補貼標準,2016年上海的補貼標準在乘用車、客車及專用車領域都有所消退,同時,上海市還首次提出了補貼「按量退坡(減少)」的概念,即超過一定量後補貼會繼續減少,這體現了上海由補貼向市場引導新能源汽車發展的策略。除了補貼標準的降低外,上海市對補貼的審批也更加嚴格,對廠商的銷售資格及消費者的購買資格都做出了嚴格要求。   除此之外,上海市的推廣政策還照顧到了分時租賃業務,通過支持運營車輛額度需求及相關補貼政策鼓勵新能源汽車分時租賃業務發展。  
文章來源:第一電動網(中國大陸)

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Tesla:自動駕駛未來十年可實現

Tesla 電動車在自動駕駛模式下發生致命車禍,讓自動駕駛技術的前景蒙上了一層陰影,Tesla 聯合創辦人兼CTO JB Straubel 近日在某論壇演講時表示,Tesla 對於產品和技術充滿信心,外界的批評不會對公司內部造成太大影響,未來十年內一定會實現自動駕駛。

JB Straubel 表示Tesla 關注的是如何提高交通的效率,能源的可持續利用,降低交通運行的過程中二氧化碳的排放量,這是Tesla 的目標。目前Tesla 推出了Model S、Model X 和Model 3 三款電動車,這三款產品市場定位是高階轎車、SUV 和平價車,在2016年下半年開放預售的Model 3 預售量已經超過了40 萬台。為了提升電動車系統的性能和便利性,Tesla 還推出了電動車軟體系統,透過不斷更新軟體來實現電動車在短週期內的升級,許多新的功能都是透過軟體的推送提供給車主。

對於近日Tesla 電動車發生的車禍和引發的質疑,JB Straubel 認為這不會給Teals 帶來太大的影響,公司剛剛成立的時候,質疑和批評的聲音也很多,但是Tesla 的團隊對於產品和技術充滿信心,外界的評價不是很重要,每個人對於同一個技術或產品的看法不同很正常,Tesla CEO Elon Musk 在電動車的研發上投入了巨大的成本,成功的幾率並不大,但是仍值得去努力,新創公司從事的業務失敗的概率很大,但不能因此失去信心,融資的目的不僅僅是為了讓公司繼續運營下去,Tesla 只會選擇自己需要的錢。Tesla 關注的技術主要有三個方向,分別是電池技術、二是汽車電子。

對於自動駕駛技術而言,軟體和系統的開發需要投入大量的人力,JB Straubel 認為技術發展的速度很快,未來十年自動駕駛一定會實現。

(本文授權自《》──〈〉。圖片來源:wikipedia)

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騙補者或被取消資質 新能源補貼新政欲出

中國新能源汽車騙補事件結果即將出爐。日前,國務院方已經就新能源汽車推廣應用督查報告作出批示,要求嚴肅懲處市場騙補行為,同時完善相關補貼制度。  
 
部分騙補車企或被取消資質 今年初,部分車企被爆造假資料,騙取中國國家財政補貼,形成了新能源汽車騙補產業鏈,引起外界一片譁然。隨後,工信部、財政部、科技部以及 發改委聯合發佈《關於開展新能源汽車推廣應用核查工作的通知》,通過自查與現場督查的方式,調查全部車輛生產企業以及新能源汽車運營企業(含公交、客運、專用車等)、租賃企業、企事業單位等新能源汽車用戶,全面核查財政資金使用及管理情況、新能源汽車生產與使用情況。   目前,中國界定騙補和違規謀補方式主要有三種,包括車輛未達到推廣標準甚至未生產,違規取得牌照騙取補貼;車輛符合規定,但賣給關聯企業而非終端使用者,未達到補貼條件提前謀取補貼;車輛賣給終端使用者,但在獲取補貼後大量閒置,造成財政資金嚴重浪費。   同時,根據車企的違規情節採取不同的措施,包括取消財政補貼資格,追回補貼資金、罰款、取消汽車生產資質,將問題車型從推薦車型目錄中剔除,等等。  
新一輪補貼政策即將推出 目前,按照中’國的補貼政策,新能源汽車補貼分為國家補貼和地方補貼兩大類,而大部分新能源汽車示範推廣城市的地方補貼標準與國家1:1配比。高額的政策性補貼,不僅成為了新能源生產企業的主要利潤來源,也是新能源汽車推廣的重要動力。   分析人士指出,打擊騙補為未來新能源車發展奠定較好的補貼環境基礎。而出臺更為完善的政策,將是新能源汽車未來可持續性發展的關鍵,才能讓大市場刺激強勢產品和讓優秀企業脫穎而出。   據悉,隨著騙補調查結果的出爐,新一輪的新能源補貼政策也將隨之出爐。  
文章來源:南方日報(中國大陸)

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類加載器 – 類的加載、連接與初始化

類的加載、連接與初始化

概述

在Java代碼中,類型的加載、連接與初始化過程都是在程序運行期間完成的

  • 類型:可以理解為一個class
  • 加載:查找並加載類的二進制數據,最常見的情況是將已經編譯完成的類的class文件從磁盤加載到內存中
  • 連接:確定類型與類型之間的關係,對於字節碼的相關處理
    • 驗證:確保被加載的類的正確性
    • 準備:為類的靜態變量分配內存,並將其初始化為默認值。但是在到達初始化之前,類變量都沒有初始化為真正的初始值
    • 解析:在類型的常量池中尋找類、接口、字段和方法的符號引用,把這些符號引用轉換為直接引用的過程
  • 初始化:為類的靜態變量賦予正確的初始值
  • 使用:比如創建對象,調用類的方法等
  • 卸載:類從內存中銷毀

理解:public static int number = 666;

上面這段代碼,在類加載的連接階段,為對象number分配內存,並初始化為0;然後再初始化階段在賦予正確的初始值:666

類的使用方式

Java程序對類的使用方式可分為兩種

  • 主動使用
    • 創建類的實例
    • 訪問某個類或接口的靜態變量,或者對靜態變量賦值
    • 調用類的靜態方法
    • 反射
    • 初始化類的子類
    • Java虛擬機啟動時被標明為啟動類的類(包含main方法)
    • JDK1.7開始提供的動態語言支持(java.lang.invoke.MethodHandle實例的解析結果REF_getStatic,REF_putStatic,REF_invokeStatic句柄對應的類沒有初始化,則初始化)
  • 被動使用
    • 除了主動使用的七種情況之外,其他使用Java類的方法都被看作是對類的被動使用,都不會導致類的初始化

所有的Java虛擬機實現必須在每個類或接口被Java程序“首次主動使用”時才初始化他們

代碼理解

示例一:類的加載連接和初始化過程

代碼一

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child01.str);
    }
}

class Father01 {
    public static String str = "做一個好人!";
    static {
        System.out.println("Father01 static block");
    }
}

class Child01 extends Father01 {
    static {
        System.out.println("Child01 static block");
    }
}

運行結果做一個好人!

Father01 static block
做一個好人!

代碼二

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child01.str2);
    }
}

class Father01 {
    public static String str = "做一個好人!";

    static {
        System.out.println("Father01 static block");
    }
}

class Child01 extends Father01 {
    public static String str2 = "做一個好人!";
    static {
        System.out.println("Child01 static block");
    }
}

運行結果

Father01 static block
Child01 static block
做一個好人!

分析:

  • 代碼一中,我們通過子類調用父類中的str,這個str是在父類被定義的,對Father01主動使用,沒有主動使用Child01,故Child01的靜態代碼塊沒有執行,父類的靜態代碼塊被執行了。 -> 對於靜態字段來說,只有直接定義了該字段的類才會被初始化。
  • 代碼二中,對Child01主動使用;根據主動使用的7種情況,調動類的子類時,其所有的父類都會被先初始化,所以Father01會被初始化。 -> 當一個類初始化時,要求其父類全部都已經初始化完畢了。

以上驗證的是類的初始化情況,那麼如何驗證類的加載情況呢,可以通過在啟動的時候配置虛擬機參數:-XX:+TraceClassLoading查看

運行代碼一,查看輸出結果,可以看見控制台打印了very多的日誌,第一個加載的是java.lang.Object類(不管加載哪個類,他的父類一定是Object類),後面是加載的一系列jdk的類,他們都位於rt包下。往下查看,可以看見Loaded classloader.Child01,說明即使沒有初始化Child01,但是程序依然加載了Child01類。

[Opened /usr/local/jdk1.8/jre/lib/rt.jar]
[Loaded java.lang.Object from /usr/local/jdk1.8/jre/lib/rt.jar]
...
[Loaded java.lang.Void from /usr/local/jdk1.8/jre/lib/rt.jar]
[Loaded classloader.Father01 from file:/home/fanxuan/Study/java/jvmStudy/out/production/jvmStudy/]
[Loaded classloader.Child01 from file:/home/fanxuan/Study/java/jvmStudy/out/production/jvmStudy/]
Father01 static block
做一個好人!
[Loaded java.lang.Shutdown from /usr/local/jdk1.8/jre/lib/rt.jar]
[Loaded java.lang.Shutdown$Lock from /usr/local/jdk1.8/jre/lib/rt.jar]

拓展:JVM參數介紹

因為前一章節使用了JVM參數,所以對其做一下簡單的介紹

  • 所有的JVM參數都是以-XX:開頭的
  • 如果形式是:-XX:+<option>,表示開啟option選項
  • 如果形式是:-XX:-<option>,表示關閉option選項
  • 如果形式是:-XX:<option>=<value>,表示將option選項的值設置為value

示例二:常量的本質含義

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Father02.str);
    }
}

class Father02{
    public static final String str = "做一個好人!";

    static {
        System.out.println("Father02 static block");
    }
}

執行結果

做一個好人!

分析

可以看見,此段代碼並沒有初始化Father02類。這是因為final表示的是一個常量,在編譯階段常量就會被存入到調用這個常量的方法所在的類的常量池當中,本質上,調用類並沒有直接引用到定義常量的類,因此並不會觸發定義常量的類的初始化。在本代碼中,常量str會被存入到Test02的常量池中,之後Test02與Father02沒有任何關係,甚至可以刪除Father02的class文件。

我們反編譯一下Test02類

Compiled from "Test02.java"
public class classloader.Test02 {
  public classloader.Test02();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #4                  // String 做一個好人!
       5: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

第一塊是Test02類的構造方法,第二塊是我們要看的main方法。可以看見3: ldc #4 // String 做一個好人!,此時這個值已經是確定無疑的做一個好人!了,而不是Father02.str,證實了上面說的在編譯階段常量就會被存入到調用這個常量的方法所在的類的常量池當中

拓展:助記符

因前一章節涉及到了助記符,所以介紹下本章節涉及到的助記符及擴展

  • ldc:表示將int、float或String類型的常量值常量池中推送至棧頂
  • bipush:表示將單字節(-128 -至 127)的常量推送至棧頂
  • sipush:表示將一個短整形(-32768 至 32767)的常量推送至棧頂
  • iconst_1:表示將int類型的1推送至棧頂(這類助記符只有iconst_m1 – iconst_5七個)

示例三:編譯期常量與運行期常量的區別

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Father03.str);
    }
}

class Father03 {
    public static final String str = UUID.randomUUID().toString();

    static {
        System.out.println("Father03 static block");
    }
}

運行結果

Father03 static block
a60c5db4-2673-4ffc-a9f0-2dbe53fae583

分析

本代碼與示例二的區別在於str的值是在運行時確認的,而不是編譯時就確定好的,屬於運行期常量,而不是編譯期常量。當一個常量的值並非編譯期間確定的,那麼其值就不會被放到調用類的常量池中,這時在程序運行時,會導致主動使用這個常量所在的類,導致這個類被初始化。

示例四:數組創建本質

代碼一

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
         Father04 father04_1 = new Father04();
        System.out.println("-----------");
        Father04 father04_2 = new Father04();
    }
}

class Father04 {
    static {
        System.out.println("Father04 static block");
    }
}

運行結果

Father04 static block
-----------

分析

  • 創建類的實例時,會初始化類
  • 所有的Java虛擬機實現必須在每個類或接口被Java程序“首次主動使用”時才初始化他們

代碼二

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Father04[] father04s = new Father04[1];
        System.out.println(father04s.getClass());
    }
}

運行結果

class [Lclassloader.Father04;

分析

  • 創建數組對象不再主動使用的7種情況內,屬於被動使用,故不會初始化Father04
  • 打印father04s的類型為[Lclassloader.Father04,這是虛擬機在運行期生成的。 -> 對於數組示例來說,其類型是有JVM在運行期動態生成的,表示為[Lclassloader.Father04這種形式,動態生成的類型,其父類就是Object。
  • 對於數組來說,JavaDoc經常將構成數組的元素為Component,實際上就是將數組降低一個維度后的類型

反編譯一下:

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: iconst_1
       1: anewarray     #2                  // class classloader/Father04
       4: astore_1
       5: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       8: aload_1
       9: invokevirtual #4                  // Method java/lang/Object.getClass:()Ljava/lang/Class;
      12: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
      15: return
  • anewarray:表示創建一個引用類型(如類、接口、數組)的數組,並將其引用值值壓入棧頂
  • newarray:表示創建一個指定的原始類型(如int、float、char等)的數組,並將其引用值壓入棧頂

示例五:接口的加載與初始化

代碼一

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child05.j);
    }
}

interface Father05 {
    int i = 5;
}

interface Child05 extends Father05 {
    int j = 6;
}

運行結果

6

分析

  • 接口中定義的常量本身就是public、static、final的
  • 結果顯而易見,這時我們刪除掉Father05.class文件和Child05.class文件,程序依然可以正常運行
    • 接口中的常量本身就是final常量,會被加載到Test05的常量池中
    • 此時,Father05和Child05都不會被加載

代碼二

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child05.j);
    }
}

interface Father05 {
    int i = 5;
}

interface Child05 extends Father05 {
    int j = new Random().nextInt(8);
}

運行結果

6

將Father05.class文件刪除,運行結果

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: classloader/Father05
    at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
    at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763)
    at java.security.SecureClassLoader.defineClass(SecureClassLoader.java:142)
    at java.net.URLClassLoader.defineClass(URLClassLoader.java:467)
    at java.net.URLClassLoader.access$100(URLClassLoader.java:73)
    at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:368)
    at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:362)
    at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
    at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:361)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424)
    at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:338)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
    at classloader.Test05.main(Test05.java:15)
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: classloader.Father05
    at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:381)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424)
    at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:338)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
    ... 13 more

分析

  • 只有在真正使用到父接口的時候(如引用接口中所定義的常量時),才會加載初始化

代碼三

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child05.j);
    }
}

interface Father05 {
    Thread thread = new Thread() {
        {
            System.out.println("Father05 code block");
        }
    };
}

class Child05 implements Father05 {
    public static int j = 8;
}

運行結果

8

分析

  • 在初始化一個類時,並不會先初始化他所實現的接口

代碼四

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Father05.thread);
    }
}

interface GrandFather {
    Thread thread = new Thread() {
        {
            System.out.println("GrandFather code block");
        }
    };
}

interface Father05 extends GrandFather{
    Thread thread = new Thread() {
        {
            System.out.println("Father05 code block");
        }
    };
}

運行結果

Father05 code block
Thread[Thread-0,5,main]

分析

  • 在初始化一個接口時,並不會先初始化他的父接口

示例六:類加載器準備階段和初始化階段

代碼一

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();

        System.out.println("i:" + Singleton.i);
        System.out.println("j:" + Singleton.j);
    }
}

class Singleton {
    public static int i;

    public static int j = 0;

    private static Singleton singleton = new Singleton();

    private Singleton() {
        i ++;
        j ++;
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
}

運行結果

i:1
j:1

分析

首先Singleton.getInstance();進入SingletongetInstance方法,getInstance會返回Singleton的實例,Singleton的實例是new Singleton();出來的,因此調用了自定義的私有構造方法。在調用構造方法之前,給靜態變量賦值,i默認賦值為0,j顯式的賦值為0,經過構造函數之後,值都為1。

代碼二

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();

        System.out.println("i:" + Singleton.i);
        System.out.println("j:" + Singleton.j);
    }
}

class Singleton {
    public static int i;

    private static Singleton singleton = new Singleton();

    private Singleton() {
        i ++;
        j ++;
    }

    public static int j = 0;

    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
}

運行結果

i:1
j:0

分析

程序主動使用了Singleton類,準備階段對類的靜態變量分配內存,賦予默認值,下面給出類在連接及初始化階段常量的值的變化

  • i : 0
  • singleton:null
  • j : 0
  • getInstance:初始化
    • i:0
    • singleton:調用構造函數
      • i:1
      • j:1
    • j:0【覆蓋了之前的1】

故返回的值i為1,j為0

深入解析類的加載、連接與初始化

類的加載

  • 將類的.class文件中的二進制數據讀入到內存中,將其放在運行時數據區的方法區內,然後再內存中創建一個java.lang.Class對象(規範並未說明Class對象位於哪裡,HotSpot虛擬機將其放在了方法區中)用來封裝類在方法區的數據結構
  • 加載.class文件的方式
    • 從本地系統直接加載
    • 通過網絡下載.class文件
    • 從zip等歸檔文件中加載.class文件
    • 從專有數據庫中提取.class文件
    • 將Java源代碼動態編譯為.class文件
  • 類的加載的最終產品是位於內存中的Class對象
  • Calss對象封裝了類在方法區內的數據結構,並且向Java程序員提供了訪問方法區內的數據結構的接口
  • 有兩種類型的類加載器
    • Java虛擬機自帶的類加載器
      • 根類加載器(Bootstrap):該加載器沒有父加載器。他負責加載虛擬機的核心類庫,如java.lang.*等。根類加載器從系統屬性sun.boot.class.path所指定的目錄中加載類庫。根類加載器的實現依賴於底層操作系統,呀沒有繼承java.lang.CalssLoader類
      • 擴展類加載器(Extension):父加載器為根加載器。從java.ext.dirs系統屬性所指定的目錄中加載類庫,或者從JDK的安裝目錄的jre\lib\ext子目錄(擴展目錄)下加載類庫,如果用戶創建的JAR文件放在這個目錄下,也會自動由擴展類加載器加載。擴展類加載器是純Java類,是java.lang.ClassLoader類的子類
      • 系統(應用)類加載器(System):父加載器為擴展加載器。從環境變量classpath或者系統屬性java.class.path所指定的目錄中加載類,是用戶自定義類加載器的默認父加載器。系統類加載器是純Java類,是java.lang.ClassLoader類的子類
    • 用戶自定義的類加載器
      • java.lang.ClassLoader的子類
      • 用戶可以定製類的加載方式
  • 類加載器並不需要等到某個類被“首次使用”時再加載他
  • JVM規範允許類加載器在預料某個類將要被使用時就預先加載他,如果在預先加載的過程中遇到了.class文件缺失或存在錯誤,類加載器必須在程序首次主動使用時才報告錯誤(LinkageError錯誤)。如果這個類一直沒有被程序主動使用,那麼類加載器就不會報告錯誤

類的連接

類被加載后,就進入連接階段。連接就是將已經讀入到內存中的類的二進制數據合併到虛擬機的運行時環境中去

類的驗證

類的驗證的內容

  • 類文件的結構檢查
  • 語義檢查
  • 字節碼驗證
  • 二進制兼容性驗證

類的準備

在準備階段,Java虛擬機為類的靜態變量分配內存,並設置默認的初始值。例如對於下面的Sample類,在準備階段,將為int類型的靜態變量i分配4個字節的內存空間,並且賦默認值0;為long類型的靜態變量j分配8個字節的內存空間,並賦予默認值0

public class Sample {
    private static int i = 8;
    private static long j = 8L;
    ......
}

類的初始化

在初始化階段,Java虛擬機執行類的初始化語句,為類的靜態變量賦予初始值。在程序中,靜態變量的初始化有兩種途徑:

  • 在靜態變量的聲明處初始化
  • 在靜態代碼塊中初始化

靜態變量的聲明語句,預計靜態代碼塊都被看作類的初始化語句,Java虛擬機會按照初始化語句在類文件中的先後順序來依次執行他們

類的初始化步驟

  • 假如這個類還沒有被加載和連接誒,需要先進行加載和連接
  • 假如類存在直接父類,並且這個父類還沒有被初始化,需要先初始化直接父類
  • 假如類中存在初始化語句,需要依次執行這些初始化語句

類的初始化時機

  • 當Java虛擬機初始化一個類時,要求他的所有父類都已經被初始化,但是這條規則並不適用於接口

    • 在初始化一個類時,並不會先初始化他所實現的接口
    • 在初始化一個接口時,並不會先初始化他的父接口

    因此,一個父接口並不會因為他的子接口或實現類的初始化而初始化,只有當程序首次使用特定接口的靜態變量時,才會導致該接口的初始化。代碼參照代碼理解-接口的初始化

  • 只有當程序訪問的靜態變量或者靜態方法確實在當前類或者當前接口中定義時,才認為是對類或接口的主動使用

  • 調用ClassLoader類的loadClass方法加載一個類,並不是對類的主動使用,不會導致類的初始化

拓展部分

類實例化

類的生命周期除了前文提到的加載、連接、初始化之外,還有類示例化,垃圾回收和對象終結

  • 為新的對象分配內存
  • 為實例變量賦予默認值
  • 為實例變量賦予正確的初始值
  • Java編譯器為它編譯的每一個類都至少生成一個實例初始化方法,在Java的class文件中,這個實例初始化方法被稱為<init>。針對源代碼中每一個類的構造方法,Java編譯器都產生一個<init>方法

類的卸載

  • 當一個類被加載、連接和初始化后,它的生命周期就開始了。當代表該類的Class對象不再被引用,即不可觸及時,Class對象就會結束生命周期,這個類在方法區內的數據也會被卸載,從而結束自己的生命周期
  • 一個類何時結束生命周期,取決於代表它的Class對象何時結束生命周期
  • 由Java虛擬機自帶的類加載器所加載的類,在虛擬機的生命周期中,始終不會被卸載。Java虛擬機本身會始終引用這些類加載器,而這類加載器則會始終引用它們所加載的類的Class對象,因此這些Class對象始終是可觸及的;由用戶自定義的類加載器所加載的類是可以被卸載的

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Windows平台LoadLibrary加載動態庫搜索路徑的問題

一、背景

在給Adobe Premiere/After Effects等後期製作軟件開發第三方插件的時候,我們總希望插件依賴的動態庫能夠脫離插件的位置,單獨存儲到另外一個地方。這樣一方面可以與其他程序共享這些動態庫,還能保證插件安裝時非常的清爽。就Adobe Premiere Pro/After Effects來說,插件文件是放到C:\Program Files\Adobe\Common\Plug-ins\7.0\MediaCore(Windows平台)的。這個是PremiereProAfterEffects的公共插件目錄,二者在啟動的時候都會嘗試去這個位置加載插件。與此同時,我們希望自己開發的插件所依賴的動態庫放到另外的位置,另外也希望插件显示鏈接的動態庫能夠盡量少。因為如果是顯式鏈接的話,這些插件依賴的動態庫必須和插件保存在同一個位置。不然插件找不到這些依賴文件就會加載失敗的。當然,我們也可以在環境變量裏面增加一條路徑,但是這容易污染環境變量,或者與其他的程序庫產生衝突。LoadLibrary在這個時候就產生作用了。LoadLibrary通過將指定路徑的動態庫加載到當前的調用進程,然後獲取其導出的函數就可以正常使用了。對於像第三方插件這樣的應用場景,LoadLibrary可以說是個不錯的實現方式。但是正因此也有個弊端,我們無法使用工具得知其的依賴庫。

二、使用實例

我們在給Adobe Premiere Pro開發的一款插件中,正是使用了這種方法:
(1)首先從註冊表中獲取到我們插件依賴的動態庫文件所在的位置:

 1 bool GetInstallationPath(std::string& result) {
 2     DWORD data_type;
 3     CHAR value[1024];
 4     PVOID pv_data = value;
 5     DWORD size = sizeof(value);
 6     auto err = RegGetValue(HKEY_CLASSES_ROOT, "test_app\\plugin", "install_location", RRF_RT_ANY, &data_type, pv_data, &size);
 7     if (err == ERROR_SUCCESS) {
 8         std::string filepath(value); 
 9         std::regex_replace(std::back_inserter(result), filepath.begin(), filepath.end(), std::regex("[\\\\/]+[^\\\\/]+$"), "");
10         return true;
11     }
12     return false;
13 }

(2)通過調用LoadLibrary來加載指定的依賴庫

std::string    dirname;
if (!GetInstallationPath(dirname)) {
    return false;
}  
SetDllDirectory(dirname.c_str());
insmedia_dll.handle = LoadLibrary("core.dll");

如上述代碼所示,我們的插件唯一依賴的動態庫叫core.dll。而core.dll文件存放的位置記錄在註冊表中。程序先從註冊表中獲取core.dll所在的文件夾,然後設置到DLL的搜索路徑中。最後再調用LoadLibrary加載它。在最初開發及發布后,插件運行的很好。然而,在Adobe發布Premiere Pro CC 2020之後,插件就不工作了。這是為啥呢?根據過往的經驗來看,插件加載不上只有一個原因:依賴的動態庫缺失或者是加載錯了版本。那麼,我們就來看看到底是哪個依賴加載錯了導致插件加載失敗呢?通過在WinDBG裏面調試看到了如下的差異:

看上圖很顯然,我們的插件在加載ffmpeg的庫文件時,先找到了PremierePro安裝根目錄裏面的版本了。而PremierePro使用的ffmpeg版本顯然跟我們不一樣。正是因為這兩個庫的版本不對,導致我們的插件加載失敗了。那麼,LoadLibrary這種方法顯然還是存在一些Bug了。我們的core.dll還依賴OpenCV、ffmpeg等第三方庫。看MSDN的解釋是,LoadLibrary會先從調用進程的目錄下搜索動態庫的依賴。這樣的行為顯然不是我們想要的。這個時候,我們還有個選擇:使用LoadLibraryEx。具體的使用方法仍然一樣,只不過傳給LoadLibraryEx的第一個參數是我們要加載的動態庫的絕對路徑:

 1 std::string    dirname;
 2 if (!GetInstallationPath(dirname)) {
 3     return false;
 4 }  
 5  
 6 std::string absolute_path = dirname + "\\InsMedia.dll";
 7 insmedia_dll.handle = LoadLibraryEx(absolute_path.c_str(), nullptr, LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH);
 8 if (!insmedia_dll.handle) {
 9     return false;
10 }

注意到第三個參數為LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH,通過指定LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH,讓系統DLL搜索順序從DLL所在目錄開始。這樣就能夠保證加載動態庫的時候優先加載我們打包的動態庫。從而避免因為動態庫加載錯誤導致插件失敗。

從上圖可以看到,所有依賴的動態庫都變成了我們自己提供的庫文件了,插件也能正常加載了。完美!

三、參考鏈接

1. https://blog.csdn.net/cuglifangzheng/article/details/50580279
2. https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/libloaderapi/nf-libloaderapi-loadlibrarya

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go中的關鍵字-defer

1. defer的使用

  defer 延遲調用。我們先來看一下,有defer關鍵字的代碼執行順序:

1 func main() {
2     defer func() {
3         fmt.Println("1號輸出")
4     }()
5     defer func() {
6         fmt.Println("2號輸出")
7     }()
8 }

  輸出結果:

1 2號出來
2 1號出來

  結論:多個defer的執行順序是倒序執行(同入棧先進后出)。

  由例子可以看出來,defer有延遲生效的作用,先使用defer的語句延遲到最後執行。

1.1 defer與返回值之間的順序

 1 func defertest() int
 2 
 3 func main() {
 4     fmt.Println("main:", defertest())
 5 }
 6 
 7 func defertest() int {
 8     var i int
 9     defer func() {
10         i++
11         fmt.Println("defer2的值:", i)
12     }()
13     defer func() {
14         i++
15         fmt.Println("defer1的值:", i)
16     }()
17     return i
18 }

  輸出結果:

1 defer1的值: 1
2 defer2的值: 2
3 main: 0

  結論:return最先執行->return負責將結果寫入返回值中->接着defer開始執行一些收尾工作->最後函數攜帶當前返回值退出

   return的時候已經先將返回值給定義下來了,就是0,由於i是在函數內部聲明所以即使在defer中進行了++操作,也不會影響return的時候做的決定。

 1 func test() (i int)
 2 
 3 func main() {
 4     fmt.Println("main:", test())
 5 }
 6 
 7 func test() (i int) {
 8     defer func() {
 9         i++
10         fmt.Println("defer2的值:", i)
11     }()
12     defer func() {
13         i++
14         fmt.Println("defer1的值:", i)
15     }()
16     return i
17 }

  詳解:由於返回值提前聲明了,所以在return的時候決定的返回值還是0,但是後面兩個defer執行後進行了兩次++,將i的值變為2,待defer執行完后,函數將i值進行了返回。

2. defer定義和執行

 1 func test(i *int) int {
 2     return *i
 3 }
 4 
 5 func main(){
 6     var i = 1
 7 
 8     // defer定義的時候test(&i)的值就已經定了,是1,後面就不會變了
 9     defer fmt.Println("i1 ="  , test(&i))
10     i++
11 
12     // defer定義的時候test(&i)的值就已經定了,是2,後面就不會變了
13     defer fmt.Println("i2 ="  , test(&i))
14 
15     // defer定義的時候,i就已經確定了是一個指針類型,地址上的值變了,這裏跟着變
16     defer func(i *int) {
17         fmt.Println("i3 ="  , *i)
18     }(&i)
19 
20     // defer定義的時候i的值就已經定了,是2,後面就不會變了
21     defer func(i int) {
22         //defer 在定義的時候就定了
23         fmt.Println("i4 ="  , i)
24     }(i)
25 
26     defer func() {
27         // 地址,所以後續跟着變
28         var c = &i
29         fmt.Println("i5 ="  , *c)
30     }()
31 
32     // 執行了 i=11 后才調用,此時i值已是11
33     defer func() {
34         fmt.Println("i6 ="  , i)
35     }()
36 
37     i = 11
38 }

  結論:會先將defer后函數的參數部分的值(或者地址)給先下來【你可以理解為()裡頭的會先確定】,後面函數執行完,才會執行defer后函數的{}中的邏輯。

例題分析

 1 //例子1
 2 func f() (result int) {
 3     defer func() {
 4         result++
 5     }()
 6     return 0
 7 }
 8 //例子2
 9 func f() (r int) {
10      t := 5
11      defer func() {
12        t = t + 5
13      }()
14      return t
15 }
16 //例子3
17 func f() (r int) {
18     defer func(r int) {
19           r = r + 5
20     }(r)
21     return 1
22 }

  例1的正確答案不是0,例2的正確答案不是10,例3的正確答案不是6……

  這裏先說一下返回值。defer是在return之前執行的。這條規則毋庸置疑,但最重要的一點是要明白,return xxx這一條語句並不是一條原子指令!

  函數返回的過程:先給返回值賦值,然後調用defer表達式,最後才是返回到調用函數中。defer表達式可能會在設置函數返回值之後,且在返回到調用函數之前去修改返回值,使最終的函數返回值與你想象的不一致。

  return xxx 可被改寫成:

1 返回值 = xxx
2 調用defer函數
3 空的return

  所以例子也可以改寫成:

 1 //例1
 2 func f() (result int) {
 3      result = 0  //return語句不是一條原子調用,return xxx其實是賦值+ret指令
 4      func() { //defer被插入到return之前執行,也就是賦返回值和ret指令之間
 5          result++
 6      }()
 7      return
 8 }
 9 //例2
10 func f() (r int) {
11      t := 5
12      r = t //賦值指令
13      func() {        //defer被插入到賦值與返回之間執行,這個例子中返回值r沒被修改過
14          t = t + 5
15      }
16      return        //空的return指令
17 }
18 例3
19 func f() (r int) {
20      r = 1  //給返回值賦值
21      func(r int) {        //這裏改的r是傳值傳進去的r,不會改變要返回的那個r值
22           r = r + 5
23      }(r)
24      return        //空的return
25 }

  所以例1的結果是1,例2的結果是5,例3的結果是1.

3. defer內部原理

  從例子開始看:

1 packmage main
2 
3 import()
4 
5 func main() {
6   defer println("這是一個測試")
7 }

  反編譯一下看看:

 1   src $ go build -o test test.go
 2   src $ go tool objdump -s "main\.main" test
 1 TEXT main.main(SB) /Users/tushanshan/go/src/test3.go
 2   test3.go:5        0x104ea70        65488b0c2530000000      MOVQ GS:0x30, CX
 3   test3.go:5        0x104ea79        483b6110                CMPQ 0x10(CX), SP
 4   test3.go:5        0x104ea7d        765f                    JBE 0x104eade
 5   test3.go:5        0x104ea7f        4883ec28                SUBQ $0x28, SP
 6   test3.go:5        0x104ea83        48896c2420              MOVQ BP, 0x20(SP)
 7   test3.go:5        0x104ea88        488d6c2420              LEAQ 0x20(SP), BP
 8   test3.go:6        0x104ea8d        c7042410000000          MOVL $0x10, 0(SP)
 9   test3.go:6        0x104ea94        488d05e5290200          LEAQ go.func.*+57(SB), AX
10   test3.go:6        0x104ea9b        4889442408              MOVQ AX, 0x8(SP)
11   test3.go:6        0x104eaa0        488d05e6e50100          LEAQ go.string.*+173(SB), AX
12   test3.go:6        0x104eaa7        4889442410              MOVQ AX, 0x10(SP)
13   test3.go:6        0x104eaac        48c744241804000000      MOVQ $0x4, 0x18(SP)
14   test3.go:6        0x104eab5        e8b631fdff              CALL runtime.deferproc(SB)
15   test3.go:6        0x104eaba        85c0                    TESTL AX, AX
16   test3.go:6        0x104eabc        7510                    JNE 0x104eace
17   test3.go:7        0x104eabe        90                      NOPL
18   test3.go:7        0x104eabf        e83c3afdff              CALL runtime.deferreturn(SB)
19   test3.go:7        0x104eac4        488b6c2420              MOVQ 0x20(SP), BP
20   test3.go:7        0x104eac9        4883c428                ADDQ $0x28, SP
21   test3.go:7        0x104eacd        c3                      RET
22   test3.go:6        0x104eace        90                      NOPL
23   test3.go:6        0x104eacf        e82c3afdff              CALL runtime.deferreturn(SB)
24   test3.go:6        0x104ead4        488b6c2420              MOVQ 0x20(SP), BP
25   test3.go:6        0x104ead9        4883c428                ADDQ $0x28, SP
26   test3.go:6        0x104eadd        c3                      RET
27   test3.go:5        0x104eade        e8cd84ffff              CALL runtime.morestack_noctxt(SB)
28   test3.go:5        0x104eae3        eb8b                    JMP main.main(SB)
29   :-1               0x104eae5        cc                      INT $0x3
30   :-1               0x104eae6        cc                      INT $0x3
31   :-1               0x104eae7        cc                      INT $0x3

   編譯器將defer處理成兩個函數調用 deferproc 定義一個延遲調用對象,然後在函數結束前通過 deferreturn 完成最終調用。在defer出現的地方,插入了指令call runtime.deferproc,然後在函數返回之前的地方,插入指令call runtime.deferreturn。

內部結構

 1 //defer
 2 type _defer struct {
 3    siz     int32   // 參數的大小
 4    started bool    // 是否執行過了
 5    sp      uintptr // sp at time of defer
 6    pc      uintptr
 7    fn      *funcval 
 8    _panic  *_panic // defer中的panic
 9    link    *_defer // defer鏈表,函數執行流程中的defer,會通過 link這個 屬性進行串聯
10 }
11 //panic
12 type _panic struct {
13    argp      unsafe.Pointer // pointer to arguments of deferred call run during panic; cannot move - known to liblink
14    arg       interface{}    // argument to panic
15    link      *_panic        // link to earlier panic
16    recovered bool           // whether this panic is over
17    aborted   bool           // the panic was aborted
18 }
19 //g
20 type g struct {
21    _panic         *_panic // panic組成的鏈表
22    _defer         *_defer // defer組成的先進后出的鏈表,同棧
23 }

  因為 defer panic 都是綁定在運行的g上的,這裏也說一下g中與 defer panic相關的屬性

  再把defer, panic, recover放一起看一下:

1 func main() {
2     defer func() {
3         recover()
4     }()
5     panic("error")
6 }

  反編譯結果:

1 go build -gcflags=all="-N -l" main.go
2 go tool objdump -s "main.main" main
1 go tool objdump -s "main\.main" main | grep CALL
2   main.go:4             0x4548d0                e81b00fdff              CALL runtime.deferproc(SB)              
3   main.go:7             0x4548f2                e8b90cfdff              CALL runtime.gopanic(SB)                
4   main.go:4             0x4548fa                e88108fdff              CALL runtime.deferreturn(SB)            
5   main.go:3             0x454909                e85282ffff              CALL runtime.morestack_noctxt(SB)       
6   main.go:5             0x4549a6                e8d511fdff              CALL runtime.gorecover(SB)              
7   main.go:4             0x4549b5                e8a681ffff              CALL runtime.morestack_noctxt(SB)

  defer 關鍵字首先會調用 runtime.deferproc 定義一個延遲調用對象,然後再函數結束前,調用 runtime.deferreturn 來完成 defer 定義的函數的調用

  panic 函數就會調用 runtime.gopanic 來實現相關的邏輯

  recover 則調用 runtime.gorecover 來實現 recover 的功能

deferproc

  根據 defer 關鍵字後面定義的函數 fn 以及 參數的size,來創建一個延遲執行的 函數,並將這個延遲函數,掛在到當前g的 _defer 的鏈表上,下面是deferproc的實現:

 1 func deferproc(siz int32, fn *funcval) { // arguments of fn follow fn
 2    sp := getcallersp()
 3    argp := uintptr(unsafe.Pointer(&fn)) + unsafe.Sizeof(fn)
 4    callerpc := getcallerpc()
 5    // 獲取一個_defer對象, 並放入g._defer鏈表的頭部
 6    d := newdefer(siz)
 7      // 設置defer的fn pc sp等,後面調用
 8    d.fn = fn
 9    d.pc = callerpc
10    d.sp = sp
11    switch siz {
12    case 0:
13       // Do nothing.
14    case sys.PtrSize:
15       // _defer 後面的內存 存儲 argp的地址信息
16       *(*uintptr)(deferArgs(d)) = *(*uintptr)(unsafe.Pointer(argp))
17    default:
18       // 如果不是指針類型的參數,把參數拷貝到 _defer 的後面的內存空間
19       memmove(deferArgs(d), unsafe.Pointer(argp), uintptr(siz))
20    }
21    return0()
22 }

  通過newproc 獲取一個 _defer 的對象,並加入到當前g的 _defer 鏈表的頭部,然後再把參數或參數的指針拷貝到 獲取到的 _defer對象的後面的內存空間。

  再看看newdefer 的實現:

 1 func newdefer(siz int32) *_defer {
 2    var d *_defer
 3    // 根據 size 通過deferclass判斷應該分配的 sizeclass,就類似於 內存分配預先確定好幾個sizeclass,然後根據size確定sizeclass,找對應的緩存的內存塊
 4    sc := deferclass(uintptr(siz))
 5    gp := getg()
 6    // 如果sizeclass在既定的sizeclass範圍內,去g綁定的p上找
 7    if sc < uintptr(len(p{}.deferpool)) {
 8       pp := gp.m.p.ptr()
 9       if len(pp.deferpool[sc]) == 0 && sched.deferpool[sc] != nil {
10          // 當前sizeclass的緩存數量==0,且不為nil,從sched上獲取一批緩存
11          systemstack(func() {
12             lock(&sched.deferlock)
13             for len(pp.deferpool[sc]) < cap(pp.deferpool[sc])/2 && sched.deferpool[sc] != nil {
14                d := sched.deferpool[sc]
15                sched.deferpool[sc] = d.link
16                d.link = nil
17                pp.deferpool[sc] = append(pp.deferpool[sc], d)
18             }
19             unlock(&sched.deferlock)
20          })
21       }
22       // 如果從sched獲取之後,sizeclass對應的緩存不為空,分配
23       if n := len(pp.deferpool[sc]); n > 0 {
24          d = pp.deferpool[sc][n-1]
25          pp.deferpool[sc][n-1] = nil
26          pp.deferpool[sc] = pp.deferpool[sc][:n-1]
27       }
28    }
29    // p和sched都沒有找到 或者 沒有對應的sizeclass,直接分配
30    if d == nil {
31       // Allocate new defer+args.
32       systemstack(func() {
33          total := roundupsize(totaldefersize(uintptr(siz)))
34          d = (*_defer)(mallocgc(total, deferType, true))
35       })
36    }
37    d.siz = siz
38    // 插入到g._defer的鏈表頭
39    d.link = gp._defer
40    gp._defer = d
41    return d
42 }

  newdefer的作用是獲取一個_defer對象, 並推入 g._defer鏈表的頭部。根據size獲取sizeclass,對sizeclass進行分類緩存,這是內存分配時的思想,先去p上分配,然後批量從全局 sched上獲取到本地緩存,這種二級緩存的思想真的在go源碼的各個部分都有。

deferreturn

 1 func deferreturn(arg0 uintptr) {
 2    gp := getg()
 3    // 獲取g defer鏈表的第一個defer,也是最後一個聲明的defer
 4    d := gp._defer
 5    // 沒有defer,就不需要干什麼事了
 6    if d == nil {
 7       return
 8    }
 9    sp := getcallersp()
10    // 如果defer的sp與callersp不匹配,說明defer不對應,有可能是調用了其他棧幀的延遲函數
11    if d.sp != sp {
12       return
13    }
14    // 根據d.siz,把原先存儲的參數信息獲取並存儲到arg0裏面
15    switch d.siz {
16    case 0:
17       // Do nothing.
18    case sys.PtrSize:
19       *(*uintptr)(unsafe.Pointer(&arg0)) = *(*uintptr)(deferArgs(d))
20    default:
21       memmove(unsafe.Pointer(&arg0), deferArgs(d), uintptr(d.siz))
22    }
23    fn := d.fn
24    d.fn = nil
25    // defer用過了就釋放了,
26    gp._defer = d.link
27    freedefer(d)
28    // 跳轉到執行defer
29    jmpdefer(fn, uintptr(unsafe.Pointer(&arg0)))
30 }

freedefer

  釋放defer用到的函數,應該跟調度器、內存分配的思想是一樣的。

 1 func freedefer(d *_defer) {
 2    // 判斷defer的sizeclass
 3    sc := deferclass(uintptr(d.siz))
 4    // 超出既定的sizeclass範圍的話,就是直接分配的內存,那就不管了
 5    if sc >= uintptr(len(p{}.deferpool)) {
 6       return
 7    }
 8    pp := getg().m.p.ptr()
 9    // p本地sizeclass對應的緩衝區滿了,批量轉移一半到全局sched
10    if len(pp.deferpool[sc]) == cap(pp.deferpool[sc]) {
11       // 使用g0來轉移
12       systemstack(func() {
13          var first, last *_defer
14          for len(pp.deferpool[sc]) > cap(pp.deferpool[sc])/2 {
15             n := len(pp.deferpool[sc])
16             d := pp.deferpool[sc][n-1]
17             pp.deferpool[sc][n-1] = nil
18             pp.deferpool[sc] = pp.deferpool[sc][:n-1]
19             // 先將需要轉移的那批defer對象串成一個鏈表
20             if first == nil {
21                first = d
22             } else {
23                last.link = d
24             }
25             last = d
26          }
27          lock(&sched.deferlock)
28          // 把這個鏈表放到sched.deferpool對應sizeclass的鏈表頭
29          last.link = sched.deferpool[sc]
30          sched.deferpool[sc] = first
31          unlock(&sched.deferlock)
32       })
33    }
34    // 清空當前要釋放的defer的屬性
35    d.siz = 0
36    d.started = false
37    d.sp = 0
38    d.pc = 0
39    d.link = nil
40 
41    pp.deferpool[sc] = append(pp.deferpool[sc], d)
42 }

gopanic

 1 func gopanic(e interface{}) {
 2    gp := getg()
 3 
 4    var p _panic
 5    p.arg = e
 6    p.link = gp._panic
 7    gp._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p)))
 8 
 9    atomic.Xadd(&runningPanicDefers, 1)
10    // 依次執行 g._defer鏈表的defer對象
11    for {
12       d := gp._defer
13       if d == nil {
14          break
15       }
16 
17       // If defer was started by earlier panic or Goexit (and, since we're back here, that triggered a new panic),
18       // take defer off list. The earlier panic or Goexit will not continue running.
19       // 正常情況下,defer執行完成之後都會被移除,既然這個defer沒有移除,原因只有兩種: 1. 這個defer裏面引發了panic 2. 這個defer裏面引發了 runtime.Goexit,但是這個defer已經執行過了,需要移除,如果引發這個defer沒有被移除是第一個原因,那麼這個panic也需要移除,因為這個panic也執行過了,這裏給panic增加標誌位,以待後續移除
20       if d.started {
21          if d._panic != nil {
22             d._panic.aborted = true
23          }
24          d._panic = nil
25          d.fn = nil
26          gp._defer = d.link
27          freedefer(d)
28          continue
29       }
30       d.started = true
31 
32       // Record the panic that is running the defer.
33       // If there is a new panic during the deferred call, that panic
34       // will find d in the list and will mark d._panic (this panic) aborted.
35       // 把當前的panic 綁定到這個defer上面,defer裏面有可能panic,這種情況下就會進入到 上面d.started 的邏輯裏面,然後把當前的panic終止掉,因為已經執行過了 
36       d._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p)))
37       // 執行defer.fn
38       p.argp = unsafe.Pointer(getargp(0))
39       reflectcall(nil, unsafe.Pointer(d.fn), deferArgs(d), uint32(d.siz), uint32(d.siz))
40       p.argp = nil
41 
42       // reflectcall did not panic. Remove d.
43       if gp._defer != d {
44          throw("bad defer entry in panic")
45       }
46       // 解決defer與panic的綁定關係,因為 defer函數已經執行完了,如果有panic或Goexit就不會執行到這裏了
47       d._panic = nil
48       d.fn = nil
49       gp._defer = d.link
50 
51       // trigger shrinkage to test stack copy. See stack_test.go:TestStackPanic
52       //GC()
53 
54       pc := d.pc
55       sp := unsafe.Pointer(d.sp) // must be pointer so it gets adjusted during stack copy
56       freedefer(d)
57       // panic被recover了,就不需要繼續panic了,繼續執行剩餘的代碼
58       if p.recovered {
59          atomic.Xadd(&runningPanicDefers, -1)
60 
61          gp._panic = p.link
62          // Aborted panics are marked but remain on the g.panic list.
63          // Remove them from the list.
64          // 從panic鏈表中移除aborted的panic,下面解釋
65          for gp._panic != nil && gp._panic.aborted {
66             gp._panic = gp._panic.link
67          }
68          if gp._panic == nil { // must be done with signal
69             gp.sig = 0
70          }
71          // Pass information about recovering frame to recovery.
72          gp.sigcode0 = uintptr(sp)
73          gp.sigcode1 = pc
74          // 調用recovery, 恢復當前g的調度執行
75          mcall(recovery)
76          throw("recovery failed") // mcall should not return
77       }
78    }
79      // 打印panic信息
80    preprintpanics(gp._panic)
81      // panic
82    fatalpanic(gp._panic) // should not return
83    *(*int)(nil) = 0      // not reached
84 }

  看下裏面gp._panic.aborted 的作用:

 1 func main() {
 2    defer func() { // defer1
 3       recover()
 4    }()
 5    panic1()
 6 }
 7 
 8 func panic1() {
 9    defer func() {  // defer2
10       panic("error1") // panic2
11    }()
12    panic("error")  // panic1
13 }

  執行順序詳解:

  • 當執行到 panic("error") 時

  g._defer鏈表: g._defer->defer2->defer1

  g._panic鏈表:g._panic->panic1 

  • 當執行到 panic("error1") 時 

  g._defer鏈表: g._defer->defer2->defer1

  g._panic鏈表:g._panic->panic2->panic1

  • 繼續執行到 defer1 函數內部,進行recover()
    此時會去恢復 panic2 引起的 panic, panic2.recovered = true,應該順着g._panic鏈表繼續處理下一個panic了,但是我們可以發現 panic1 已經執行過了,這也就是下面的代碼的邏輯了,去掉已經執行過的panic
1 for gp._panic != nil && gp._panic.aborted {
2    gp._panic = gp._panic.link
3 }

panic的邏輯:

  程序在遇到panic的時候,就不再繼續執行下去了,先把當前panic 掛載到 g._panic 鏈表上,開始遍歷當前g的g._defer鏈表,然後執行_defer對象定義的函數等,如果 defer函數在調用過程中又發生了 panic,則又執行到了 gopanic函數,最後,循環打印所有panic的信息,並退出當前g。然而,如果調用defer的過程中,遇到了recover,則繼續進行調度(mcall(recovery))。

recovery

 1 func recovery(gp *g) {
 2    // Info about defer passed in G struct.
 3    sp := gp.sigcode0
 4    pc := gp.sigcode1
 5    // Make the deferproc for this d return again,
 6    // this time returning 1.  The calling function will
 7    // jump to the standard return epilogue.
 8    // 記錄defer返回的sp pc
 9    gp.sched.sp = sp
10    gp.sched.pc = pc
11    gp.sched.lr = 0
12    gp.sched.ret = 1
13    // 重新恢復執行調度
14    gogo(&gp.sched)
15 }

gorecover

  gorecovery 僅僅只是設置了 g._panic.recovered 的標誌位

 1 func gorecover(argp uintptr) interface{} {
 2    gp := getg()
 3    p := gp._panic
 4    // 需要根據 argp的地址,判斷是否在defer函數中被調用
 5    if p != nil && !p.recovered && argp == uintptr(p.argp) {
 6       // 設置標誌位,上面gopanic中會對這個標誌位做判斷
 7       p.recovered = true
 8       return p.arg
 9    }
10    return nil
11 }

goexit

  當手動調用 runtime.Goexit() 退出的時候,defer函數也會執行:

 1 func Goexit() {
 2     // Run all deferred functions for the current goroutine.
 3     // This code is similar to gopanic, see that implementation
 4     // for detailed comments.
 5     gp := getg()
 6   // 遍歷defer鏈表
 7     for {
 8         d := gp._defer
 9         if d == nil {
10             break
11         }
12     // 如果 defer已經執行過了,與defer綁定的panic 終止掉
13         if d.started {
14             if d._panic != nil {
15                 d._panic.aborted = true
16                 d._panic = nil
17             }
18             d.fn = nil
19       // 從defer鏈表中移除
20             gp._defer = d.link
21       // 釋放defer
22             freedefer(d)
23             continue
24         }
25     // 調用defer內部函數
26         d.started = true
27         reflectcall(nil, unsafe.Pointer(d.fn), deferArgs(d), uint32(d.siz), uint32(d.siz))
28         if gp._defer != d {
29             throw("bad defer entry in Goexit")
30         }
31         d._panic = nil
32         d.fn = nil
33         gp._defer = d.link
34         freedefer(d)
35         // Note: we ignore recovers here because Goexit isn't a panic
36     }
37   // 調用goexit0,清除當前g的屬性,重新進入調度
38     goexit1()
39 }

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網絡權重初始化方法總結(下):Lecun、Xavier與He Kaiming

目錄

博客: | |

權重初始化最佳實踐

書接上回,全0、常數、過大、過小的權重初始化都是不好的,那我們需要什麼樣的初始化?

  • 因為對權重\(w\)的大小和正負缺乏先驗,所以應初始化在0附近,但不能為全0或常數,所以要有一定的隨機性,即數學期望\(E(w)=0\)
  • 因為梯度消失和梯度爆炸,權重不易過大或過小,所以要對權重的方差\(Var(w)\)有所控制

  • 深度神經網絡的多層結構中,每個激活層的輸出對後面的層而言都是輸入,所以我們希望不同激活層輸出的方差相同,即\(Var(a^{[l]})=Var(a^{[l-1]})\),這也就意味不同激活層輸入的方差相同,即\(Var(z^{[l]})=Var(z^{[l-1]})\)
  • 如果忽略激活函數,前向傳播和反向傳播可以看成是權重矩陣(轉置)的連續相乘。數值太大,前向時可能陷入飽和區,反向時可能梯度爆炸,數值太小,反向時可能梯度消失。所以初始化時,權重的數值範圍(方差)應考慮到前向和後向兩個過程

權重的隨機初始化過程可以看成是從某個概率分佈隨機採樣的過程,常用的分佈有高斯分佈、均勻分佈等,對權重期望和方差的控制可轉化為概率分佈的參數控制,權重初始化問題也就變成了概率分佈的參數設置問題

在上回中,我們知道反向傳播過程同時受到權重矩陣和激活函數的影響,那麼,在激活函數不同以及每層超參數配置不同(輸入輸出數量)的情況下,權重初始化該做怎樣的適配?這裏,將各家的研究成果匯總如下,

其中,扇入\(fan\_in\)和扇出\(fan\_out\)分別為當前全連接層的輸入和輸出數量,更準確地說,1個輸出神經元與\(fan\_in\)個輸入神經元有連接(the number of connections feeding into the node),1個輸入神經元與\(fan\_out\)個輸出神經元有連接(the number of connections flowing out of the node),如下圖所示(來自),

對於卷積層而言,其權重為\(n\)\(c\times h \times w\)大小的卷積核,則一個輸出神經元與\(c\times h \times w\)個輸入神經元有連接,即\(fan\_in = c\times h \times w\),一個輸入神經元與\(n\times h \times w\)個輸出神經元有連接,即\(fan\_out=n\times h \times w\)

期望與方差的相關性質

接下來,首先回顧一下期望與方差計算的相關性質。

對於隨機變量\(X\),其方差可通過下式計算,
\[ Var(X) = E(X^2) – (E(X))^2 \]
若兩個隨機變量\(X\)\(Y\),它們相互獨立,則其協方差為0,
\[ Cov(X, Y) = 0 \]
進一步可得\(E(XY)=E(X)E(Y)\),推導如下,
\[ \begin{align} Cov(X, Y) &= E((X-E(X))(Y-E(Y))) \\ &= E(XY)-E(X)E(Y) =0 \end{align} \]
兩個獨立隨機變量和的方差,
\[ \begin{aligned} \operatorname{Var}(X+Y) &=E\left((X+Y)^{2}\right)-(E(X+Y))^{2} \\ &=E\left(X^{2}+Y^{2}+2 X Y\right)-(E(X)+E(Y))^{2} \\ &=\left(E\left(X^{2}\right)+E\left(Y^{2}\right)+2 E(X Y)\right)-\left((E(X))^{2}+(E(Y))^{2}+2 E(X) E(Y)\right) \\ &=\left(E\left(X^{2}\right)+E\left(Y^{2}\right)+2 E(X) E(Y)\right)-\left((E(X))^{2}+(E(Y))^{2}+2 E(X) E(Y)\right) \\ &=E\left(X^{2}\right)-(E(X))^{2}+E\left(Y^{2}\right)-(E(Y))^{2} \\ &=\operatorname{Var}(X)+\operatorname{Var}(Y) \end{aligned} \]
兩個獨立隨機變量積的方差,
\[ \begin{aligned} \operatorname{Var}(X Y) &=E\left((X Y)^{2}\right)-(E(X Y))^{2} \\ &=E\left(X^{2}\right) E\left(Y^{2}\right)-(E(X) E(Y))^{2} \\ &=\left(\operatorname{Var}(X)+(E(X))^{2}\right)\left(\operatorname{Var}(Y)+(E(Y))^{2}\right)-(E(X))^{2}(E(Y))^{2} \\ &=\operatorname{Var}(X) \operatorname{Var}(Y)+(E(X))^{2} \operatorname{Var}(Y)+\operatorname{Var}(X)(E(Y))^{2} \end{aligned} \]

全連接層方差分析

對線性組合層+非線性激活層,計算如下所示,其中\(z_i^{[l-1]}\)\(l-1\)層第\(i\)個激活函數的輸入,\(a_i^{[l-1]}\)為其輸出,\(w_{ij}^{[l]}\)為第\(l\)層第\(i\)個輸出神經元與第\(j\)個輸入神經元連接的權重,\(b^{[l]}\)為偏置,計算方式如下
\[ \begin{align}a_i^{[l-1]} &= f(z_i^{[l-1]}) \\z_i^{[l]} &= \sum_{j=1}^{fan\_in} w_{ij}^{[l]} \ a_j^{[l-1]}+b^{[l]} \\a_i^{[l]} &= f(z_i^{[l]})\end{align} \]
在初始化階段,將每個權重以及每個輸入視為隨機變量,可做如下假設和推斷,

  • 網絡輸入的每個元素\(x_1,x_2,\dots\)獨立同分佈
  • 每層的權重隨機初始化,同層的權重\(w_{i1}, w_{i2}, \dots\)獨立同分佈,且期望\(E(w)=0\)
  • 每層的權重\(w\)和輸入\(a\)隨機初始化且相互獨立,所以兩者之積構成的隨機變量\(w_{i1}a_1, w_{i2}a_2, \dots\)亦相互獨立,且同分佈;
  • 根據上面的計算公式,同層的\(z_1, z_2, \dots\)獨立同分佈,同層的\(a_1, a_2, \dots\)也為獨立同分佈

需要注意的是,上面獨立同分佈的假設僅在初始化階段成立,當網絡開始訓練,根據反向傳播公式,權重更新后不再相互獨立。

在初始化階段,輸入\(a\)與輸出\(z\)方差間的關係如下,令\(b=0\)
\[ \begin{align} Var(z) &=Var(\sum_{j=1}^{fan\_in} w_{ij} \ a_j) \\ &= fan\_in \times (Var(wa)) \\ &= fan\_in \times (Var(w) \ Var(a) + E(w)^2 Var(a) + Var(w) E(a)^2) \\ &= fan\_in \times (Var(w) \ Var(a) + Var(w) E(a)^2) \end{align} \]

tanh下的初始化方法

若激活函數為線性恆等映射,即\(f(x)=x\),則\(a = z\),自然\(E(a)=E(z)\)\(Var(a) = Var(z)\)

因為網絡輸入的期望\(E(x)=0\),每層權重的期望\(E(w) = 0\),在前面相互獨立的假設下,根據公式\(E(XY)=E(X)E(Y)\),可知\(E(a)=E(z)=\sum E(wa)=\sum E(w)E(a)=0\)。由此可得,
\[ Var(a^{[l]}) = Var(z^{[l]}) = fan\_in \times Var(w) \times Var(a^{[l-1]}) \]
更進一步地,令\(n^{[l]}\)為第\(l\)層的輸出數量(\(fan\_out\)),則第\(l\)層的輸入數量($fan_in \()即前一層的輸出數量為\)n^{[l-1]}\(。第\)L$層輸出的方差為
\[ \begin{align} Var(a^{L}) = Var(z^{[L]}) &= n^{[L-1]} Var(w^{[L]}) Var(a^{[L-1]}) \\ &=\left[\prod_{l=1}^{L} n^{[l-1]} Var(w^{[l]})\right] {Var}(x) \end{align} \]
反向傳播時,需要將上式中的\(n^{[l-1]}\)替換為\(n^{[l]}\)(即\(fan\_in\)替換為\(fan\_out\)),同時將\(x\)替換為損失函數對網絡輸出的偏導。

所以,經過\(t\)層,前向傳播和反向傳播的方差,將分別放大或縮小
\[ \prod^{t} n^{[l-1]} Var(w^{[l]}) \\ \prod^{t} n^{[l]} Var(w^{[l]}) \]
為了避免梯度消失和梯度爆炸,最好保持這個係數為1。

需要注意的是,上面的結論是在激活函數為恆等映射的條件下得出的,而tanh激活函數在0附近可近似為恆等映射,即$tanh(x) \approx x $。

Lecun 1998

Lecun 1998年的paper ,在輸入Standardization以及採用tanh激活函數的情況下,令\(n^{[l-1]}Var(w^{[l]})=1\),即在初始化階段讓前向傳播過程每層方差保持不變,權重從如下高斯分佈採樣,其中第\(l\)層的\(fan\_in = n^{[l-1]}\)
\[ W \sim N(0, \frac{1}{fan\_in}) \]

Xavier 2010

在paper 中,Xavier和Bengio同時考慮了前向過程和反向過程,使用\(fan\_in\)\(fan\_out\)的平均數對方差進行歸一化,權重從如下高斯分佈中採樣,
\[ W \sim N(0, \frac{2}{fan\_in + fan\_out}) \]
同時文章中還提及了從均勻分佈中初始化的方法,因為均勻分佈的方差與分佈範圍的關係為
\[ Var(U(-n, n)) = \frac{n^2}{3} \]
若令\(Var(U(-n, n)) = \frac{2}{fan\_in + fan\_out}\),則有
\[ n = \frac{\sqrt{6}}{\sqrt{fan\_in + fan\_out}} \]
即權重也可從如下均勻分佈中採樣,
\[ W \sim U(-\frac{\sqrt{6}}{\sqrt{fan\_in + fan\_out}}, \frac{\sqrt{6}}{\sqrt{fan\_in + fan\_out}}) \]
在使用不同激活函數的情況下,是否使用Xavier初始化方法對test error的影響如下所示,圖例中帶\(N\)的表示使用Xavier初始化方法,Softsign一種為類tanh但是改善了飽和區的激活函數,圖中可以明顯看到tanh 和tanh N在test error上的差異。

論文還有更多訓練過程中的權重和梯度對比圖示,這裏不再貼出,具體可以參見論文。

ReLU/PReLU下的初始化方法

搬運一下上面的公式,
\[ Var(z)= fan\_in \times (Var(w) \ Var(a) + Var(w) E(a)^2) \]
因為激活函數tanh在0附近可近似為恆等映射,所以在初始化階段可以認為\(E(a) = 0\),但是對於ReLU激活函數,其輸出均大於等於0,不存在負數,所以\(E(a) = 0\)的假設不再成立。

但是,我們可以進一步推導得到,
\[ \begin{align} Var(z) &= fan\_in \times (Var(w) \ Var(a) + Var(w) E(a)^2) \\ &= fan\_in \times (Var(w) (E(a^2) – E(a)^2)+Var(w)E(a)^2) \\ &= fan\_in \times Var(w) \times E(a^2) \end{align} \]

He 2015 for ReLU

對於某個具體的層\(l\)則有,
\[ Var(z^{[l]}) = fan\_in \times Var(w^{[l]}) \times E((a^{[l-1]})^2) \]
如果假定\(w{[l-1]}\)來自某個關於原點對稱的分佈,因為\(E(w^{[l-1]}) = 0\),且\(b^{[l-1]} = 0\),則可以認為\(z^{[l-1]}\)分佈的期望為0,且關於原點0對稱。

對於一個關於原點0對稱的分佈,經過ReLU后,僅保留大於0的部分,則有
\[ \begin{align}Var(x) &= \int_{-\infty}^{+\infty}(x-0)^2 p(x) dx \\&= 2 \int_{0}^{+\infty}x^2 p(x) dx \\&= 2 E(\max(0, x)^2)\end{align} \]
所以,上式可進一步得出,
\[ \begin {align}Var(z^{[l]}) &= fan\_in \times Var(w^{[l]}) \times E((a^{[l-1]})^2) \\&= \frac{1}{2} \times fan\_in \times Var(w^{[l]}) \times Var(z^{[l-1]}) \end{align} \]
類似地,需要放縮係數為1,即
\[ \frac{1}{2} \times fan\_in \times Var(w^{[l]}) = 1 \\ Var(w) = \frac{2}{fan\_in} \]
即從前向傳播考慮,每層的權重初始化為
\[ W \sim N(0, \frac{2}{fan\_in}) \]
同理,從後向傳播考慮,每層的權重初始化為
\[ W \sim N(0, \frac{2}{fan\_out}) \]
文中提到,單獨使用上面兩个中的哪一個都可以,因為當網絡結構確定之後,兩者對方差的放縮係數之比為常數,即每層扇入扇出之比的連乘,解釋如下,

使用Xavier和He初始化,在激活函數為ReLU的情況下,test error下降對比如下,22層的網絡,He的初始化下降更快,30層的網絡,Xavier不下降,但是He正常下降。

He 2015 for PReLU

對於PReLU激活函數,負向部分為\(f(x) = ax\),如下右所示,

對於PReLU,求取\(E((a^{[l-1]})^2)\)可對正向和負向部分分別積分,不難得出,
\[ \frac{1}{2} (1 + a^2) \times fan\_in \times Var(w^{[l]}) = 1 \\Var(w) = \frac{2}{(1 + a^2) fan\_in} \\W \sim N(0, \frac{2}{(1 + a^2) fan\_in}) \\W \sim N(0, \frac{2}{(1 + a^2) fan\_out}) \]

caffe中的實現

儘管He在paper中說單獨使用\(fan\_in\)\(fan\_out\)哪個都可以,但是,在Caffe的實現中,還是提供了兩者平均值的方式,如下所示,當然默認是使用\(fan\_in\)

小結

至此,對深度神經網絡權重初始化方法的介紹已告一段落。雖然因為BN層的提出,權重初始化可能已不再那麼緊要。但是,對經典權重初始化方法經過一番剖析后,相信對神經網絡運行機制的理解也會更加深刻。

以上。

參考

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nodejs入門之模塊

  • nodejs模塊語法與開閉原則
  • nodejs模塊的底層實現

 一、nodejs模塊語法與開閉原則

關於nodejs模塊我在之前的兩篇博客中都有涉及,但都沒有對nodejs模塊的底層做做任何探討,但是為了使相關內容更方便查看比對理解,這裏還是先引入一下之前兩篇博客的連接:

1.1 exports、module.exports、require()實現模塊導出導入:

 1 //示例一:導出原始值數據
 2 //a.js--用於導出數據
 3 let a = 123;
 4 module.exports.a=a;
 5 //inde.js--用於導入a模塊的數據
 6 let aModule = require('./a.js');
 7 console.log(aModule.a); //123
 8 
 9 //示例二:導出引用值數據
10 //a.js--同上
11 function foo(val){ 
12     console.log(val);
13 }
14 module.exports.foo = foo;
15 //index.js--同上
16 let aModule = require('./a.js');
17 let str = "this is 'index' module"
18 aModule.foo(str); //this is 'index' module
19 
20 //示例三:導出混合數據
21 a.js--同上
22 let a = 123;
23 function foo(val){ 
24     console.log(val);
25 }
26 module.exports = {
27     a:a,
28     foo:foo
29 }
30 //inde.js--同上
31 let aModule = require('./a.js');
32 let str = "this is 'index' module"
33 console.log(aModule.a);//123
34 aModule.foo(str); //this is 'index' module

在上面這些示例中,沒有演示exports的導出,暫時可以把它看作與同等於module.exports,例如:

 1 //a.js -- 導出模塊
 2 let a = 123;
 3 function foo(val){ 
 4     console.log(val);
 5 }
 6 exports.a = a;
 7 exports.foo = foo;
 8 
 9 //inde.js -- 引用模塊a
10 let aModule = require('./a.js');
11 let str = "this is 'index' module"
12 console.log(aModule.a);//123
13 aModule.foo(str); //this is 'index' module

但是使用exports導出模塊不能這麼寫:

 1 //a.js
 2 let a = 123;
 3 function foo(val){ 
 4     console.log(val);
 5 }
 6 exports = {
 7     a:a,
 8     foo:foo
 9 }
10 
11 //index.js
12 let aModule = require('./a.js');
13 let str = "this is 'index' module"
14 console.log(aModule);// {} -- 一個空對象

至於為什麼不能這麼寫,暫時不在這裏闡述,下一節關於nodejs模塊底層實現會具體的分析介紹,這裏先來介紹nodejs模塊的一個設計思想。

1.2 nodejs模塊的開閉原則設計實現

1 //a.js -- 導出模塊
2 let num = 123;
3 let str = "this is module 'a'";
4 exports.a = a;
5 
6 //index.js -- 引用模塊a
7 let aModule = require('./a.js');
8 console.log(aModule.num);//123
9 console.log(aModule.str);//undefined

這裏你會發現只有被exports執行了導出的num成員才能被正常導出,而str成員沒有被執行導出,在依賴a.js模塊的index.js中是不能引用到a.js模塊中的str成員。可能你會說這不是很正常嗎?都沒有導出怎麼引用呢?

不錯,這是一個非常正常情況,因為語法就告訴了我們,要想引用一個模塊的成員就必須先在被引用的模塊中導出該成員。然而這裏要討論的當然不會是導出與引用這個問題,而是模塊給我實現了一個非常友好的設計,假設我現在在a.js中有成員str,在index.js模塊中也有成員str,這回衝突嗎?顯然是不會的,即使在a.js中導出str並且在index.js中引用a.js模塊,因為index.js要使用a.js模塊的成員str,需要使用接收模塊變量aModule.str來使用。

 1 //a.js
 2 let num = 123;
 3 let str = "this is module 'a'";
 4 exports.num = num;
 5 exports.str = str;
 6 
 7 //index.js
 8 let aModule = require('./a.js');
 9 let str = "this is module 'index'"
10 console.log(aModule.num);//123
11 console.log(aModule.str);//this is module 'a'
12 console.log(str);//this is module 'index'

基於開閉原則的設計方式,封閉可以讓模塊的內部實現隱藏起來,開放又可以友好的實現模塊之間的相互依賴,這相對於之前我們常用的回調函數解決方案,程序設計變得更清晰,代碼復用變得更靈活,更關鍵的是還解決了js中一個非常棘手的問題——命名衝突問題,上面的示例就是最好的證明。這裏需要拋出一個問題,看示例:

1 //下面這種寫法有什麼問題?
2 //a.js
3 let num = 123;
4 module.exports = num;
5 
6 //index.js
7 let aModule = require('./a.js');
8 let str = "this is module 'index'"
9 console.log(aModule);//123

這種寫法不會報錯,也能正常達到目前的需求,如果從能解決目前的功能需求角度來說,它沒錯。但是開閉原則的重要思想就是讓模塊保持相對封閉,又有更好的拓展性,這樣寫顯然不合適,比如就上面的代碼寫完上線以後,業務又出現了一個新的需求需要a.js模塊導出一個成員str,這時候顯然需要同時更改a.js模塊和index.js模塊,即使新需求不需要index.js來實現也是需要改的。所以維持模塊的開閉原則是良好的編碼風格。

 二、nodejs模塊的底層實現原理

2.1 module.exports與exports的區別:

//a.js
console.log(module.exports == exports);//true

//然後在控制台直接執行a.js模塊
node a.js

實際上它們是沒有區別的,那為什麼在之前的exports不能直接等於一個對象,而module.exports可以呢?這關乎於js的引用值指向問題:

 

 當export被賦值一個對象時,就發生了一下變化:

這時候我們可以確定node不會導出exports,因為前面的示例已經說明了這一點,但是值得我們繼續思考的是,node模塊是依據module.exports、exports、還是它們指向的初始對象呢?這裏你肯定會說是module.exports,因為前面已經有示例是module.exports指向一個新的對象被成功導出,但是我並不覺得前面那些示例能說服我,比如下面這種情況:

 1 //a.js模塊
 2 let num = 123;
 3 function foo(val){
 4     console.log(val);
 5 }
 6 module.exports = {
 7     num:num
 8 }
 9 exports = {
10     foo:foo
11 }
12 //index.js模塊
13 let aModule = require('./a.js');
14 console.log(aModule);//這裡會打印出什麼?

我們現不測試也不猜測,先通過下面的示圖來看下現在的a.js模塊中module.exports、exports、以及它們兩初始指向的空對象的關係圖:

 

 這時候我們來看一下index.js執行會輸出什麼?

{ num: 123 }

所以從這個結果可以看出,最後require()最後導入的是被引用模塊的module.exports。探討到這裏的時候並沒有到達node模塊的終點,我們這裏module.exports、exports、require()是從哪裡來的?node系統內置變量?還是別的?

2.2 node模塊的底層實現原理

這部分的內容其實也沒有太多可以說的,就前面提出來的問題其實有一個方式就可以讓你一目瞭然,只需要在一個js文件中編寫以下代碼,然後使用node執行這個js文件就可以了:

1 console.log(require);      // 一個方法
2 console.log(module);       //  一個對象
3 console.log(exports);      //  一個空對象
4 console.log(__dirname);    //  當前模塊所在路徑
5 console.log(__filename);   //  當前文件的路徑

 這時因為node模塊實際上底層是被放到一個立即執行函數內(不要在乎xyz這個名稱,因為我也不知道node底層到底用的什麼名稱),這些變量其實就是這個函數的參數,這個函數大概是一下形式:

1 function xyz(module.exports,require,module,__filename,__dirname){
2     //...
3     //  這裏就是我們在模塊中寫入的代碼
4     //...
5     return module.exports;
6 }

通過上面的推斷就可以得到下面這樣的結果:

1 console.log(module.exports == arguments[0]);//true
2 console.log(require == arguments[1]);//true
3 console.log(module == arguments[2]);//true
4 console.log(__filename == arguments[3]);//true
5 console.log(__dirname == arguments[4]);//true

通過執行這段打印代碼也確實可以得到這樣的結果,到這裏又有一個值得我們關注的內容,就是每個模塊的module參數:

 1 console.log(module);
 2 Module {
 3     id: '.',//當前模塊的id都是'.',在後面的parent和children裏面的模塊對象上的id就是的對應模塊的filename
 4     exports: {},//這裡是模塊導出對象
 5     parent: null,//這裡是當前模塊被那些模塊引用的模塊對象列表,意思是當前模塊作為那些模塊的父級模塊
 6     filename:'',//這裡是當前文件路徑的絕對路徑
 7     loaded: false,//模塊加載狀態,如果在模塊內部輸出module對象它永遠都會是false,因為只有這個模塊加載完成之後才會被修改成true
 8     children: [
 9         // 這裡是引用模塊module對象列表,意思是當前模塊作為了那些模塊的子模塊
10     ],
11     paths:[ 
12         // 這裡是外部模塊包的路徑列表,從最近的路徑(模塊所在同級路徑)到系統盤路徑所有的node_modules文件夾路徑
13      ] 
14     }

到這裡有可能你還會問為什麼底層實現裏面只有module.exports,沒有export,這個解釋起來真的費勁,下面這一行代碼幫你搞定:

let exports = module.exports;

這篇博客主要介紹了node模塊的內部內容,並未就node模塊基於commonjs規範做任何介紹,是因為在之前的博客中已經有了非常全面的解析,詳細參考博客開始時的連接,關於node模塊加載相關內容也是在那篇博客。

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常見的8中數據結構

 

  • 原文:
  • 譯者:

本文採用意譯,版權歸原作者所有

1976 年,一個瑞士計算機科學家寫一本書。即:算法 + 數據結構 = 程序。40 多年過去了,這個等式依然成立。

很多代碼面試題都要求候選者深入理解數據結構,不管你來自大學計算機專業還是編程培訓機構,也不管你有多少年編程經驗。有時面試題會直接提到數據結構,比如“給我實現一個二叉樹”,然而有時則不那麼明顯,比如“統計一下每個作者寫的書的數量”。

什麼是數據結構?

數據結構是計算機存儲、組織數據的方式。對於特定的數據結構(比如數組),有些操作效率很高(讀某個數組元素),有些操作的效率很低(刪除某個數組元素)。程序員的目標是為當前的問題選擇最優的數據結構。

為什麼我們需要數據結構?

數據是程序的核心要素,因此數據結構的價值不言而喻。無論你在寫什麼程序,你都需要與數據打交道,比如員工工資、股票價格、雜貨清單或者電話本。在不同場景下,數據需要以特定的方式存儲,我們有不同的數據結構可以滿足我們的需求。

8 種常用數據結構

  1. 數組
  2. 隊列
  3. 鏈表
  4. 前綴樹
  5. 哈希表

1. 數組

數組(Array)大概是最簡單,也是最常用的數據結構了。其他數據結構,比如棧和隊列都是由數組衍生出來的。

下圖展示了 1 個數組,它有 4 個元素:

每一個數組元素的位置由数字編號,稱為下標或者索引(index)。大多數編程語言的數組第一個元素的下標是 0。

根據維度區分,有 2 種不同的數組:

  • 一維數組(如上圖所示)
  • 多維數組(數組的元素為數組)

數組的基本操作

  • Insert – 在某個索引處插入元素
  • Get – 讀取某個索引處的元素
  • Delete – 刪除某個索引處的元素
  • Size – 獲取數組的長度

常見數組代碼面試題

2. 棧

撤回,即 Ctrl+Z,是我們最常見的操作之一,大多數應用都會支持這個功能。你知道它是怎麼實現的嗎?答案是這樣的:把之前的應用狀態(限制個數)保存到內存中,最近的狀態放到第一個。這時,我們需要棧(stack)來實現這個功能。

棧中的元素採用 LIFO (Last In First Out),即後進先出。

下圖的棧有 3 個元素,3 在最上面,因此它會被第一個移除:

棧的基本操作

  • Push —  在棧的最上方插入元素
  • Pop — 返回棧最上方的元素,並將其刪除
  • isEmpty —  查詢棧是否為空
  • Top —  返回棧最上方的元素,並不刪除

常見的棧代碼面試題

3. 隊列

隊列(Queue)與棧類似,都是採用線性結構存儲數據。它們的區別在於,棧採用 LIFO 方式,而隊列採用先進先出,即FIFO(First in First Out)。

下圖展示了一個隊列,1 是最上面的元素,它會被第一個移除:

隊列的基本操作

  • Enqueue —  在隊列末尾插入元素
  • Dequeue —  將隊列第一個元素刪除
  • isEmpty —  查詢隊列是否為空
  • Top —  返回隊列的第一個元素

常見的隊列代碼面試題

4. 鏈表

鏈表(Linked List)也是線性結構,它與數組看起來非常像,但是它們的內存分配方式、內部結構和插入刪除操作方式都不一樣。

鏈表是一系列節點組成的鏈,每一個節點保存了數據以及指向下一個節點的指針。鏈表頭指針指向第一個節點,如果鏈表為空,則頭指針為空或者為 null。

鏈表可以用來實現文件系統、哈希表和鄰接表。

下圖展示了一個鏈表,它有 3 個節點:

鏈表分為 2 種:

  • 單向鏈表
  • 雙向鏈表

鏈表的基本操作

  • InsertAtEnd —  在鏈表結尾插入元素
  • InsertAtHead —  在鏈表開頭插入元素
  • Delete —  刪除鏈表的指定元素
  • DeleteAtHead —  刪除鏈表第一個元素
  • Search —  在鏈表中查詢指定元素
  • isEmpty —  查詢鏈表是否為空

常見的隊列代碼面試題

5. 圖

圖(graph)由多個節點(vertex)構成,節點之間闊以互相連接組成一個網絡。(x, y)表示一條邊(edge),它表示節點 x 與 y 相連。邊可能會有權值(weight/cost)。

圖分為兩種:

  • 無向圖
  • 有向圖

在編程語言中,圖有可能有以下兩種形式表示:

  • 鄰接矩陣(Adjacency Matrix)
  • 鄰接表(Adjacency List)

遍歷圖有兩周算法

  • 廣度優先搜索(Breadth First Search)
  • 深度優先搜索(Depth First Search)

常見的圖代碼面試題

6. 樹

樹(Tree)是一個分層的數據結構,由節點和連接節點的邊組成。樹是一種特殊的圖,它與圖最大的區別是沒有循環。

樹被廣泛應用在人工智能和一些複雜算法中,用來提供高效的存儲結構。

下圖是一個簡單的樹以及與樹相關的術語:

樹有很多分類:

  • N 叉樹(N-ary Tree)
  • 平衡樹(Balanced Tree)
  • 二叉樹(Binary Tree)
  • 二叉查找樹(Binary Search Tree)
  • 平衡二叉樹(AVL Tree)
  • 紅黑樹(Red Black Tree)
  • 2-3 樹(2–3 Tree)

其中,二叉樹和二叉查找樹是最常用的樹。

常見的樹代碼面試題

7. 前綴樹

前綴樹(Prefix Trees 或者 Trie)與樹類似,用於處理字符串相關的問題時非常高效。它可以實現快速檢索,常用於字典中的單詞查詢,搜索引擎的自動補全甚至 IP 路由。

下圖展示了“top”, “thus”和“their”三個單詞在前綴樹中如何存儲的:

單詞是按照字母從上往下存儲,“p”, “s”和“r”節點分別表示“top”, “thus”和“their”的單詞結尾。

常見的樹代碼面試題

8. 哈希表

哈希(Hash)將某個對象變換為唯一標識符,該標識符通常用一個短的隨機字母和数字組成的字符串來代表。哈希可以用來實現各種數據結構,其中最常用的就是哈希表(hash table)。

哈希表通常由數組實現。

哈希表的性能取決於 3 個指標:

  • 哈希函數
  • 哈希表的大小
  • 哈希衝突處理方式

下圖展示了有數組實現的哈希表,數組的下標即為哈希值,由哈希函數計算,作為哈希表的鍵(key),而數組中保存的數據即為值(value):

常見的哈希表代碼面試題

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【編程題與分析題】Javascript 之繼承的多種實現方式和優缺點總結

[!NOTE]
能熟練掌握每種繼承方式的手寫實現,並知道該繼承實現方式的優缺點。

原型鏈繼承

    function Parent() {
      this.name = 'zhangsan';
      this.children = ['A', 'B', 'C'];
    }
    Parent.prototype.getName = function() {
      console.log(this.name);
    }
    
    function Child() {
      
    }
    Child.prototype = new Parent();
    var child = new Child();
    console.log(child.getName());

[!NOTE]
主要問題:
1. 引用類型的屬性被所有實例共享(this.children.push(‘name’))
2. 在創建Child的實例的時候,不能向Parent傳參

借用構造函數(經典繼承)

    function Parent(age) {
      this.names = ['zhangsan', 'lisi'];
      this.age = age;
      
      this.getName = function() {
        return this.names;
      }
      
      this.getAge = function() {
        return this.age;
      }
    }
    
    function Child(age) {
      Parent.call(this, age);
    }
    var child = new Child(18);
    child.names.push('haha');
    console.log(child.names);
    
    var child2 = new Child(20);
    child2.names.push('yaya');
    console.log(child2.names);

[!NOTE]
優點:
1. 避免了引用類型的屬性被所有實例共享
2. 可以直接在Child中向Parent傳參
缺點:
方法都在構造函數中定義了,每次創建實例都會創建一遍方法

組合繼承(原型鏈繼承和經典繼承雙劍合璧)

    /**
    * 父類構造函數
    * @param name
    * @constructor
    */
    function Parent(name) {
      this.name = name;
      this.colors = ['red', 'green', 'blue'];
    }
    
    Parent.prototype.getName = function() {
      console.log(this.name);
    }
    
    // child
    function Child(name, age) {
      Parent.call(this, name);
      this.age = age;
    }
    
    Child.prototype = new Parent();
    // 校正child的構造函數
    Child.prototype.constructor = Child;
    
    // 創建實例
    var child1 = new Child('zhangsan', 18);
    child1.colors.push('orange');
    console.log(child1.name, child1.age, child1.colors);    // zhangsan 18 (4) ["red", "green", "blue", "orange"]
    
    var child2 = new Child('lisi', 28);
    console.log(child2.name, child2.age, child2.colors);    // lisi 28 (3) ["red", "green", "blue"]

[!NOTE]
優點: 融合了原型鏈繼承和構造函數的優點,是Javascript中最常用的繼承模式

—— 高級繼承的實現

原型式繼承

    function createObj(o) {
      function F(){};
      // 關鍵:將傳入的對象作為創建對象的原型
      F.prototype = o;
      return new F();
    }
    
    // test
    var person = {
        name: 'zhangsan',
        friends: ['lisi', 'wangwu']
    }
    var person1 = createObj(person);
    var person2 = createObj(person);
    
    person1.name = 'wangdachui';
    console.log(person1.name, person2.name);  // wangdachui, zhangsan
    
    person1.friends.push('songxiaobao');
    console.log(person2.friends);       // lisi wangwu songxiaobao

[!WARNING]
缺點:
對於引用類型的屬性值始終都會共享相應的值,和原型鏈繼承一樣

寄生式繼承

    // 創建一個用於封裝繼承過程的函數,這個函數在內部以某種形式來增強對象
    function createObj(o) {
      var clone = Object.create(o);
      clone.sayName = function() {
        console.log('say HelloWorld');
      }
      return clone;
    }

[!WARNING]
缺點:與借用構造函數模式一樣,每次創建對象都會創建一遍方法

寄生組合式繼承

基礎版本

    function Parent(name) {
      this.name = name;
      this.colors = ['red', 'green', 'blue'];
    }
    
    Parent.prototype.getName = function() {
      console.log(this, name);
    }
    
    function Child(name, age) {
      Parent.call(this, name);
      this.age = age;
    }
    
    // test1:
    // 1. 設置子類實例的時候會調用父類的構造函數
    Child.prototype = new Parent();
    // 2. 創建子類實例的時候也會調用父類的構造函數
    var child1 = new Child('zhangsan', 18);   // Parent.call(this, name);
    
    
    // 思考:如何減少父類構造函數的調用次數呢?
    var F = function(){};
    F.prototype = Parent.prototype;
    Child.prototype = new F();
    
    // 思考:下面的這一句話可以嗎?
    /* 分析:因為此時Child.prototype和Parent.prototype此時指向的是同一個對象,
            因此部分數據相當於此時是共享的(引用)。
            比如此時增加 Child.prototype.testProp = 1; 
            同時會影響 Parent.prototype 的屬性的。
          如果不模擬,直接上 es5 的話應該是下面這樣吧
          Child.prototype = Object.create(Parent.prototype);*/
    Child.prototype = Parent.prototype;
    
    // 上面的三句話可以簡化為下面的一句話
    Child.prototype = Object.create(Parent.prototype);
    
    
    
    // test2:
    var child2 = new Child('lisi', 24);

優化版本

    // 自封裝一個繼承的方法
    function object(o) {
      // 下面的三句話實際上就是類似於:var o = Object.create(o.prototype)
      function F(){};
      F.prototype = o.prototype;
      return new F();
    }
    
    function prototype(child, parent) {
      var prototype = object(parent.prototype);
      // 維護原型對象prototype裏面的constructor屬性
      prototype.constructor = child;
      child.prototype = prototype;
    }
    
    // 調用的時候
    prototype(Child, Parent)

創建對象的方法

  • 字面量創建
  • 構造函數創建
  • Object.create()
var o1 = {name: 'value'};
var o2 = new Object({name: 'value'});

var M = function() {this.name = 'o3'};
var o3 = new M();

var P = {name: 'o4'};
var o4 = Object.create(P)

原型

  • JavaScript 的所有對象中都包含了一個 __proto__ 內部屬性,這個屬性所對應的就是該對象的原型
  • JavaScript 的函數對象,除了原型 __proto__ 之外,還預置了 prototype 屬性
  • 當函數對象作為構造函數創建實例時,該 prototype 屬性值將被作為實例對象的原型 __proto__

原型鏈

任何一個實例對象通過原型鏈可以找到它對應的原型對象,原型對象上面!

的實例和方法都是實例所共享的。

一個對象在查找以一個方法或屬性時,他會先在自己的對象上去找,找不到時,他會沿着原型鏈依次向上查找。

注意: 函數才有prototype,實例對象只有有__proto__, 而函數有的__proto__是因為函數是Function的實例對象

instanceof原理

判斷實例對象的__proto__屬性與構造函數的prototype是不是用一個引用。如果不是,他會沿着對象的__proto__向上查找的,直到頂端Object。

判斷對象是哪個類的直接實例

使用對象.construcor直接可判斷

構造函數,new時發生了什麼?

   var obj  = {}; 
   obj.__proto__ = Base.prototype;
   Base.call(obj);  
  1. 創建一個新的對象 obj;
  2. 將這個空對象的__proto__成員指向了Base函數對象prototype成員對象
  3. Base函數對象的this指針替換成obj, 相當於執行了Base.call(obj);
  4. 如果構造函數显示的返回一個對象,那麼則這個實例為這個返回的對象。 否則返回這個新創建的對象

類的聲明

// 普通寫法
function Animal() {
  this.name = 'name'
}

// ES6
class Animal2 {
  constructor () {
    this.name = 'name';
  }
}

繼承

借用構造函數法

在構造函數中 使用Parent.call(this)的方法繼承父類屬性。

原理: 將子類的this使用父類的構造函數跑一遍

缺點: Parent原型鏈上的屬性和方法並不會被子類繼承

function Parent() {
  this.name = 'parent'
}

function Child() {
  Parent.call(this);
  this.type = 'child'
}

原型鏈實現繼承

原理:把子類的prototype(原型對象)直接設置為父類的實例

缺點:因為子類只進行一次原型更改,所以子類的所有實例保存的是同一個父類的值。
當子類對象上進行值修改時,如果是修改的原始類型的值,那麼會在實例上新建這樣一個值;
但如果是引用類型的話,他就會去修改子類上唯一一個父類實例裏面的這個引用類型,這會影響所有子類實例

function Parent() {
  this.name = 'parent'
  this.arr = [1,2,3]
}

function Child() {
  this.type = 'child'
}

Child.prototype = new Parent();
var c1 = new Child();
var c2 = new Child();
c1.__proto__ === c2.__proto__

組合繼承方式

組合構造函數中使用call繼承和原型鏈繼承。

原理: 子類構造函數中使用Parent.call(this);的方式可以繼承寫在父類構造函數中this上綁定的各屬性和方法;
使用Child.prototype = new Parent()的方式可以繼承掛在在父類原型上的各屬性和方法

缺點: 父類構造函數在子類構造函數中執行了一次,在子類綁定原型時又執行了一次

function Parent() {
  this.name = 'parent'
  this.arr = [1,2,3]
}

function Child() {
  Parent.call(this);
  this.type = 'child'
}

Child.prototype = new Parent();

組合繼承方式 優化1:

因為這時父類構造函數的方法已經被執行過了,只需要關心原型鏈上的屬性和方法了

Child.prototype = Parent.prototype;

缺點:

  • 因為原型上有一個屬性為constructor,此時直接使用父類的prototype的話那麼會導致 實例的constructor為Parent,即不能區分這個實例對象是Child的實例還是父類的實例對象。
  • 子類不可直接在prototype上添加屬性和方法,因為會影響父類的原型

注意:這個時候instanseof是可以判斷出實例為Child的實例的,因為instanceof的原理是沿着對象的__proto__判斷是否有一個原型是等於該構造函數的原型的。這裏把Child的原型直接設置為了父類的原型,那麼: 實例.__proto__ === Child.prototype === Child.prototype

組合繼承方式 優化2 – 添加中間對象【最通用版本】:

function Parent() {
  this.name = 'parent'
  this.arr = [1,2,3]
}

function Child() {
  Parent.call(this);
  this.type = 'child'
}

Child.prototype = Object.create(Parent.prototype); //提供__proto__
Child.prototype.constrctor = Child;

Object.create()方法創建一個新對象,使用現有的對象來提供新創建的對象的__proto__

創建JS對象的多種方式總結

工廠模式

 
    /**
    * 工廠模式創建對象
    * @param name
    * @return {Object}
    */
    function createPerson(name){
        var o = new Object();
        o.name = name;
        o.getName = function() {
          console.log(this.name);
        }
        return o;
    }
    var person = createPerson('zhangsan');
    console.log(person.__proto__ === Object.prototype); // true

缺點:無法識別當前的對象,因為創建的所有對象實例都指向的是同一個原型

構造函數模式

構造函數創建對象基礎版本

    /**
    * 使用構造函數的方式來創建對象
    * @param name
    * @constructor
    */
    function Person(name) {
      this.name = name;
      this.getName = function() {
        console.log(this.name)
      }
    }
    var person = new Person('lisi');
    console.log(person.__proto__ === Person.prototype)

優點:實例剋識別偽一個特定的類型
缺點:每次創建實例對象的時候,每個方法都會被創建一次

構造函數模式優化

    function Person(name) {
      this.name = name;
      this.getName = getName;
    }
    
    function getName() {
      console.log(this.name);
    }
    
    var person = new Person('zhangsan');
    console.log(person.__proto__ === Person.prototype);

優點:解決了每個方法都要被重新創建的問題
缺點:不合乎代碼規範……

原型模式

原型模式基礎版

    function Person(name) {
      
    }
    Person.prototype.name = 'lisi';
    Person.prototype.getName = function() {
      console.log(this.name);
    }
    var person = new Person();
    console.log(Person.prototype.constructor)       // Person

優點:方法不會被重新創建
缺點:1. 所有的屬性和方法所有的實例上面都是共享的;2. 不能初始化參數

原型模式優化版本一

    function Person(name) {
      
    }
    Person.prototype = {
        name: 'lisi',
        getName: function() {
          console.log(this.name);
        }
    }
    var person = new Person();
    console.log(Person.prototype.constructor)       // Object
    console.log(person.constructor == person.__proto__.constructor) // true

優點:封裝性好了一些
缺點:重寫了Person的原型prototype屬性,丟失了原始的prototype上的constructor屬性

原型模式優化版本二

    function Person(name) {
      
    }
    Person.prototype = {
        constructor: Person,
        name: 'lisi',
        getName: function() {
          console.log(this.name)
        }
    }
    var person = new Person();

優點:實例可以通過constructor屬性找到所屬的構造函數
缺點:所有的屬性和方法都共享,而且不能初始化參數

組合模式

    function Person(name) {
      this.name = name;
    }
    Person.prototype = {
        constructor: Person,
        getName: function() {
          console.log(this.name)
        }
    }
    var person = new Person('zhangsan');

優點:基本符合預期,屬性私有,方法共享,是目前使用最廣泛的方式
缺點:方法和屬性沒有寫在一起,封裝性不是太好

動態原型模式

    // 第一種創建思路:
    function Person(name) {
       this.name = name;
       if (typeof this.getName !== 'function') {
           Person.prototype.getName = function() {
             console.log(this.name);
           }
       }
    }
    var person = new Person();

    // 第二種創建的思路:使用對象字面量重寫原型上的方法
    function Person(name) {
      this.name = name;
      if (typeof this.getName !== 'function') {
          Person.prototype = {
              constructor: Person,
              getName: function() {
                console.log(this.name)
              }
          }
          return new Person(name);
      }
    }
    
    var person1 = new Person('zhangsan');
    var person2 = new Person('lisi');
    console.log(person1.getName());
    console.log(person2.getName());
    

寄生構造函數模式

    /**
    * 寄生構造函數模式
    * @param name
    * @return {Object}
    * @constructor
    */
   function Person(name){
        var o = new Object();
        o.name = name;
        o.getName = function() {
          console.log(this.name)
        }
        return o;
   }
   var person = new Person('zhangsan');
   console.log(person instanceof Person);   // false
   console.log(person instanceof Object);   // true
   
   
   // 使用寄生-構造函數-模式來創建一個自定義的數組
   /**
    * 特殊數組的構造器
    * @constructor
    */
   function SpecialArray() {
     var values = new Array();
     /*for (var i = 0, len = arguments.length; i < len; i++) {
         values.push(arguments[i]);
     }*/
     // 開始添加數據(可以直接使用apply的方式來優化代碼)
     values.push.apply(values, arguments);
     
     // 新增的方法
     values.toPipedString = function(){
         return this.join('|');
     }
     
     return values;
   }
   
   // 使用new來創建對象
   var colors1 = new SpecialArray('red1', 'green1', 'blue1');
   // 不使用new來創建對象
   var colors2 = SpecialArray('red2', 'green2', 'blue2');
   
   console.log(colors1, colors1.toPipedString());
   console.log(colors2, colors2.toPipedString());

穩妥構造函數模式

    /**
    * 穩妥的創建對象的方式
    * @param name
    * @return {number}
    * @constructor
    */
    function Person(name){
        var o = new Object();
        o.sayName = function() {
           // 這裡有點類似於在一個函數裏面使用外部的變量
           // 這裏直接輸出的是name
          console.log(name);
        }
        return o;
    }
    var person =  Person('lisi');
    person.sayName();
    person.name = 'zhangsan';
    person.sayName();
    console.log(person instanceof Person);      // false
    console.log(person instanceof Object);      // false

[!NOTE]
與寄生的模式的不同點:1. 新創建的實例方法不引用this 2.不使用new操作符調用構造函數
優點:最適合一些安全的環境中使用
缺點:和工廠模式一樣,是無法識別對象的所屬類型的

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