2012年6月

linux kill用法、killall、pkill、xkill

linux kill用法、killall、pkill、xkill

一. 终止进程的工具 kill 、killall、pkill、xkill

终止一个进程或终止一个正在运行的程序,一般是通过 kill 、killall、pkill、xkill 等进行。比如一个程序已经死掉,但又不能退出,这时就应该考虑应用这些工具。

另外应用的场合就是在服务器管理中,在不涉及数据库服务器程序的父进程的停止运行,也可以用这些工具来终止。为什么数据库服务器的父进程不能用这些工具杀死呢?原因很简单,这些工具在强行终止数据库服务器时,会让数据库产生更多的文件碎片,当碎片达到一定程度的时候,数据库就有崩溃的危险。比如mysql服务器最好是按其正常的程序关闭,而不是用pkill mysqld 或killall mysqld 这样危险的动作;当然对于占用资源过多的数据库子进程,我们应该用kill 来杀掉。

1. kill

kill的应用是和ps 或pgrep 命令结合在一起使用的;

kill 的用法:

kill [信号代码] 进程ID

注:信号代码可以省略;我们常用的信号代码是 -9 ,表示强制终止;

举例:

[root@localhost ~]# ps auxf |grep httpd

root 4939 0.0 0.0 5160 708 pts/3 S+ 13:10 0:00 \_ grep httpd

root 4830 0.1 1.3 24232 10272 ? Ss 13:02 0:00 /usr/sbin/httpd

apache 4833 0.0 0.6 24364 4932 ? S 13:02 0:00 \_ /usr/sbin/httpd

apache 4834 0.0 0.6 24364 4928 ? S 13:02 0:00 \_ /usr/sbin/httpd

apache 4835 0.0 0.6 24364 4928 ? S 13:02 0:00 \_ /usr/sbin/httpd

apache 4836 0.0 0.6 24364 4928 ? S 13:02 0:00 \_ /usr/sbin/httpd

apache 4840 0.0 0.6 24364 4928 ? S 13:02 0:00 \_ /usr/sbin/httpd
我们查看httpd 服务器的进程;您也可以用pgrep -l httpd 来查看;
我们看上面例子中的第二列,就是进程PID的列,其中4830是httpd服务器的父进程,从4833-4840的进程都是它4830的子进程;如果我们杀掉父进程4830的话,其下的子进程也会跟着死掉;

[root@localhost ~]# kill 4840 注:杀掉4840这个进程;

[root@localhost ~]# ps -auxf |grep httpd 注:查看一下会有什么结果?是不是httpd服务器仍在运行?

[root@localhost ~]# kill 4830 注:杀掉httpd的父进程;

[root@localhost ~]# ps -aux |grep httpd 注:查看httpd的其它子进程是否存在,httpd服务器是否仍在运行?
对于僵尸进程,可以用kill -9 来强制终止退出;
比如一个程序已经彻底死掉,如果kill 不加信号强度是没有办法退出,最好的办法就是加信号强度 -9 ,后面要接杀父进程;比如;

[root@localhost ~]# ps aux |grep gaim

beinan 5031 9.0 2.3 104996 17484 ? S 13:23 0:01 gaim

root 5036 0.0 0.0 5160 724 pts/3 S+ 13:24 0:00 grep gaim

或 [root@localhost ~]# pgrep -l gaim

5031 gaim

[root@localhost ~]# kill -9 5031

2. killall

killall 通过程序的名字,直接杀死所有进程,咱们简单说一下就行了。

用法:killall 正在运行的程序名

killall 也和ps或pgrep 结合使用,比较方便;通过ps或pgrep 来查看哪些程序在运行;

举例:

[root@localhost beinan]# pgrep -l gaim

2979 gaim

[root@localhost beinan]# killall gaim

3. pkill

pkill 和killall 应用方法差不多,也是直接杀死运行中的程序;如果您想杀掉单个进程,请用kill 来杀掉。

应用方法:

#pkill 正在运行的程序名
举例:

[root@localhost beinan]# pgrep -l gaim

2979 gaim

[root@localhost beinan]# pkill gaim

4. xkill

xkill 是在桌面用的杀死图形界面的程序。比如当firefox 出现崩溃不能退出时,点鼠标就能杀死firefox 。当xkill运行时出来和个人脑骨的图标,哪个图形程序崩溃一点就OK了。如果您想终止xkill ,就按右键取消;

xkill 调用方法:

[root@localhost ~]# xkill

二.Linux的kill命令与信号控制

信号是用来与守护程序和进程通信的。任何活动任务都是一个进程,而守护程序是等待对某些事件做出反应或者按照日程安排执行任务的后台服务。一个程序必须有建在其中的信号处理程序用于捕获和应答信号。在LINUX中的signal 参考指南解释了各种不同信号和这些信号的用途。信号是由“kill”命令发出的。kill -l命令可以显示一个可用信号列表及其编号。

所有的守护程序和进程都有一个进程ID(PID),例如使用ps命名所显示的内容:

$ ps aux

USER PID %CPU %MEM TTY STAT COMMAND

root 1 0.0 0.1 ? S init [2]

105 7783 0.0 0.2 ? Ss /usr/bin/dbus-daemon --system

hal 7796 0.0 0.7 ? Ss /usr/sbin/hald

postfix 7957 0.0 0.2 ? S qmgr -l -t fifo -u -c

nagios 8371 0.0 0.2 ? SNs /usr/sbin/nagios /etc/nagios/nagios.cfg

这个输出是经过简化的。你在系统中可以看到更多的行和栏目。如果某些进程消耗了你的全部CPU或者内存,你可以在这个输出的%CPU和%MEM列中发现它们。找到失控的进程的一种更快捷的方法是使用top命令,因为按照默认的设置,使用占用CPU资源最多的进程在最上面显示。我们可以使用一条“yes”命令来测试一下:

$ yes carla is teh awesum

这个命令将以很高的速度反复显示“carla is teh awesum”,直到你停止它运行。这将使你的CPU使用率达到警戒线。

$ top

...

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

12144 carla 25 0 31592 17m 13m R 93.4 3.5 0:50.26 konsole

22236 carla 15 0 2860 468 400 S 4.3 0.1 0:00.97 yes

分析一下这个结果,你会发现一些有趣的事,你会发现,占用CPU最多的程序是konsole虚拟终端程序,而不是“yes”命令,这是因为“yes”命令是在konsole终端程序中运行的。如果在一个“真正的”控制台(按Ctrl+alt+f2键)中运行同样的命令序列,你将看到“yes”命令被排在第一位。

有许多停止“yes”命令运行的方式。如果你要回到运行它的shell中,按CTRL+c键就可以了。或者你可以在另一个shell中用“kill”命令停止“yes”命令的运行,Kill命令后面跟PID或者命令名称,如下如示:

$ kill 22236

或者

$ killall yes

按CTRL+c键发出一个SIGINT(信号2),这个信号是键盘要求取得控制权的中断信号。kill和killall这两个命令按照默认的设置都发出一个SIGTERM信号(编号15)。程序中可以设置对SIGTERM信号(15)是捕捉或者忽略,或者以不同的方式解释。因此,如果你的程序对于KILL命令的反应与你预期不同,很可能是被KILL的目标程序的问题。

终止一个父进程通常也终止了它的子进程。不过,情况并不总是如此。你知道子进程是什么吗?使用ps命令加上-f选项就可以看到,如下所示:

$ ps axf

22371 ? R 2:35 _ konsole [kdeinit]

22372 pts/3 Ss 0:00 | _ /bin/bash

24322 pts/3 S+ 0:00 | | _ yes carla is teh awesum

22381 pts/4 Rs 0:00 | _ /bin/bash

24323 pts/4 R+ 0:00 | | _ ps axf

现在,回到SIGHUP的话题

SIGHUP的发音是“sig-hup”,是signal hangup的缩写,含义是“中止信号”。你如何发送一个SIGHUP信号呢?这里有几种方式:

# kill -HUP [pid]

# killall -HUP [process-name]

# kill -1 [pid]

# killall -1 [process-name]

因此,你可以使用PID或者名称,信号名称或者号码。那么为什么要这样做而不使用/etc/init.d/foo命令重新启动呢?使用它们自己的init(初始化)文件来控制服务是优先选择的方式,因为这些文件通常包含健全和错误检查以及额外的功能。使用“kill”命令和信号的主要原因是尽可能明确地终止挂起和失控的进程,而不必重新启动或者登出。

终止进程

正如你在关于信号的man page中所看到的,有十几种控制进程的方法。下面是一些常用的方法:

kill -STOP [pid]

发送SIGSTOP (17,19,23)停止一个进程,而并不消灭这个进程。

kill -CONT [pid]

发送SIGCONT (19,18,25)重新开始一个停止的进程。

kill -KILL [pid]

发送SIGKILL (9)强迫进程立即停止,并且不实施清理操作。

kill -9 -1

终止你拥有的全部进程。

SIGKILL和SIGSTOP信号不能被捕捉、封锁或者忽略,但是,其它的信号可以。所以这是你的终极武器。

Bash shell的Kil命令l

Bash外壳包含一个内置的kill命令,当执行下面命令:

$ type -all kill

kill is a shell built-in

kill is /bin/kill

命令的结果表明有两个kill命令,一个是BASH的内置命令,另一个是/bin/kill可执行程序。一般来说这两个命令不太可能遇到冲突的情况,不过,如果你确实遇到了kill命令行为异常时,你可以明确的指定/bin/kill命令。

你一定要进一步查阅下面的资源中列出的参考资源来了解Linux中kill的妙用,因为这是你进入维护Linux系统领域的门票。这些知识能够让你像做外科手术一样对系统进行维护,而不用在遇到问题时每一次都重新启动系统,就像我们知道的某些蹩脚的操作系统那样。

资源

Linux Cookbook一书的第七章“开始和终止Linux”

bash (1) - GNU Bourne-Again Shell

yes (1) - 在被终止前反复打印字符

signal (7) - 可用信号列表

ps (1) - 报告当前进程的快照

kill (1) - 向一个进程发出信号

killall (1) - 按名字消灭进程

pkill (1) - 根据名字和其它属性查看或者发出进程信号

skill (1) - 发送一个信号或者报告进程状态

xkill (1) - 按照X资源消灭一个客户程序

轻量级HTTP服务器Nginx(配置与调试Nginx)

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         Nginx安装完毕后,会产生相应的安装目录,根据前面的安装路径,Nginx的配置文件路径为/opt/nginx/conf,其中nginx.conf为Nginx的主配置文件。这里重点介绍下nginx.conf这个配置文件。
Nginx配置文件主要分成四部分:main(全局设置)、server(主机设置)、upstream(负载均衡服务器设置)和 location(URL匹配特定位置的设置)。main部分设置的指令将影响其他所有设置;server部分的指令主要用于指定主机和端口;upstream指令主要用于负载均衡,设置一系列的后端服务器;location部分用于匹配网页位置。这四者之间的关系式:server继承main,location继承server,upstream既不会继承其他设置也不会被继承。
在这四个部分当中,每个部分都包含若干指令,这些指令主要包含Nginx的主模块指令、事件模块指令、HTTP核心模块指令,同时每个部分还可以使用其他HTTP模块指令,例如Http SSL模块、HttpGzip Static模块和Http Addition模块等。
下面通过一个Nginx配置实例,详细介绍下nginx.conf每个指令的含义。为了能更清楚地了解Nginx的结构和每个配置选项的含义,这里按照功能点将Nginx配置文件分为7个部分逐次讲解,下面就围绕这7个部分进行介绍。

1.Nginx的全局配置下面这段内容是对Nginx的全局属性配置,代码如下:
user  nobody nobody;
worker_processes  4;
error_log  logs/error.log  notice;
pid        logs/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile 65535;
events{
use epoll;
worker_connections      65536;
}
对上面这段代码中每个配置选项的含义解释如下:
user是个主模块指令,指定Nginx Worker进程运行用户以及用户组,默认由nobody账号运行。
worker_processes是个主模块指令,指定了Nginx要开启的进程数。每个Nginx进程平均耗费10M~12M内存。根据经验,一般指定一个进程足够了,如果是多核CPU,建议指定和CPU的数量一样的进程数即可。
error_log是个主模块指令,用来定义全局错误日志文件。日志输出级别有debug、info、notice、warn、error、crit可供选择,其中,debug输出日志最为最详细,而crit输出日志最少。
pid是个主模块指令,用来指定进程id的存储文件位置。
worker_rlimit_nofile用于绑定worker进程和CPU, Linux内核2.4以上可用。
events指令是设定Nginx的工作模式及连接数上限。
events{
use epoll;
worker_connections      65536;
}
use是个事件模块指令,用来指定Nginx的工作模式。Nginx支持的工作模式有select、poll、kqueue、epoll、rtsig和/dev/poll。其中select和poll都是标准的工作模式,kqueue和epoll是高效的工作模式,不同的是epoll用在Linux平台上,而kqueue用在BSD系统中。对于Linux系统,epoll工作模式是首选。
worker_connections也是个事件模块指令,用于定义Nginx每个进程的最大连接数,默认是1024.最大客户端连接数由worker_processes和worker_connections决定,即Max_client=worker_processes*worker_connections,在作为反向代理时,max_clients变为:max_clients = worker_processes * worker_connections/4。
进程的最大连接数受Linux系统进程的最大打开文件数限制,在执行操作系统命令“ulimit -n 65536”后worker_connections的设置才能生效。

2.HTTP服务器配置接下来开始进行HTTP服务器设置。
下面这段内容是Nginx对HTTP服务器相关属性的配置,代码如下:
http{
include      conf/mime.types;
default_type  application/octet-stream;
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" '
'"$gzip_ratio"';
log_format download '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" '
'"$http_range" "$sent_http_content_range"';
client_max_body_size  20m;
client_header_buffer_size    32K;
large_client_header_buffers  4 32k;
Sendfile  on;
tcp_nopush     on;
tcp_nodelay    on;
keepalive_timeout 60;
client_header_timeout  10;
client_body_timeout    10;
send_timeout          10;

下面详细介绍下这段代码中每个配置选项的含义。
include是个主模块指令,实现对配置文件所包含的文件的设定,可以减少主配置文件的复杂度。类似于Apache中的include方法。
default_type属于HTTP核心模块指令,这里设定默认类型为二进制流,也就是当文件类型未定义时使用这种方式,例如在没有配置PHP环境时,Nginx是不予解析的,此时,用浏览器访问PHP文件就会出现下载窗口。
下面的代码实现对日志格式的设定。
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" '
'"$gzip_ratio"';
log_format download '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" '
'"$http_range" "$sent_http_content_range"';
log_format是Nginx的HttpLog模块指令,用于指定Nginx日志的输出格式。main为此日志输出格式的名称,可以在下面的access_log指令中引用。
client_max_body_size用来设置允许客户端请求的最大的单个文件字节数。
client_header_buffer_size用于指定来自客户端请求头的headerbuffer大小。对于大多数请求,1K的缓冲区大小已经足够,如果自定义了消息头或有更大的Cookie,可以增加缓冲区大小。这里设置为32K。
large_client_header_buffers用来指定客户端请求中较大的消息头的缓存最大数量和大小, “4”为个数,“128K”为大小,最大缓存量为4个128K。
sendfile参数用于开启高效文件传输模式。将tcp_nopush和tcp_nodelay两个指令设置为on用于防止网络阻塞。
keepalive_timeout设置客户端连接保持活动的超时时间。在超过这个时间之后,服务器会关闭该连接。
client_header_timeout设置客户端请求头读取超时时间。如果超过这个时间,客户端还没有发送任何数据,Nginx将返回“Request time out(408)”错误。
client_body_timeout设置客户端请求主体读取超时时间。如果超过这个时间,客户端还没有发送任何数据,Nginx将返回“Request time out(408)”错误,默认值是60。
send_timeout指定响应客户端的超时时间。这个超时仅限于两个连接活动之间的时间,如果超过这个时间,客户端没有任何活动,Nginx将会关闭连接。

3.HttpGzip模块配置下面配置Nginx的HttpGzip模块。这个模块支持在线实时压缩输出数据流。要查看是否安装了此模块,需要使用下面的命令:
[root@localhost conf]# /opt/nginx/sbin/nginx  -V
nginx version: nginx/0.7.65
configure arguments: --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --prefix=/opt/nginx
通过/opt/nginx/sbin/nginx  -V命令可以查看安装Nginx时的编译选项,由输出可知,我们已经安装了HttpGzip模块。
下面是HttpGzip模块在Nginx配置中的相关属性设置:
gzip  on;
gzip_min_length  1k;
gzip_buffers     4  16k;
gzip_http_version  1.1;
gzip_comp_level  2;
gzip_types  text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
gzip_vary  on;
gzip用于设置开启或者关闭gzip模块,“gzip on”表示开启GZIP压缩,实时压缩输出数据流。
gzip_min_length设置允许压缩的页面最小字节数,页面字节数从header头的Content-Length中获取。默认值是0,不管页面多大都进行压缩。建议设置成大于1K的字节数,小于1K可能会越压越大。
gzip_buffers表示申请4个单位为16K的内存作为压缩结果流缓存,默认值是申请与原始数据大小相同的内存空间来存储gzip压缩结果。
gzip_http_version用于设置识别HTTP协议版本,默认是1.1,目前大部分浏览器已经支持GZIP解压,使用默认即可。
gzip_comp_level用来指定GZIP压缩比,1 压缩比最小,处理速度最快;9 压缩比最大,传输速度快,但处理最慢,也比较消耗cpu资源。
gzip_types用来指定压缩的类型,无论是否指定,“text/html”类型总是会被压缩的。
gzip_vary选项可以让前端的缓存服务器缓存经过GZIP压缩的页面,例如用Squid缓存经过Nginx压缩的数据。

4.负载均衡配置下面设定负载均衡的服务器列表。
upstream ixdba.net{
ip_hash;
server 192.168.12.133:80;
server 192.168.12.134:80  down;
server 192.168.12.135:8009  max_fails=3  fail_timeout=20s;
server 192.168.12.136:8080;
}
upstream是Nginx的HTTP Upstream模块,这个模块通过一个简单的调度算法来实现客户端IP到后端服务器的负载均衡。在上面的设定中,通过upstream指令指定了一个负载均衡器的名称ixdba.net。这个名称可以任意指定,在后面需要的地方直接调用即可。
Nginx的负载均衡模块目前支持4种调度算法,下面进行分别介绍,其中后两项属于第三方的调度方法。
 轮询(默认)。每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端某台服务器宕机,故障系统被自动剔除,使用户访问不受影响。
 Weight。指定轮询权值,Weight值越大,分配到的访问机率越高,主要用于后端每个服务器性能不均的情况下。
 ip_hash。每个请求按访问IP的hash结果分配,这样来自同一个IP的访客固定访问一个后端服务器,有效解决了动态网页存在的session共享问题。
 fair。比上面两个更加智能的负载均衡算法。此种算法可以依据页面大小和加载时间长短智能地进行负载均衡,也就是根据后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。Nginx本身是不支持fair的,如果需要使用这种调度算法,必须下载Nginx的upstream_fair模块。
 url_hash。按访问url的hash结果来分配请求,使每个url定向到同一个后端服务器,可以进一步提高后端缓存服务器的效率。Nginx本身是不支持url_hash的,如果需要使用这种调度算法,必须安装Nginx 的hash软件包。
在HTTP Upstream模块中,可以通过server指令指定后端服务器的IP地址和端口,同时还可以设定每个后端服务器在负载均衡调度中的状态。常用的状态有:
 down,表示当前的server暂时不参与负载均衡。
 backup,预留的备份机器。当其他所有的非backup机器出现故障或者忙的时候,才会请求backup机器,因此这台机器的压力最轻。
 max_fails,允许请求失败的次数,默认为1。当超过最大次数时,返回proxy_next_upstream 模块定义的错误。
 fail_timeout,在经历了max_fails次失败后,暂停服务的时间。max_fails可以和fail_timeout一起使用。
注意 当负载调度算法为ip_hash时,后端服务器在负载均衡调度中的状态不能是weight和backup。

5.server虚拟主机配置下面介绍对虚拟主机的配置。建议将对虚拟主机进行配置的内容写进另外一个文件,然后通过include指令包含进来,这样更便于维护和管理。
server{
listen          80;
server_name    192.168.12.188  www.ixdba.net;
index index.html index.htm index.jsp;
root  /web/wwwroot/www.ixdba.net
charset gb2312;
server标志定义虚拟主机开始,listen用于指定虚拟主机的服务端口,server_name用来指定IP地址或者域名,多个域名之间用空格分开。Index用于设定访问的默认首页地址,root指令用于指定虚拟主机的网页根目录,这个目录可以是相对路径,也可以是绝对路径。Charset用于设置网页的默认编码格式。
access_log  logs/www.ixdba.net.access.log  main;
access_log用来指定此虚拟主机的访问日志存放路径,最后的main用于指定访问日志的输出格式。

6.URL匹配配置 URL地址匹配是进行Nginx配置中最灵活的部分。 location支持正则表达式匹配,也支持条件判断匹配,用户可以通过location指令实现Nginx对动、静态网页进行过滤处理。
以下这段设置是通过location指令来对网页URL进行分析处理,所有扩展名以.gif、.jpg、.jpeg、.png、.bmp、.swf结尾的静态文件都交给nginx处理,而expires用来指定静态文件的过期时间,这里是30天。
location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$  {
root    /web/wwwroot/www.ixdba.net;
expires 30d;
}

以下这段设置是将upload和html下的所有文件都交给nginx来处理,当然,upload和html目录包含在/web/wwwroot/www.ixdba.net目录中。
location ~ ^/(upload|html)/  {
root    /web/wwwroot/www.ixdba.net;
expires 30d;
}

在最后这段设置中,location是对此虚拟主机下动态网页的过滤处理,也就是将所有以.jsp为后缀的文件都交给本机的8080端口处理。
location ~ .*.jsp$ {
index index.jsp;
proxy_pass http://localhost:8080;
}
7.StubStatus模块配置StubStatus模块能够获取Nginx自上次启动以来的工作状态,此模块非核心模块,需要在Nginx编译安装时手工指定才能使用此功能。
以下指令实指定启用获取Nginx工作状态的功能。
location /NginxStatus {
stub_status      on;
access_log              logs/NginxStatus.log;
auth_basic              "NginxStatus";
auth_basic_user_file    ../htpasswd;
}
stub_status设置为“on”表示启用StubStatus的工作状态统计功能。access_log 用来指定StubStatus模块的访问日志文件。auth_basic是Nginx的一种认证机制。auth_basic_user_file用来指定认证的密码文件,由于Nginx的auth_basic认证采用的是与Apache兼容的密码文件,因此需要用Apache的htpasswd命令来生成密码文件,例如要添加一个webadmin用户,可以使用下面方式生成密码文件:
/usr/local/apache/bin/htpasswd -c  /opt/nginx/conf/htpasswd webadmin
会得到以下提示信息:
New password:
输入密码之后,系统会要求再次输入密码。确认之后添加用户成功。
要查看Nginx的运行状态,可以输入http://ip/ NginxStatus,然后输入刚刚创建的用户名和密码就可以看到如下信息:
Active connections: 1
server accepts handled requests
393411 393411 393799
Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 0
Active connections表示当前活跃的连接数,第三行的三个数字表示 Nginx当前总共处理了393411个连接, 成功创建393411次握手, 总共处理了393799个请求。最后一行的Reading表示Nginx读取到客户端Header信息数, Writing表示Nginx返回给客户端的Header信息数,“Waiting”表示Nginx已经处理完,正在等候下一次请求指令时的驻留连接数。
在最后这段设置中,设置了虚拟主机的错误信息返回页面,通过error_page指令可以定制各种错误信息的返回页面。在默认情况下,Nginx会在主目录的html目录中查找指定的返回页面,特别需要注意的是,这些错误信息的返回页面大小一定要超过512K,否者会被ie浏览器替换为ie默认的错误页面。
error_page  404              /404.html;
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}
}
}

本文出自 “技术成就梦想” 博客,请务必保留此出处http://ixdba.blog.51cto.com/2895551/790611

Freemarker中空值 null的处理 ?exists ?if_exists ?default("")

Freemarker中空值 null的处理 ?exists ?if_exists ?default("")

<#list listBlogPost as blogPost>
</#list>
如果 listBlogPost 为NULL 会报错。加上?exists(是否存在) 或者?default("")如果为null时默认为空,

例如:

<#if listBlogPost?exists && listBlogPost.size != 0 >
<#if Session["cartList"]?exists>
<#list Session["cartList"] as item>
    ${pageTitle?default("")}
</#list>
<#if s?exists> 等价于 ${s?if_exists}
exists用在逻辑判断,而if_exists用来打印东西时用到,如果存在打印,不存在打印空字符串。
exp1?exists           可用exp1??       代替
exp1?if_exists        可用exp1!        代替
exp1?default(exp2)    可用exp1!exp2    代替

Java编程中单例模式完全剖析

概要
单例模式是最简单的设计模式之一,但是对于Java的开发者来说,它却有很多缺陷。在本月的专栏中,David Geary探讨了单例模式以及在面对多线程(multithreading)、类装载器(classloaders)和序列化(serialization)时如何处理这些缺陷。

单例模式适合于一个类只有一个实例的情况,比如窗口管理器,打印缓冲池和文件系统,它们都是原型的例子。典型的情况是,那些对象的类型被遍及一个软件系统的不同对象访问,因此需要一个全局的访问指针,这便是众所周知的单例模式的应用。当然这只有在你确信你不再需要任何多于一个的实例的情况下。
单例模式的用意在于前一段中所关心的。通过单例模式你可以:


确保一个类只有一个实例被建立
提供了一个对对象的全局访问指针
在不影响单例类的客户端的情况下允许将来有多个实例

尽管单例设计模式如在下面的图中的所显示的一样是最简单的设计模式,但对于粗心的Java开发者来说却呈现出许多缺陷。这篇文章讨论了单例模式并揭示了那些缺陷。
注意:你可以从Resources下载这篇文章的源代码。

单例模式

在《设计模式》一书中,作者这样来叙述单例模式的:确保一个类只有一个实例并提供一个对它的全局访问指针。
下图说明了单例模式的类图。
(图1)

单例模式的类图

正如你在上图中所看到的,这不是单例模式的完整部分。此图中单例类保持了一个对唯一的单例实例的静态引用,并且会从静态getInstance()方法中返回对那个实例的引用。
例1显示了一个经典的单例模式的实现。
例1.经典的单例模式

Java代码 

 收藏代码

  1. public class ClassicSingleton {
  2.    private static ClassicSingleton instance = null;
  3.    protected ClassicSingleton() {
  4.       // Exists only to defeat instantiation.
  5.    }
  6.    public static ClassicSingleton getInstance() {
  7.       if(instance == null) {
  8.          instance = new ClassicSingleton();
  9.       }
  10.       return instance;
  11.    }
  12. }

在例1中的单例模式的实现很容易理解。ClassicSingleton类保持了一个对单独的单例实例的静态引用,并且从静态方法getInstance()中返回那个引用。
关于ClassicSingleton类,有几个让我们感兴趣的地方。首先,ClassicSingleton使用了一个众所周知的懒汉式实例化去创建那个单例类的引用;结果,这个单例类的实例直到getInstance()方法被第一次调用时才被创建。这种技巧可以确保单例类的实例只有在需要时才被建立出来。其次,注意ClassicSingleton实现了一个protected的构造方法,这样客户端不能直接实例化一个ClassicSingleton类的实例。然而,你会惊奇的发现下面的代码完全合法:

Java代码 

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  1. public class SingletonInstantiator {
  2.   public SingletonInstantiator() {
  3.    ClassicSingleton instance = ClassicSingleton.getInstance();
  4. ClassicSingleton anotherInstance =
  5. new ClassicSingleton();
  6.        ...
  7.   }
  8. }

前面这个代码片段为何能在没有继承ClassicSingleton并且ClassicSingleton类的构造方法是protected的情况下创建其实例?答案是protected的构造方法可以被其子类以及在同一个包中的其它类调用。因为ClassicSingleton和SingletonInstantiator位于相同的包(缺省的包),所以SingletonInstantiator方法能创建ClasicSingleton的实例。
这种情况下有两种解决方案:一是你可以使ClassicSingleton的构造方法变化私有的(private)这样只有ClassicSingleton的方法能调用它;然而这也意味着ClassicSingleton不能有子类。有时这是一种很合意的解决方法,如果确实如此,那声明你的单例类为final是一个好主意,这样意图明确,并且让编译器去使用一些性能优化选项。另一种解决方法是把你的单例类放到一个外在的包中,以便在其它包中的类(包括缺省的包)无法实例化一个单例类。
关于ClassicSingleton的第三点感兴趣的地方是,如果单例由不同的类装载器装入,那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取,例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类装载器,这样的话如果有两个servlet访问一个单例类,它们就都会有各自的实例。
第四点,如果ClasicSingleton实现了java.io.Serializable接口,那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样,如果你序列化一个单例类的对象,接下来复原多个那个对象,那你就会有多个单例类的实例。
最后也许是最重要的一点,就是例1中的ClassicSingleton类不是线程安全的。如果两个线程,我们称它们为线程1和线程2,在同一时间调用ClassicSingleton.getInstance()方法,如果线程1先进入if块,然后线程2进行控制,那么就会有ClassicSingleton的两个的实例被创建。

正如你从前面的讨论中所看到的,尽管单例模式是最简单的设计模式之一,在Java中实现它也是决非想象的那么简单。这篇文章接下来会揭示Java规范对单例模式进行的考虑,但是首先让我们近水楼台的看看你如何才能测试你的单例类。

测试单例模式

接下来,我使用与log4j相对应的JUnit来测试单例类,它会贯穿在这篇文章余下的部分。如果你对JUnit或log4j不很熟悉,请参考相关资源。

例2是一个用JUnit测试例1的单例模式的案例:
例2.一个单例模式的案例

Java代码 

 收藏代码

  1. import org.apache.log4j.Logger;
  2. import junit.framework.Assert;
  3. import junit.framework.TestCase;
  4. public class SingletonTest extends TestCase {
  5.    private ClassicSingleton sone = null, stwo = null;
  6.    private static Logger logger = Logger.getRootLogger();
  7.    public SingletonTest(String name) {
  8.       super(name);
  9.    }
  10.    public void setUp() {
  11.       logger.info("getting singleton...");
  12.       sone = ClassicSingleton.getInstance();
  13.       logger.info("...got singleton: " + sone);
  14.       logger.info("getting singleton...");
  15.       stwo = ClassicSingleton.getInstance();
  16.       logger.info("...got singleton: " + stwo);
  17.    }
  18.    public void testUnique() {
  19.       logger.info("checking singletons for equality");
  20.       Assert.assertEquals(true, sone == stwo);
  21.    }
  22. }

例2两次调用ClassicSingleton.getInstance(),并且把返回的引用存储在成员变量中。方法testUnique()会检查这些引用看它们是否相同。例3是这个测试案例的输出:
例3.是这个测试案例的输出

Java代码 

 收藏代码

  1. Buildfile: build.xml
  2. init:
  3.      [echo] Build 20030414 (14-04-2003 03:08)
  4. compile:
  5. run-test-text:
  6.      [java] .INFO main: [b]getting singleton...[/b]
  7.      [java] INFO main: [b]created singleton:[/b] Singleton@e86f41
  8.      [java] INFO main: ...got singleton: Singleton@e86f41
  9.      [java] INFO main: [b]getting singleton...[/b]
  10.      [java] INFO main: ...got singleton: Singleton@e86f41
  11.      [java] INFO main: checking singletons for equality
  12.      [java] Time: 0.032
  13.      [java] OK (1 test)

正如前面的清单所示,例2的简单测试顺利通过----通过ClassicSingleton.getInstance()获得的两个单例类的引用确实相同;然而,你要知道这些引用是在单线程中得到的。下面的部分着重于用多线程测试单例类。


多线程因素的考虑

在例1中的ClassicSingleton.getInstance()方法由于下面的代码而不是线程安全的:

Java代码 

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  1. 1: if(instance == null) {
  2. 2:    instance = new Singleton();
  3. 3: }

如果一个线程在第二行的赋值语句发生之前切换,那么成员变量instance仍然是null,然后另一个线程可能接下来进入到if块中。在这种情况下,两个不同的单例类实例就被创建。不幸的是这种假定很少发生,这样这种假定也很难在测试期间出现(译注:在这可能是作者对很少出现这种情况而导致无法测试从而使人们放松警惕而感到叹惜)。为了演示这个线程轮换,我得重新实现例1中的那个类。例4就是修订后的单例类:
例4.人为安排的方式

Java代码 

 收藏代码

  1. import org.apache.log4j.Logger;
  2. public class Singleton {
  3.   private static Singleton singleton = null;
  4.   private static Logger logger = Logger.getRootLogger();
  5.   private static boolean firstThread = true;
  6.   protected Singleton() {
  7.     // Exists only to defeat instantiation.
  8.   }
  9.   public static Singleton getInstance() {
  10.      if(singleton == null) {
  11.         simulateRandomActivity();
  12.         singleton = new Singleton();
  13.      }
  14.      logger.info("created singleton: " + singleton);
  15.      return singleton;
  16.   }
  17.   private static void simulateRandomActivity() {
  18.      try {
  19.         if(firstThread) {
  20.            firstThread = false;
  21.            logger.info("sleeping...");
  22.            // This nap should give the second thread enough time
  23.            // to get by the first thread.
  24.              Thread.currentThread().sleep(50);
  25.        }
  26.      }
  27.      catch(InterruptedException ex) {
  28.         logger.warn("Sleep interrupted");
  29.      }
  30.   }
  31. }

除了在这个清单中的单例类强制使用了一个多线程错误处理,例4类似于例1中的单例类。在getInstance()方法第一次被调用时,调用这个方法的线程会休眠50毫秒以便另外的线程也有时间调用getInstance()并创建一个新的单例类实例。当休眠的线程觉醒时,它也会创建一个新的单例类实例,这样我们就有两个单例类实例。尽管例4是人为如此的,但它却模拟了第一个线程调用了getInstance()并在没有完成时被切换的真实情形。
例5测试了例4的单例类:
例5.失败的测试

Java代码 

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  1. import org.apache.log4j.Logger;
  2. import junit.framework.Assert;
  3. import junit.framework.TestCase;
  4. public class SingletonTest extends TestCase {
  5.    private static Logger logger = Logger.getRootLogger();
  6.    private static Singleton singleton = null;
  7.    public SingletonTest(String name) {
  8.       super(name);
  9.    }
  10.    public void setUp() {
  11.       singleton = null;
  12.    }
  13.    public void testUnique() throws InterruptedException {
  14.       // Both threads call Singleton.getInstance().
  15.       Thread threadOne = new Thread(new SingletonTestRunnable()),
  16.              threadTwo = new Thread(new SingletonTestRunnable());
  17.       threadOne.start();
  18.       threadTwo.start();
  19.       threadOne.join();
  20.       threadTwo.join();
  21.    }
  22.    private static class SingletonTestRunnable implements Runnable {
  23.       public void run() {
  24.          // Get a reference to the singleton.
  25.          Singleton s = Singleton.getInstance();
  26.          // Protect singleton member variable from
  27.          // multithreaded access.
  28.          synchronized(SingletonTest.class) {
  29.             if(singleton == null) // If local reference is null...
  30.                singleton = s;     // ...set it to the singleton
  31.          }
  32.          // Local reference must be equal to the one and
  33.          // only instance of Singleton; otherwise, we have two
  34.                   // Singleton instances.
  35.          Assert.assertEquals(true, s == singleton);
  36.       }
  37.    }
  38. }

例5的测试案例创建两个线程,然后各自启动,等待完成。这个案例保持了一个对单例类的静态引用,每个线程都会调用Singleton.getInstance()。如果这个静态成员变量没有被设置,那么第一个线程就会将它设为通过调用getInstance()而得到的引用,然后这个静态变量会与一个局部变量比较是否相等。
在这个测试案例运行时会发生一系列的事情:第一个线程调用getInstance(),进入if块,然后休眠;接着,第二个线程也调用getInstance()并且创建了一个单例类的实例。第二个线程会设置这个静态成员变量为它所创建的引用。第二个线程检查这个静态成员变量与一个局部备份的相等性。然后测试通过。当第一个线程觉醒时,它也会创建一个单例类的实例,并且它不会设置那个静态成员变量(因为第二个线程已经设置过了),所以那个静态变量与那个局部变量脱离同步,相等性测试即告失败。例6列出了例5的输出:
例6.例5的输出

Java代码 

 收藏代码

  1. Buildfile: build.xml
  2. init:
  3.      [echo] Build 20030414 (14-04-2003 03:06)
  4. compile:
  5. run-test-text:
  6. INFO Thread-1: sleeping...
  7. INFO Thread-2: created singleton: Singleton@7e5cbd
  8. INFO Thread-1: created singleton: Singleton@704ebb
  9. junit.framework.AssertionFailedError: expected: but was:
  10.    at junit.framework.Assert.fail(Assert.java:47)
  11.    at junit.framework.Assert.failNotEquals(Assert.java:282)
  12.    at junit.framework.Assert.assertEquals(Assert.java:64)
  13.    at junit.framework.Assert.assertEquals(Assert.java:149)
  14.    at junit.framework.Assert.assertEquals(Assert.java:155)
  15.    at SingletonTest$SingletonTestRunnable.run(Unknown Source)
  16.    at java.lang.Thread.run(Thread.java:554)
  17.      [java] .
  18.      [java] Time: 0.577
  19.      [java] OK (1 test)

到现在为止我们已经知道例4不是线程安全的,那就让我们看看如何修正它。


同步

要使例4的单例类为线程安全的很容易----只要像下面一个同步化getInstance()方法:

Java代码 

 收藏代码

  1. public synchronized static Singleton getInstance() {
  2.    if(singleton == null) {
  3.       simulateRandomActivity();
  4.       singleton = new Singleton();
  5.    }
  6.    logger.info("created singleton: " + singleton);
  7.    return singleton;
  8. }

在同步化getInstance()方法后,我们就可以得到例5的测试案例返回的下面的结果:

Java代码 

 收藏代码

  1. Buildfile: build.xml
  2. init:
  3.      [echo] Build 20030414 (14-04-2003 03:15)
  4. compile:
  5.     [javac] Compiling 2 source files
  6. run-test-text:
  7. INFO Thread-1: sleeping...
  8. INFO Thread-1: created singleton: Singleton@ef577d
  9. INFO Thread-2: created singleton: Singleton@ef577d
  10.      [java] .
  11.      [java] Time: 0.513
  12.      [java] OK (1 test)

这此,这个测试案例工作正常,并且多线程的烦恼也被解决;然而,机敏的读者可能会认识到getInstance()方法只需要在第一次被调用时同步。因为同步的性能开销很昂贵(同步方法比非同步方法能降低到100次左右),或许我们可以引入一种性能改进方法,它只同步单例类的getInstance()方法中的赋值语句。

一种性能改进的方法

寻找一种性能改进方法时,你可能会选择像下面这样重写getInstance()方法:

Java代码 

 收藏代码

  1. public static Singleton getInstance() {
  2.    if(singleton == null) {
  3.       synchronized(Singleton.class) {
  4.          singleton = new Singleton();
  5.       }
  6.    }
  7.    return singleton;
  8. }

这个代码片段只同步了关键的代码,而不是同步整个方法。然而这段代码却不是线程安全的。考虑一下下面的假定:线程1进入同步块,并且在它给singleton成员变量赋值之前线程1被切换。接着另一个线程进入if块。第二个线程将等待直到第一个线程完成,并且仍然会得到两个不同的单例类实例。有修复这个问题的方法吗?请读下去。

双重加锁检查

初看上去,双重加锁检查似乎是一种使懒汉式实例化为线程安全的技术。下面的代码片段展示了这种技术:

Java代码 

 收藏代码

  1. public static Singleton getInstance() {
  2.   if(singleton == null) {
  3.      synchronized(Singleton.class) {
  4.        if(singleton == null) {
  5.          singleton = new Singleton();
  6.        }
  7.     }
  8.   }
  9.   return singleton;
  10. }

如果两个线程同时访问getInstance()方法会发生什么?想像一下线程1进行同步块马上又被切换。接着,第二个线程进入if 块。当线程1退出同步块时,线程2会重新检查看是否singleton实例仍然为null。因为线程1设置了singleton成员变量,所以线程2的第二次检查会失败,第二个单例类实例也就不会被创建。似乎就是如此。
不幸的是,双重加锁检查不会保证正常工作,因为编译器会在Singleton的构造方法被调用之前随意给singleton赋一个值。如果在singleton引用被赋值之后而被初始化之前线程1被切换,线程2就会被返回一个对未初始化的单例类实例的引用。

一个改进的线程安全的单例模式实现

例7列出了一个简单、快速而又是线程安全的单例模式实现:
例7.一个简单的单例类

Java代码 

 收藏代码

  1. public class Singleton {
  2.    public final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
  3.    private Singleton() {
  4.          // Exists only to defeat instantiation.
  5.       }
  6. }

这段代码是线程安全的是因为静态成员变量一定会在类被第一次访问时被创建。你得到了一个自动使用了懒汉式实例化的线程安全的实现;你应该这样使用它:

Java代码 

 收藏代码

  1. Singleton singleton = Singleton.INSTANCE;
  2. singleton.dothis();
  3. singleton.dothat();
  4. ...

当然万事并不完美,前面的Singleton只是一个折衷的方案;如果你使用那个实现,你就无法改变它以便后来你可能想要允许多个单例类的实例。用一种更折哀的单例模式实现(通过一个getInstance()方法获得实例)你可以改变这个方法以便返回一个唯一的实例或者是数百个实例中的一个.你不能用一个公开且是静态的(public static)成员变量这样做.

你可以安全的使用例7的单例模式实现或者是例1的带一个同步的getInstance()方法的实现.然而,我们必须要研究另一个问题:你必须在编译期指定这个单例类,这样就不是很灵活.一个单例类的注册表会让我们在运行期指定一个单例类.

使用注册表
使用一个单例类注册表可以:

在运行期指定单例类

防止产生多个单例类子类的实例
在例8的单例类中,保持了一个通过类名进行注册的单例类注册表:
例8 带注册表的单例类

Java代码 

 收藏代码

  1. import java.util.HashMap;
  2. import org.apache.log4j.Logger;
  3. public class Singleton {
  4.    private static HashMap map = new HashMap();
  5.    private static Logger logger = Logger.getRootLogger();
  6.    protected Singleton() {
  7.       // Exists only to thwart instantiation
  8.    }
  9.    public static synchronized Singleton getInstance(String classname) {
  10.       if(classname == null) throw new IllegalArgumentException("Illegal classname");
  11.          Singleton singleton = (Singleton)map.get(classname);
  12.       if(singleton != null) {
  13.          logger.info("got singleton from map: " + singleton);
  14.          return singleton;
  15.       }
  16.       if(classname.equals("SingeltonSubclass_One"))
  17.             singleton = new SingletonSubclass_One();
  18.          else if(classname.equals("SingeltonSubclass_Two"))
  19.             singleton = new SingletonSubclass_Two();
  20.       map.put(classname, singleton);
  21.       logger.info("created singleton: " + singleton);
  22.       return singleton;
  23.    }
  24.    // Assume functionality follows that's attractive to inherit
  25. }

这段代码的基类首先创建出子类的实例,然后把它们存储在一个Map中。但是基类却得付出很高的代价因为你必须为每一个子类替换它的getInstance()方法。幸运的是我们可以使用反射处理这个问题。

使用反射

在例9的带注册表的单例类中,使用反射来实例化一个特殊的类的对象。与例8相对的是通过这种实现,Singleton.getInstance()方法不需要在每个被实现的子类中重写了。
例9 使用反射实例化单例类



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