JVM 性能调优 - JVM 参数基础(2)

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$ java -version
java version "1.8.0_151"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_151-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)

查看 Java 帮助文档

$ java -help
用法: java [-options] class [args...]
           (执行类)
   或  java [-options] -jar jarfile [args...]
           (执行 jar 文件)
其中选项包括:
    -d32          使用 32 位数据模型 (如果可用)
    -d64          使用 64 位数据模型 (如果可用)
    -server       选择 "server" VM
                  默认 VM 是 server.

    -cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
    -classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
                  用 ; 分隔的目录, JAR 档案
                  和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
    -D<名称>=<值>
    -ea[:<packagename>...|:<classname>]
    -enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  按指定的粒度启用断言
    -da[:<packagename>...|:<classname>]
    -disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  禁用具有指定粒度的断言
    -esa | -enablesystemassertions
                  启用系统断言
    -dsa | -disablesystemassertions
                  禁用系统断言
    -agentlib:<libname>[=<选项>]
                  加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
                  另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
    -agentpath:<pathname>[=<选项>]
                  按完整路径名加载本机代理库
    -javaagent:<jarpath>[=<选项>]
                  加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
    -splash:<imagepath>
                  使用指定的图像显示启动屏幕
有关详细信息, 请参阅 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html。

查看 JDK 版本和帮助文档

$ java -showversion
java version "1.8.0_151"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_151-b12)           
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)

用法: java [-options] class [args...]          
           (执行类)                            
   或  java [-options] -jar jarfile [args...]  
           (执行 jar 文件)                     
其中选项包括:                                  
    -d32          使用 32 位数据模型 (如果可用)
    -d64          使用 64 位数据模型 (如果可用)
    -server       选择 "server" VM             
                  默认 VM 是 server.           

    -cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
    -classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
                  用 ; 分隔的目录, JAR 档案
                  和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
    -D<名称>=<值>
                  设置系统属性
    -verbose:[class|gc|jni]
                  启用详细输出
    -version      输出产品版本并退出
    -version:<值>
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  需要指定的版本才能运行
    -showversion  输出产品版本并继续
    -jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE
    -? -help      输出此帮助消息
    -X            输出非标准选项的帮助
    -ea[:<packagename>...|:<classname>]
    -enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  按指定的粒度启用断言
    -da[:<packagename>...|:<classname>]
    -disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  禁用具有指定粒度的断言
    -esa | -enablesystemassertions
                  启用系统断言
    -dsa | -disablesystemassertions
                  禁用系统断言
    -agentlib:<libname>[=<选项>]
                  加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
                  另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
    -agentpath:<pathname>[=<选项>]
                  按完整路径名加载本机代理库
    -javaagent:<jarpath>[=<选项>]
                  加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
    -splash:<imagepath>
                  使用指定的图像显示启动屏幕
有关详细信息, 请参阅 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html。

JVM 参数规则

当我们运行一个 java 程序的时候，通常都是 java -jar xxx.jar 的命令，也会根据实际情况配置一些运营参数

$ ps -ef | grep 2144945
root     2144945       1  0 Jan15 ?        01:44:21 /usr/lib/jvm/jre-1.8.0-openjdk-1.8.0.312.b07-2.el8_5.x86_64/bin/java -Dproc_nodemanager -Djava.net.preferIPv4Stack=true -Dsun.security.krb5.debug=true -Dsun.security.spnego.debug -Djava.library.path=/opt/hadoop/lib/native -Dcom.sun.management.jmxremote.port=7774 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -XX:+UseParallelGC -Dyarn.log.dir=/opt/hadoop/logs -Dyarn.log.file=hadoop-root-nodemanager-LOCAL-VM-337.log -Dyarn.home.dir=/opt/hadoop -Dyarn.root.logger=INFO,console -Dhadoop.log.dir=/opt/hadoop/logs -Dhadoop.log.file=hadoop-root-nodemanager-LOCAL-VM-337.log -Dhadoop.home.dir=/opt/hadoop -Dhadoop.id.str=root -Dhadoop.root.logger=INFO,RFA -Dhadoop.policy.file=hadoop-policy.xml -Dhadoop.security.logger=INFO,NullAppender org.apache.hadoop.yarn.server.nodemanager.NodeManager

这些参数可以分为四类：

  • 以 - 开头的标准参数。所有 JVM 都支持，且向后兼容。

如 -verbose:gc、-server

  • 以 -X 开头的非标准参数，绝大多数都是用于控制 JVM 的参数。

如 -Xmx2G、-Xms2G

  • 以 -XX 开头的非稳定参数，专门用于控制 JVM 行为的参数。

如 -XX:PrintGCDetails、-XX:+UseParNewGC

  • 以 -D 开头的系统参数(也可以是自定义参数)，在程序中可以通过 System.setProperty(key, value) 进行设置，以及通过 System.getProperty(key) 进行获取。

如 -Dfile.encoding=UTF-8、-Dlog.path=/data/log/

下面我们主要介绍 -X 和 -XX 参数。

-X 非标准参数的使用

在这里，先简单介绍下 JVM 常用的编译模式：

  1. 解释模式（Interpreted Mode）：在解释模式下，JVM会逐行解释Java字节码并执行。这种模式下的代码执行速度较慢，因为每次执行都需要解释字节码。

  2. 即时编译模式（Just-In-Time Compilation Mode，JIT）：在即时编译模式下，JVM会将热点代码（经常执行的代码）编译成本地机器代码，以提高执行速度。JIT编译器会根据运行时的性能数据进行优化，以提高代码的执行效率。

  3. 混合模式（Mixed Mode）：混合模式是解释模式和即时编译模式的结合。在初始阶段，JVM会使用解释模式执行代码，同时收集运行时的性能数据。当代码被判定为热点代码时，JVM会将其编译成本地机器代码，并在后续执行中使用即时编译模式。

  4. AOT编译模式（Ahead-Of-Time Compilation Mode）：AOT编译模式是在应用程序部署之前将Java字节码编译成本地机器代码。这种模式可以提高应用程序的启动速度和整体性能，但会增加部署和维护的复杂性。

下面，我们通过 java -version 命令查看 JDK 版本信息

通过截图可知，我们的编译模式为 mixed mode（混合模式，默认）。

修改编译模式为解释执行模式：

修改编译模式为编译模式：

修改编译模式为混合模式：

对于不同编译模式的耗时情况，可以通过以下实验进行验证

package com.test;

public class TestCompileMode {
    public static void main(String[] args) {
        Long start = System.currentTimeMillis();
        for(int i =0; i < 100000; i++) {
        }
        Long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("cost: " + (end - start) + " ms");
    }
}

$ java -Xint com.test.TestCompileMode
cost: 1 ms

$ java -Xcomp com.test.TestCompileMode
cost: 3 ms

$ java -Xmixed com.test.TestCompileMode
cost: 0 ms

-XX 非稳定参数的使用

查看 XX 配置项所有参数及其默认值

$ java -XX:+PrintFlagsInitial | head -n 10
[Global flags]
    uintx AdaptiveSizeDecrementScaleFactor          = 4                                   {product}
    uintx AdaptiveSizeMajorGCDecayTimeScale         = 10                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePausePolicy                   = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyCollectionCostMargin    = 50                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyInitializingSteps       = 20                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyOutputInterval          = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyWeight                  = 10                                  {product}
    uintx AdaptiveSizeThroughPutPolicy              = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveTimeWeight                        = 25                                  {product}

由于非State参数非常的多，因此这里就不列出所有参数进行讲解。只介绍我们比较常用的。

Java HotSpot VM 中 -XX 的按照功能可以被松散的聚合成三类：

  • 行为参数（Behavioral Options）：用于改变jvm的一些基础行为；
  • 性能调优（Performance Tuning）：用于jvm的性能调优；
  • 调试参数（Debugging Options）：一般用于打开跟踪、打印、输出等jvm参数，用于显示jvm更加详细的信息；

行为参数(功能开关)

-XX:-DisableExplicitGC  禁止调用System.gc()；但jvm的gc仍然有效
-XX:+MaxFDLimit 最大化文件描述符的数量限制
-XX:+ScavengeBeforeFullGC   新生代GC优先于Full GC执行
-XX:+UseGCOverheadLimit 在抛出OOM之前限制jvm耗费在GC上的时间比例
-XX:-UseConcMarkSweepGC 对老生代采用并发标记交换算法进行GC
-XX:-UseParallelGC  启用并行GC
-XX:-UseParallelOldGC   对Full GC启用并行，当-XX:-UseParallelGC启用时该项自动启用
-XX:-UseSerialGC    启用串行GC
-XX:+UseThreadPriorities    启用本地线程优先级 

性能调优

-XX:LargePageSizeInBytes=4m 设置用于Java堆的大页面尺寸
-XX:MaxHeapFreeRatio=70 GC后java堆中空闲量占的最大比例
-XX:MaxNewSize=size 新生成对象能占用内存的最大值
-XX:MaxPermSize=64m 老生代对象能占用内存的最大值
-XX:MinHeapFreeRatio=40 GC后java堆中空闲量占的最小比例
-XX:NewRatio=2  新生代内存容量与老生代内存容量的比例
-XX:NewSize=2.125m  新生代对象生成时占用内存的默认值
-XX:ReservedCodeCacheSize=32m   保留代码占用的内存容量
-XX:ThreadStackSize=512 设置线程栈大小，若为0则使用系统默认值
-XX:+UseLargePages  使用大页面内存

调试参数

-XX:-CITime 打印消耗在JIT编译的时间
-XX:ErrorFile=./hs_err_pid<pid>.log 保存错误日志或者数据到文件中
-XX:-ExtendedDTraceProbes   开启solaris特有的dtrace探针
-XX:HeapDumpPath=./java_pid<pid>.hprof  指定导出堆信息时的路径或文件名
-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError 当首次遭遇OOM时导出此时堆中相关信息
-XX:OnError="<cmd args>;<cmd args>" 出现致命ERROR之后运行自定义命令
-XX:OnOutOfMemoryError="<cmd args>;<cmd args>"  当首次遭遇OOM时执行自定义命令
-XX:-PrintClassHistogram    遇到Ctrl-Break后打印类实例的柱状信息，与jmap -histo功能相同
-XX:-PrintConcurrentLocks   遇到Ctrl-Break后打印并发锁的相关信息，与jstack -l功能相同
-XX:-PrintCommandLineFlags  打印在命令行中出现过的标记
-XX:-PrintCompilation   当一个方法被编译时打印相关信息
-XX:-PrintGC    每次GC时打印相关信息
-XX:-PrintGC Details    每次GC时打印详细信息
-XX:-PrintGCTimeStamps  打印每次GC的时间戳
-XX:-TraceClassLoading  跟踪类的加载信息
-XX:-TraceClassLoadingPreorder  跟踪被引用到的所有类的加载信息
-XX:-TraceClassResolution   跟踪常量池
-XX:-TraceClassUnloading    跟踪类的卸载信息
-XX:-TraceLoaderConstraints 跟踪类加载器约束的相关信息

XX 参数的使用有两种类型，一种是 Boolean 类型，另外一种是键值对类型。

  • Boolean 类型。
    • -XX:+某个属性 或者，-XX:-某个属性。 + 表示开启了这个属性，- 表示关闭了这个属性。
    • 案例：-XX:-PrintGCDetails，表示关闭了 GC 详情输出。同理，-XX:+PrintGCDetails，表示开启了GC详情输出
  • key-value 类型。
    • -XX: key=value。
    • 案例：-XX: MetaspaceSize=20000，设置 Java 元空间的值为 20000。

查看程序是否开启了某个参数

package com.test;

public class TestCompileMode {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("Hello, World!");
        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
    }
}

【关闭验证】

运行 TestCompileMode

java com.test.TestCompileMode

使用 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool) 命令查看进程ID

$ jps -l
27392 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
17240
22088 sun.tools.jps.Jps
21740 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
25548 com.test.TestCompileMode

查看程序是否开启了 PrintGCDetails 参数

$ jinfo -flag PrintGCDetails 25548
-XX:-PrintGCDetails

- 没有关闭，故程序没有开启 PrintGCDetails

【开启验证】

运行 TestCompileMode

java -XX:+PrintGCDetails com.test.TestCompileMode

使用 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool) 命令查看进程ID

$ jps -l
27392 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
23444 com.test.TestCompileMode
17240
25768 sun.tools.jps.Jps
21740 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer

查看程序是否开启了 PrintGCDetails 参数

$ jinfo -flag PrintGCDetails 23444
-XX:+PrintGCDetails

+ 表示开启，故程序开启了 PrintGCDetails

查看元数据空间值

package com.test;

public class TestCompileMode {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("Hello, World!");
        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
    }
}

运行 TestCompileMode

 java com.test.TestCompileMode

查看程序的元数据空间值

$ jps -l
27392 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
23444 com.test.TestCompileMode
17240
25768 sun.tools.jps.Jps
21740 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer

$ jinfo -flag MetaspaceSize 23444
-XX:MetaspaceSize=21807104

设置元数据空间值

java -XX:MetaspaceSize=100m com.test.TestCompileMode

设置堆内内存大小

$ java -XX:InitialHeapSize=50m -XX:MaxHeapSize=100m com.test.TestCompileMode

或者

$ java -Xms50m -Xmx100m com.test.TestCompileMode

默认情况下 -Xms 初始化堆内存为物理内存的 1/64 ，最大堆内存为物理内存 1/4。

查看堆内存参数 

$ jps -l
25920 sun.tools.jps.Jps
27392 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
30532 com.test.TestCompileMode
17240 
21740 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
26748 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher

$ jinfo -flag InitialHeapSize 30532
-XX:InitialHeapSize=52428800

$ jinfo -flag MaxHeapSize 30532
-XX:MaxHeapSize=104857600

查看程序的所有参数值

$ jps -l
27392 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
2804 sun.tools.jps.Jps
30452 com.test.TestCompileMode
17240 
21740 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer

$ jinfo -flags 30452
Attaching to process ID 30452, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.151-b12
Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=4 -XX:InitialHeapSize=52428800 -XX:MaxHeapSize=104857600 -XX:MaxNewSize=34603008 -XX:MinHe
apDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=17301504 -XX:OldSize=35127296 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUno
rderedTimeStamps -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC
Command line:  -Xms50m -Xmx100m

  • Non-Default：表示该参数的值已经被用户手动设置，而不是使用默认值。这意味着该参数的值是通过命令行选项、环境变量或其他方式显式设置的，而不是使用JVM的默认配置。

  • Command Line Flag：表示该参数是通过命令行选项来设置的。

查看 JVM 当前所有 XX 配置项

$ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | head -n 10
[Global flags]
    uintx AdaptiveSizeDecrementScaleFactor          = 4                                   {product}
    uintx AdaptiveSizeMajorGCDecayTimeScale         = 10                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePausePolicy                   = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyCollectionCostMargin    = 50                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyInitializingSteps       = 20                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyOutputInterval          = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyWeight                  = 10                                  {product}
    uintx AdaptiveSizeThroughPutPolicy              = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveTimeWeight                        = 25                                  {product}
java version "1.8.0_151"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_151-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)

Global flags：全局参数，如果自定义修改了某个应用的参数，并不会修改全局参数。

查看 InitialHeapSize 默认值和当前配置的值

$ java -XX:+PrintFlagsInitial -version | grep InitialHeapSize
    uintx InitialHeapSize                           = 0                                   {product}

$ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep InitialHeapSize
    uintx InitialHeapSize                          := 400556032                           {product}
java version "1.8.0_151"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_151-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)

查看 MaxHeapSize 默认值和当前配置的值

$ java -XX:+PrintFlagsInitial -version | grep MaxHeapSize
    uintx MaxHeapSize                               = 130862280                           {product}

$ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep MaxHeapSize
    uintx MaxHeapSize                              := 2111832064                          {product}
java version "1.8.0_151"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_151-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)
 

查看 JVM 自动配置的或者用户手动设置的 XX 选项（非应用程序的）

$ java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=400412928 -XX:MaxHeapSize=6406606848 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompresse
dOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC
java version "1.8.0_151"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_151-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)

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Netty核心原理与基础实战（二）——详解Bootstrap

Netty核心原理与基础实战（二）——详解Bootstrap

接上篇&#xff1a;Netty核心原理与基础实战&#xff08;一&#xff09; 1 Bootstrap基础概念 Bootstrap类是Netty提供的一个便利的工厂类&#xff0c;可以通过它来完成Netty的客户端或服务端的Netty组件的组装&#xff0c;以及Netty程序的初始化和启动执行。Netty的官方解释是…
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Google MobileDiffusion: 移动端设备上的快速文字到图片生成技术

Google MobileDiffusion: 移动端设备上的快速文字到图片生成技术

每周跟踪AI热点新闻动向和震撼发展 想要探索生成式人工智能的前沿进展吗&#xff1f;订阅我们的简报&#xff0c;深入解析最新的技术突破、实际应用案例和未来的趋势。与全球数同行一同&#xff0c;从行业内部的深度分析和实用指南中受益。不要错过这个机会&#xff0c;成为AI领…
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腌腊食品污废水处理需要哪些工艺设备

腌腊食品污废水处理需要哪些工艺设备

腌腊食品行业在加工过程中产生的污废水处理是一个关键的环境保护问题。为了确保生产过程中的环境友好和可持续性发展&#xff0c;腌腊食品污废水处理需要采用一系列的工艺设备。下面将介绍一些常用的工艺设备&#xff0c;以供参考。 首先&#xff0c;腌腊食品污废水处理中常用的…
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缩略图保持加密（TPE）论文

缩略图保持加密（TPE）论文

文献： R.Zhao,Y.Zhang,Y.Nan,W.Wen,X.Chai,andR. Lan, “Primitively visually meaningful image encryption: A new paradigm,” Inf. Sci. (Ny), Vol. 613, pp. 628–48, 2022. DOI: 10.1016/j.ins.2022.08.027. (1) 第1行：原始图像 第2行：加密图像 加密的目标： 原始…
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如何使用 Bard 中的画图功能

如何使用 Bard 中的画图功能

Bard 是 Google AI 推出的大型语言模型&#xff0c;它不仅可以生成文本、翻译语言&#xff0c;还可以根据您的描述生成图像。这篇文章将介绍如何使用 Bard 中的画图功能。 步骤 1&#xff1a;打开 Bard 首先&#xff0c;您需要打开 Bard。您可以访问 bard.google.com: https:…
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【保姆级教程|YOLOv8改进】【5】精度与速度双提升，使用FasterNet替换主干网络

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《博主简介》 小伙伴们好&#xff0c;我是阿旭。专注于人工智能、AIGC、python、计算机视觉相关分享研究。 ✌更多学习资源&#xff0c;可关注公-仲-hao:【阿旭算法与机器学习】&#xff0c;共同学习交流~ &#x1f44d;感谢小伙伴们点赞、关注&#xff01; 《------往期经典推…
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jquery生成多个滑块，并对每个滑块做处理

jquery生成多个滑块，并对每个滑块做处理

基础滑块可以参考上一篇 eval(newThree).map((item, index) > { <div id"${uniqueId}" data-value"${item.text}" class"slider2"></div>$(document).ready(function () {for (let i 0; i < sliders.length; i)…
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服务器和CDN推荐

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简介 陆云Roovps是一家成立于2021年的主机服务商&#xff0c;主要业务是销售美国服务器、香港服务器及国外湖北十堰高防服务器&#xff0c;还有相关CDN产品。&#xff08; 地址&#xff1a;roovps&#xff09; 一、相关产品
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C++多线程：this_thread 命名空间

C++多线程：this_thread 命名空间

std::this_thread 是 C 标准库中提供的一个命名空间&#xff0c;它包含了与当前线程相关的功能。这个命名空间提供了许多与线程操作相关的工具&#xff0c;使得在多线程环境中更容易进行编程。 源码类似于如下&#xff1a; namespace std{namespace this_thread{//...........…
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详解Redis哨兵模式下，主节点掉线而重新选取主节点的流程

详解Redis哨兵模式下，主节点掉线而重新选取主节点的流程

⭐最核心的结论&#xff1a;所谓选举的过程不是直接选出新的主节点&#xff0c;而是先在哨兵节点中选出 leader &#xff0c;再由 leader 负责后续主节点的指定。 假定当前环境&#xff1a; 三个哨兵(sentenal1, sentenal2, sentenal3)一个主节点(redis-master)两个从节点(red…
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