1.HashMap底层实现原理及Dubbo
2.《深潜Dubbo》· HashedWheelTimer定时轮算法

HashMap底层实现原理及Dubbo

       一、算公式源实战学习内容

       1. Java中HashMap的源码底层实现原理

       1) HashMap的数据结构

       JDK1.8以前 HashMap 的实现是 数组加链表

       JDK1.8开始 HashMap 的实现是 数组加链表加红黑树

       HashMap中有两个常量：

       当链表中节点数量大于等于TREEIFY_THRESHOLD时，链表会转成红黑树。分析

       当链表中节点数量小于等于UNTREEIFY_THRESHOLD时，算公式源实战红黑树会转成链表。源码

       2) HashMap的分析csr8635源码三个构造函数

       HashMap()：构造一个具有默认初始容量 () 和默认加载因子 (0.) 的空 HashMap。

       HashMap(int initialCapacity)：构造一个带指定初始容量和默认加载因子 (0.) 的算公式源实战空 HashMap。

       HashMap(int initialCapacity,源码 float loadFactor)：构造一个带指定初始容量和加载因子的空 HashMap。

       关于构造器中的分析参数：

       initialCapacity：初始容量，初始容量数值没有存起来，算公式源实战而且使用它计算阀值threshold。源码计算方法就是分析返回大于initialCapacity且最接近initialCapacity的一个2的正数幂的数字作为初始阀值。

       capacity：容量。算公式源实战capacity就是源码指HashMap中桶的数量。默认值为。分析一般第一次扩容时会扩容到，之后都是以2的幂数增加。

       loadFactor：装载因子，用来衡量HashMap满的程度，加载因子越大,填满的元素越多,空间利用率越高。loadFactor的默认值为0.f。计算HashMap的实时装载因子的方法为size/capacity。

       threshold：阀值，xp 源码满足公式threshold=loadFactor*capacity。当HashMap的size大于threshold时会执行扩容（resize）操作。

       3) HashMap的工作原理

       HashMap基于hashing原理，我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。

       当两个不同的键对象的hashcode相同时它们会储存在同一个bucket位置的链表中。键对象的equals()方法用来找到键值对。

       2. 学习框架dubbo

       1) zookeeper的安装以及配置

       安装教程： my.oschina.net/langwang...

       2) 几种架构：

       单一应用架构：

       背景：网站流量很小，只需一个应用将所有功能部署在一起，减少部署节点和成本。

       此时，用于简化增删改查工作量的数据访问框架（ORM）是关键

       垂直应用架构:

       背景：访问量逐渐增大，通过将应用拆分成互不相干的executeBatch源码几个应用以提升效率。

       此时，用于加速前端页面开发的Web框架（MVC）是关键

       分布式服务架构：

       背景：垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来作为独立的 服务，成为稳定的服务中心，使得前端应用能更快速地响应多变的市场需求。

       此时，用于提高业务复用及整合的分布式服务框架（RPC）是关键

       流动计算架构：

       背景：服务越来越多，显现出小服务资源的浪费等问题，需要增加一个调度中心基 于访问压力实时管理集群容量，提高集群利用率

       此时，用于提高机器利用率的资源调度和治理中心（SOA）是关键

       3) 什么是dubbo？它做些什么

       Dubbo :Dubbo是阿里旗下的一个弹性的分布式服务框架，致力于提供高性能和 透明化的RPC远程服务调用方案，以及SOA服务治理方案。

       作为RPC:支持各种传输协议

       作为SOA:具有服务治理功能，提供服务的注册和发现！用zookeeper实现注册中 心！

       4) 描述一个服务从发布到被消费的详细过程：

       一个服务的发布暴露过程：

       首先设置一个项目的别名，然后是定义注册中心和设定传输协议，之后定义服务名， 服务接口以jar形式导入到provider。一个服务发布暴露首先由spring的kubeapiserver源码spacehander 把相关的xml或者注解全部转化为springBean,之后通过ServiceConfig.exerp()方法 把bean传化为传输所需的url和参数注册到注册中心，发布后provder端的 ref(helloImpl)通过protocl(传输协议，如dubboprotocl,hessionprotocl)转化为Invoker 对象，即调用信息，包括类，方法，参数等等，再通过proxy操作（代理）如jdkproxy 代理转为为Exporter对象，以上就是整个的服务暴露过程。

       消费过程：

       一个Renfence类，通过RenfenceConfig的init 调用proxy的refer方法生产一个 invoker,invoker再通过proctol转化成具体的ref(hello),进行消费

       首先 ReferenceConfig 类的 init 方法调用 Protocol 的 refer 方法生成 Invoker 实 例(如上图中的红色部分)，这是服务消费的关键。接下来把 Invoker 转换为客户端 需要的接口(如：HelloWorld)

       5) dubbo调用流程

       首先介绍dubbo中的几个角色：

       服务提供者（Provider）、服务消费者（Consumer）、注册中心（ Registry）、监控中 心（Monitor）

       具体的调用流程：

       0. 服务容器负责启动、加载，运行Provider。

       1. Provider在启动时，向Registry注册自己提供的服务，Registry缓存服务列表，并建立长连接心跳检测。

       2. Consumer在启动时，sdio源码向Registry订阅自己所需的服务，并建立长连接心跳检测。

       3. Registry返回服务提供者地址列表给Consumer并缓存，如果服务有变更，Registry将基于长连接推送变更数据给Consumer并更新。

       4. Consumer在使用服务时，基于软负载均衡算法，从提供者地址列表中，选一台Provider进行调用，如果调用失败，则切换到另一台调用。

       5. Consumer和Provider，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到Monitor。

       6) 创建一个dubbo demo，并且成功运行

       代码结构：

       3. 其他内容

       重新配置电脑开发环境

       二、存在的问题

       1. 问题解决记录

       1) 安装zookeeper报错:JAVA_HOME is not set

       主要原因：zookeeper在启动服务端的时候回基于Java环境启动，所以在启动的时候会检测jdk是否安装，在zkservice启动的时候会找%JAVA_HOME%\bin\java.jar 进行java基础环境的启动。在zkEvn文件里有JAVA_HOME的验证，本身我已经设置了JAVA_HOME这个变量，但是在验证的时候没有获取到，所以解决的办法就是手动设置，在zkEvn.cmd文件中添加下面的语句

       详细解决办法： cnblogs.com/china-baizh...

       2. 未解决问题

       对dubbo一个服务的发布暴露过程以及消费过程的细节部分不理解

       三、明天学习计划

       1. 开始算法部分的学习（算法设计中的五大常用算法）

       2. 对前面近五天的内容进行回顾和总结，设计数据库

《深潜Dubbo》· HashedWheelTimer定时轮算法

       HashedWheelTimer定时轮算法被广泛应用，包括netty、dubbo乃至操作系统Linux，主要用于管理及维护大量Timer调度算法。

       HashedWheelTimer呈环形结构，类似时钟，分为众多槽位，每个槽位代表一个时间间隔，存储定时任务的双向链表。指针周期性跳动，到达某个槽位即执行该槽位定时任务。

       定时轮实现中，根据职责不同，分为时钟引擎、时钟槽、定时任务三个主要角色，深入理解其实现，本文将略去具体实现语言的特性。

       定时任务——HashedWheelTimeout在具体实现中扮演双重角色，既是双向链表的节点，也是实际调度任务TimerTask的容器。引擎在滴答运行起始时刻使用&取hash装入对应的时钟槽。

       关键属性包括：next和prev（当前定时任务在链表中的前驱和后继引用）、task（实际被调度的任务）、deadline（时间单位为纳秒，由currentTime + delay - startTime计算得出）、state（定时任务当前所处状态，如INIT、CANCELLED、EXPIRED）。

       HashedWheelTimeout支持的操作有限，如时钟槽——HashedWheelBucket，它是一个用于缓存和管理定时任务的双向链表容器，每个节点即一个定时任务。持有链表的首尾两个节点，可以完成相关操作。

       时钟引擎——HashedWheelTimer有节律地周期性运作，根据当前时钟滴答选定对应时钟槽，从链表头部开始迭代，对每个任务计算是否属于当前时钟周期，属于则执行，否则执行减一操作。

       时钟引擎维持两个缓存定时任务的阻塞队列，一个用于接收外界提交的任务，另一个用于缓存主动取消的任务。引擎需要在滴答开始期间将它们装入对应的时钟槽或从中移除。

       关键属性包括：timeouts和cancelledTimeouts（队列，用于缓存外界提交或取消的任务）、workerState（定时轮当前所处状态，如init、started、shutdown）、startTime（当前定时轮正式开始调度任务的时间）、ticks（滴答，步长为1的单调递增计数）、ticksDuration（滴答时长）、pendingTimeouts（当前定时轮实时任务剩余数）、n（时钟轮槽数）、mask（掩码）。

       引擎内核——Worker，时钟引擎分为对外接口和调度运行两部分，可以想象内核是引擎的心脏起搏器，驱动定时轮运行，完成任务调度。实现上对应一个工作线程。

       内核状态包括：状态机是关键组成部分，因此状态值控制对其至关重要。内核状态由定时轮维护管理，对外提供的接口都要借助它实现。初始时为init状态，当引擎被设计为不可复活时，不存在init/started/shutdown → init这样的迁移过程。

       外部接口包括：start（用于定时轮开启引擎）、stop（完成定时轮引擎的关闭过程，返回未被处理的定时任务）、Timeout newTimeout（用于向引擎提交任务）。

       调度运行：简单而言，就是周期性地执行滴答操作，包括相邻两个滴答周期的开始时间理论上等距，但结束时间会随该周期所需处理任务的数目及时长变化。因此，引擎剩下的休眠时间需要使用特定公式获得。

       定时轮在dubbo中的应用：实际上，定时轮算法并不直接用于等周期性地执行某些提交任务，向其提交的任务只会到期执行一次。但具体应用中，会利用每次任务的执行，调用newTimeout()提交Timer所引用的当前任务，使其在若干单位时间后重新继续执行。

       Dubbo中对定时轮的应用主要体现在以下几个方面：定时轮用单一的线程去管理触发Task的运行，Task执行期间，不能直接抛异常，否则会导致整个定时轮引擎崩溃而使得提交的后续任务无法执行。

       周期任务：在dubbo中，每个连接被表征为一个Channel通道，dubbo节点间建立连接相互通信，单个节点需要维护和多个连入节点的连接。基本的步骤如下：

       失败重试：网络情况的复杂多变性使得一件原本在单机上很轻易的事情，在分布式应用中，为确保某类型的操作能发生可能需要重试多次。