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2022-12-12
Linux进程是如何创建出来的?
在 Linux 中,进程是我们非常熟悉的东东了,哪怕是只写过一天代码的人也都用过它。但是你确定它不是你最熟悉的陌生人?我们今天通过深度剖析进程的创建过程,帮助你提高对进程的理解深度。在这篇文章中,我会用 Nginx 创建 worker 进程的例子作为引入,然后带大家了解一些进程的数据结构 task_struct,最后再带大家看一下 fork 执行的过程。学习完本文,你将深度理解进程中的那些关键要素,诸如进程地址空间、当前目录、父子进程关系、进程打开的文件 fd 表、进程命名空间等。也能学习到内核在保存已经使用的 pid 号时是如何优化内存占用的。我们展开今天的拆解!一、Nginx 之 fork 创建 worker在 Linux 进程的创建中,最核心的就是 fork 系统调用。不过我们先不着急介绍它,先拿多进程服务中的一个经典例子 - Nginx,来看看他是如何使用 fork 来创建 worker 的。Nginx 服务采用的是多进程方式来工作的,它启动的时候会创建若干个 worker 进程出来,来响应和处理用户请求。创建 worker 子进程的源码位于 nginx 源码的 src/os/unix/ngx_process_cycle.c 文件中。通过循环调用 ngx_spawn_process 来创建 n 个 worker 出来。//file:src/os/unix/ngx_process_cycle.c static void ngx_start_worker_processes(...) { ... for (i = 0; i < n; i++) { ngx_spawn_process(cycle, ngx_worker_process_cycle, (void *) (intptr_t) i, "worker process", type); ... } }我们在来看下负责具体进程创建的 ngx_spawn_process 函数。//file: src/os/unix/ngx_process.c ngx_pid_t ngx_spawn_process(ngx_cycle_t *cycle, ngx_spawn_proc_pt proc,...) { pid = fork(); switch (pid) { case -1: //出错了 ... case 0: //子进程创建成功 ... proc(cycle, data); break; } ... }在 ngx_spawn_process 中调用 fork 来创建进程,创建成功后 Worker 进程就将进入自己的入口函数中开始工作了。二、Linux 中对进程的表示在深入理解进程创建之前,我们先来看一下进程的数据结构。在 Linux 中,是用一个 task_struct 来实现 Linux 进程的(其实 Linux 线程也同样是用 task_struct 来表示的,这个我们以后文章单独再说)。我们来看看 task_struct 具体的定义,它位于 include/linux/sched.h//file:include/linux/sched.h struct task_struct { //2.1 进程状态 volatile long state; //2.2 进程线程的pid pid_t pid; pid_t tgid; //2.3 进程树关系:父进程、子进程、兄弟进程 struct task_struct __rcu *parent; struct list_head children; struct list_head sibling; struct task_struct *group_leader; //2.4 进程调度优先级 int prio, static_prio, normal_prio; unsigned int rt_priority; //2.5 进程地址空间 struct mm_struct *mm, *active_mm; //2.6 进程文件系统信息(当前目录等) struct fs_struct *fs; //2.7 进程打开的文件信息 struct files_struct *files; //2.8 namespaces struct nsproxy *nsproxy; }2.1 进程线程状态进程线程都是有状态的,它的状态就保存在 state 字段中。常见的状态中 TASK_RUNNING 表示进程线程处于就绪状态或者是正在执行。TASK_INTERRUPTIBLE 表示进程线程进入了阻塞状态。一个任务(进程或线程)刚创建出来的时候是 TASK_RUNNING 就绪状态,等待调度器的调度。调度器执行 schedule 后,任务获得 CPU 后进入 执行进行运行。当需要等待某个事件的时候,例如阻塞式 read 某个 socket 上的数据,但是数据还没有到达的时候,任务进入 TASK_INTERRUPTIBLE 或 TASK_UNINTERRUPTIBLE 状态,任务被阻塞掉。当等待的事件到达以后,例如 socket 上的数据到达了。内核在收到数据后会查看 socket 上阻塞的等待任务队列,然后将之唤醒,使得任务重新进入 TASK_RUNNING 就绪状态。任务如此往复地在各个状态之间循环,直到退出。一个任务(进程或线程)的大概状态流转图如下。全部的状态值在 include/linux/sched.h 中进行了定义。//file:include/linux/sched.h #define TASK_RUNNING 0 #define TASK_INTERRUPTIBLE 1 #define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2 #define __TASK_STOPPED 4 #define __TASK_TRACED 8 ... #define TASK_DEAD 64 #define TASK_WAKEKILL 128 #define TASK_WAKING 256 #define TASK_PARKED 512 #define TASK_STATE_MAX 1024 ......2.2 进程 ID我们知道,每一个进程都有一个进程 id 的概念。在 task_struct 中有两个相关的字段,分别是 pid 和 tgid。//file:include/linux/sched.h struct task_struct { ...... pid_t pid; pid_t tgid; }其中 pid 是 Linux 为了标识每一个进程而分配给它们的唯一号码,称做进程 ID 号,简称 PID。对于没有创建线程的进程(只包含一个主线程)来说,这个 pid 就是进程的 PID,tgid 和 pid 是相同的。2.3 进程树关系在 Linux 下所有的进程都是通过一棵树来管理的。在操作系统启动的时候,会创建 init 进程,接下来所有的进程都是由这个进程直接或者间接创建的的。通过 pstree 命令可以查看你当前服务器上的进程树信息。init-+-atd |-cron |-db2fmcd |-db2syscr-+-db2fmp---4*[{db2fmp}] | |-db2fmp---3*[{db2fmp}] | |-db2sysc---13*[{db2sysc}] | |-3*[db2syscr] | |-db2vend | `-{db2syscr} |-dbus-daemon那么,这棵进程树就是由 task_struct 下的 parent、children、sibling 等字段来表示的。这几个字段将系统中的所有 task 串成了一棵树。2.4 进程调度优先级在 task_struct 中有几个字段是表示进程优先级的,在进程调度的时候会根据这几个字段来决定优先让哪个任务(进程或线程)开始执行。static_prio: 用来保存静态优先级,可以调用 nice 系统直接来修改取值范围为 100~139rt_priority: 用来保存实时优先级,取值范围为 0~99prio: 用来保存动态优先级normal_prio: 它的值取决于静态优先级和调度策略2.5 进程地址空间对于用户进程来讲,内存描述符 mm_struct( mm 代表的是 memory descriptor)是非常核心的数据结构。整个进程的虚拟地址空间部分都是由它来表示的。进程在运行的时候,在用户态其所需要的代码,全局变量数据,以及 mmap 内存映射等全部都是通过 mm_struct 来进行内存查找和寻址的。这个数据结构的定义位于 include/linux/mm_types.h 文件下。//file:include/linux/mm_types.h struct mm_struct { struct vm_area_struct * mmap; /* list of VMAs */ struct rb_root mm_rb; unsigned long mmap_base; /* base of mmap area */ unsigned long task_size; /* size of task vm space */ unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data; unsigned long start_brk, brk, start_stack; unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end; }其中 start_code、end_code 分别指向代码段的开始与结尾、start_data 和 end_data 共同决定数据段的区域、start_brk 和 brk 中间是堆内存的位置、start_stack 是用户态堆栈的起始地址。整个 mm_struct 和地址空间、页表、物理内存的关系如下图。在内核内存区域,可以通过直接计算得出物理内存地址,并不需要复杂的页表计算。而且最重要的是所有内核进程、以及用户进程的内核态,这部分内存都是共享的。另外要注意的是,mm(mm_struct)表示的是虚拟地址空间。而对于内核线程来说,是没有用户态的虚拟地址空间的。所以内核线程的 mm 的值是 null。2.6 进程文件系统信息(当前目录等)进程的文件位置等信息是由 fs_struct 来描述的,它的定义位于 include/linux/fs_struct.h 文件中。//file:include/linux/fs_struct.h struct fs_struct { ... struct path root, pwd; }; //file:include/linux/path.h struct path { struct vfsmount *mnt; struct dentry *dentry; };通过以上代码可以看出,在 fs_struct 中包含了两个 path 对象,而每个 path 中都指向了一个 struct dentry。在 Linux 内核中,denty 结构是对一个目录项的描述。拿 pwd 来举例,该指针指向的是进程当前目录所处的 denty 目录项。假如我们在 shell 进程中执行 pwd,或者用户进程查找当前目录下的配置文件的时候,都是通过访问 pwd 这个对象,进而找到当前目录的 denty 的。2.7 进程打开的文件信息每个进程用一个 files_struct 结构来记录文件描述符的使用情况, 这个 files_struct 结构称为用户打开文件表。它的定义位于 include/linux/fdtable.h。{callout color="#fa0000"}注意:这里用的内核源码一直是 3.10.0, 不同版本的源码这里稍微可能有些出入。{/callout}//file:include/linux/fdtable.h struct files_struct { ...... //下一个要分配的文件句柄号 int next_fd; //fdtable struct fdtable __rcu *fdt; } struct fdtable { //当前的文件数组 struct file __rcu **fd; ...... };在 files_struct 中,最重要的是在 fdtable 中包含的 file **fd 这个数组。这个数组的下标就是文件描述符,其中 0、1、2 三个描述符总是默认分配给标准输入、标准输出和标准错误。这就是你在 shell 命令中经常看到的 2>&1 的由来。这几个字符的含义就是把标准错误也一并打到标准输出中来。在数组元素中记录了当前进程打开的每一个文件的指针。这个文件是 Linux 中抽象的文件,可能是真的磁盘上的文件,也可能是一个 socket。2.8 namespaces在 Linux 中,namespace 是用来隔离内核资源的方式。通过 namespace 可以让一些进程只能看到与自己相关的一部分资源,而另外一些进程也只能看到与它们自己相关的资源,这两拨进程根本就感觉不到对方的存在。具体的实现方式是把一个或多个进程的相关资源指定在同一个 namespace 中,而进程究竟是属于哪个 namespace,都是在 task_struct 中由 *nsproxy 指针表明了这个归属关系。//file:include/linux/nsproxy.h struct nsproxy { atomic_t count; struct uts_namespace *uts_ns; struct ipc_namespace *ipc_ns; struct mnt_namespace *mnt_ns; struct pid_namespace *pid_ns; struct net *net_ns; };命名空间包括PID命名空间、挂载点命名空间、网络命名空间等多个。在这篇文章《动手实验+源码分析,彻底弄懂Linux网络命名空间》这一文中详细介绍过网络命名空间,感兴趣的同学可以详细阅读。三、解密 fork 系统调用前面我们看了 Nginx 使用 fork 来创建 worker 进程,也了解了进程的数据结构 task_struct ,我们再来看看 fork 系统调用的内部逻辑。这个 fork 在内核中是以一个系统调用来实现的,它的内核入口是在 kernel/fork.c 下。//file:kernel/fork.c SYSCALL_DEFINE0(fork) { return do_fork(SIGCHLD, 0, 0, NULL, NULL); }这里注意下调用 do_fork 时传入的第一个参数,这个参数是一个 flag 选项。它可以传入的值包括 CLONE_VM、CLONE_FS 和 CLONE_FILES 等等很多,但是这里只传了一个 SIGCHLD(子进程在终止后发送 SIGCHLD 信号通知父进程),并没有传 CLONE_FS 等其它 flag。//file:include/uapi/linux/sched.h //cloning flags: ... #define CLONE_VM 0x00000100 #define CLONE_FS 0x00000200 #define CLONE_FILES 0x00000400 ...在 do_fork 的实现中,核心是一个 copy_process 函数,它以拷贝父进程的方式来生成一个新的 task_struct 出来。//file:kernel/fork.c long do_fork(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start, unsigned long stack_size, int __user *parent_tidptr, int __user *child_tidptr) { //复制一个 task_struct 出来 struct task_struct *p; p = copy_process(clone_flags, stack_start, stack_size, child_tidptr, NULL, trace); //子任务加入到就绪队列中去,等待调度器调度 wake_up_new_task(p); ... }在创建完毕后,调用 wake_up_new_task 将新创建的任务添加到就绪队列中,等待调度器调度执行。copy_process 的代码很长,我对其进行了一定程度的精简,参加下面的代码。//file:kernel/fork.c static struct task_struct *copy_process(...) { //3.1 复制进程 task_struct 结构体 struct task_struct *p; p = dup_task_struct(current); ... //3.2 拷贝 files_struct retval = copy_files(clone_flags, p); //3.3 拷贝 fs_struct retval = copy_fs(clone_flags, p); //3.4 拷贝 mm_struct retval = copy_mm(clone_flags, p); //3.5 拷贝进程的命名空间 nsproxy retval = copy_namespaces(clone_flags, p); //3.6 申请 pid && 设置进程号 pid = alloc_pid(p->nsproxy->pid_ns); p->pid = pid_nr(pid); p->tgid = p->pid; if (clone_flags & CLONE_THREAD) p->tgid = current->tgid; ...... }可见,copy_process 先是复制了一个新的 task_struct 出来,然后调用 copy_xxx 系列的函数对 task_struct 中的各种核心对象进行拷贝处理,还申请了 pid。接下来我们分小节来查看该函数的每一个细节。3.1 复制进程 task_struct 结构体注意一下,上面调用 dup_task_struct 时传入的参数是 current,它表示的是当前进程。在 dup_task_struct 里,会申请一个新的 task_struct 内核对象,然后将当前进程复制给它。需要注意的是,这次拷贝只会拷贝 task_struct 结构体本身,它内部包含的 mm_struct 等成员只是复制了指针,仍然指向和 current 相同的对象。我们来简单看下具体的代码。 //file:kernel/fork.c static struct task_struct *dup_task_struct(struct task_struct *orig) { //申请 task_struct 内核对象 tsk = alloc_task_struct_node(node); //复制 task_struct err = arch_dup_task_struct(tsk, orig); ... }其中 alloc_task_struct_node 用于在 slab 内核内存管理区中申请一块内存出来。关于 slab 机制请参考- 内核内存管理//file:kernel/fork.c static struct kmem_cache *task_struct_cachep; static inline struct task_struct *alloc_task_struct_node(int node) { return kmem_cache_alloc_node(task_struct_cachep, GFP_KERNEL, node); }申请完内存后,调用 arch_dup_task_struct 进行内存拷贝。//file:kernel/fork.c int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src) { *dst = *src; return 0; }3.2 拷贝 files_struct由于进程之间都是独立的,所以创建出来的新进程需要拷贝一份独立的 files 成员出来。我们看 copy_files 是如何申请和拷贝 files 成员的。//file:kernel/fork.c static int copy_files(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk) { struct files_struct *oldf, *newf; oldf = current->files; if (clone_flags & CLONE_FILES) { atomic_inc(&oldf->count); goto out; } newf = dup_fd(oldf, &error); tsk->files = newf; ... }看上面代码中判断了是否有 CLONE_FILES 标记,如果有的话就不执行 dup_fd 函数了,增加个引用计数就返回了。前面我们说了,do_fork 被调用时并没有传这个标记。所以还是会执行到 dup_fd 函数://file:fs/file.c struct files_struct *dup_fd(struct files_struct *oldf, ...) { //为新 files_struct 申请内存 struct files_struct *newf; newf = kmem_cache_alloc(files_cachep, GFP_KERNEL); //初始化 & 拷贝 new_fdt->max_fds = NR_OPEN_DEFAULT; ... }这个函数就是到内核中申请一块内存出来,保存 files_struct 使用。然后对新的 files_struct 进行各种初始化和拷贝。至此,新进程有了自己独立的 files 成员了。3.3 拷贝 fs_struct同样,新进程也需要一份独立的文件系统信息 - fs_struct 成员的。我们来看 copy_fs 是如何申请和初始化 fs_struct 的。//file:kernel/fork.c static int copy_fs(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk) { struct fs_struct *fs = current->fs; if (clone_flags & CLONE_FS) { fs->users++; return 0; } tsk->fs = copy_fs_struct(fs); return 0; }在创建进程的时候,没有传递 CLONE_FS 这个标志,所会进入到 copy_fs_struct 函数中申请新的 fs_struct 并进行赋值。//file:fs/fs_struct.c struct fs_struct *copy_fs_struct(struct fs_struct *old) { //申请内存 struct fs_struct *fs = kmem_cache_alloc(fs_cachep, GFP_KERNEL); //赋值 fs->users = 1; fs->root = old->root; fs->pwd = old->pwd; ... return fs; }3.4 拷贝 mm_struct前面我们说过,对于进程来讲,地址空间是一个非常重要的数据结构。而且进程之间地址空间也必须是要隔离的,所以还会新建一个地址空间。创建地址空间的操作是在 copy_mm 中执行的。 //file:kernel/fork.c static int copy_mm(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk) { struct mm_struct *mm, *oldmm; oldmm = current->mm; if (clone_flags & CLONE_VM) { atomic_inc(&oldmm->mm_users); mm = oldmm; goto good_mm; } mm = dup_mm(tsk); good_mm: return 0; }do_fork 被调用时也没有传 CLONE_VM,所以会调用 dup_mm 申请一个新的地址空间出来。//file:kernel/fork.c struct mm_struct *dup_mm(struct task_struct *tsk) { struct mm_struct *mm, *oldmm = current->mm; mm = allocate_mm(); memcpy(mm, oldmm, sizeof(*mm)); ... }在 dup_mm 中,通过 allocate_mm 申请了新的 mm_struct,而且还将当前进程地址空间 current->mm 拷贝到新的 mm_struct 对象里了。地址空间是进程线程最核心的东西,每个进程都有独立的地址空间3.5 拷贝进程的命名空间 nsproxy在创建进程或线程的时候,还可以让内核帮我们创建独立的命名空间。在默认情况下,创建进程没有指定命名空间相关的标记,因此也不会创建。新旧进程仍然复用同一套命名空间对象。3.6 申请pid接下来 copy_process 还会进入 alloc_pid 来为当前任务申请 PID。//file:kernel/fork.c static struct task_struct *copy_process(...) { ... //申请pid pid = alloc_pid(p->nsproxy->pid_ns); //赋值 p->pid = pid_nr(pid); p->tgid = p->pid; ... }注意下,在调用 alloc_pid 的时候,其参数传递的是新进程的 pid namespace。我们来深看一下 alloc_pid 的执行逻辑。//file:kernel/pid.c struct pid *alloc_pid(struct pid_namespace *ns) { //申请 pid 内核对象 pid = kmem_cache_alloc(ns->pid_cachep, GFP_KERNEL); if (!pid) goto out; //调用到alloc_pidmap来分配一个空闲的pid编号 //注意,在每一个命令空间中都需要分配进程号 tmp = ns; pid->level = ns->level; for (i = ns->level; i >= 0; i--) { nr = alloc_pidmap(tmp); pid->numbers[i].nr = nr; ... } ... return pid }这里的 PID 并不是一个整数,而是一个结构体,所以先试用 kmem_cache_alloc 把它申请出来。接下来调用 alloc_pidmap 到 pid 命名空间中申请一个 pid 号出来,申请完后赋值记录。回顾我们开篇提到的一个问题:操作系统是如何记录使用过的进程号的?在 Linux 内部,为了节约内存,进程号是通过 bitmap 来管理的。在每一个 pid 命名空间内部,会有一个或者多个页面来作为 bitmap。其中每一个 bit 位(注意是 bit 位,不是字节)的 0 或者 1 的状态来表示当前序号的 pid 是否被占用。//file:include/linux/pid_namespace.h #define BITS_PER_PAGE (PAGE_SIZE * 8) #define PIDMAP_ENTRIES ((PID_MAX_LIMIT+BITS_PER_PAGE-1)/BITS_PER_PAGE) struct pid_namespace { struct pidmap pidmap[PIDMAP_ENTRIES]; ... }在 alloc_pidmap 中就是以 bit 的方式来遍历整个 bitmap,找到合适的未使用的 bit,将其设置为已使用,然后返回。//file:kernel/pid.c static int alloc_pidmap(struct pid_namespace *pid_ns) { ... map = &pid_ns->pidmap[pid/BITS_PER_PAGE]; }在各种语言中,一般一个 int 都是 4 个字节,换算成 bit 就是 32 bit。而使用这种 bitmap 的思想的话,只需要一个 bit 就可以表示一个整数,相当的节约内存。所以,在很多超大规模数据处理中都会用到这种思想来进行优化内存占用的。3.7 进入就绪队列当 copy_process 执行完毕的时候,表示新进程的一个新的 task_struct 对象就创建出来了。接下来内核会调用 wake_up_new_task 将这个新创建出来的子进程添加到就绪队列中等待调度。//file:kernel/fork.c long do_fork(...) { //复制一个 task_struct 出来 struct task_struct *p; p = copy_process(clone_flags, stack_start, ...); //子任务加入到就绪队列中去,等待调度器调度 wake_up_new_task(p); ... }等操作系统真正调度开始的时候,子进程中的代码就可以真正开始执行了。四、总结在这篇文章中,我用 Nginx 创建 worker 进程的例子作为引入,然后带大家了解一些进程的数据结构 task_struct,最后又带大家看一下 fork 执行的过程。在 fork 创建进程的时候,地址空间 mm_struct、挂载点 fs_struct、打开文件列表 files_struct 都要是独立拥有的,所以都去申请内存并初始化了它们。但由于今天我们的例子父子进程是同一个命名空间,所以 nsproxy 还仍然是共用的。其中 mm_struct 是一个非常核心的数据结构,用户进程的虚拟地址空间就是用它来表示的。对于内核线程来讲,不需要虚拟地址空间,所以 mm 成员的值为 null。另外还学到了内核是用 bitmap 来管理使用和为使用的 pid 号的,这样做的好处是极大地节约了内存开销。而且由于数据存储的足够紧凑,遍历起来也是非常的快。一方面原因是数据小,加载起来快。另外一方面是会加大提高 CPU 缓存的命中率,访问非常快。今天的进程创建过程就学习完了。不过细心的同学可能发现了,我们这里只介绍了子进程的调用。但是对于 Nginx 主进程如何加载起来执行的还没有讲到。我们将来还会展开叙述,敬请期待!
2022年12月12日
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2022-12-12
play() failed because the user didn't interact with the document first
问题:在浏览器加载完毕后,自动播放视频:出现错误 play() failed because the user didn't interact with the document first.解决方法:给video标签加入 静音即可。Chrome 66为了避免标签产生随机噪音。声音无法自动播放这个在IOS/Android上面一直是个惯例,桌面版的Safari在2017年的11版本也宣布禁掉带有声音的多媒体自动播放功能,紧接着在2018年4月份发布的Chrome 66也正式关掉了声音自动播放,也就是说 在桌面版浏览器也将失效。最开始移动端浏览器是完全禁止音视频自动播放的,考虑到了手机的带宽以及对电池的消耗。但是后来又改了,因为浏览器厂商发现网页开发人员可能会使用GIF动态图代替视频实现自动播放,正如IOS文档所说,使用GIF的带宽流量是Video(h264)格式的12倍,而播放性能消耗是2倍,所以这样对用户反而是不利的。又或者是使用Canvas进行hack,如Android Chrome文档提到。因此浏览器厂商放开了对多媒体自动播放的限制,只要具备以下条件就能自动播放:(1)没音频轨道,或者设置了muted属性(2)在视图里面是可见的,要插入到DOM里面并且不是display: none或者visibility: hidden的,没有滑出可视区域。换句话说,只要你不开声音扰民,且对用户可见,就让你自动播放,不需要你去使用GIF的方法进行hack.桌面版的浏览器在近期也使用了这个策略,如升级后的Safari 11的说明:这个策略无疑对视频网站的冲击最大,如在Safari打开tudou的提示:添加了一个设置向导。Chrome的禁止更加人性化,它有一个MEI的策略,这个策略大概是说只要用户在当前网页主动播放过超过7s的音视频(视频窗口不能小于200 x 140),就允许自动播放。对于网页开发人员来说,应当如何有效地规避这个风险呢?Chrome的文档给了一个最佳实践:先把音视频加一个muted的属性就可以自动播放,然后再显示一个声音被关掉的按钮,提示用户点一下打开声音。对于视频来说,确实可以这样处理,而对于音频来说,很多人是监听页面点击事件,只要点一次了就开始播放声音,一般就是播放个背景音乐。但是如果对于有多个声音资源的页面来说如何自动播放多个声音呢?首先,如果用户还没进行交互就调用播放声音的API,Chrome会这么提示: DOMException: play() failed because the user didn't interact with the document first. Safari会这么提示: NotAllowedError: The request is not allowed by the user agent or the platform in the current context, possibly because the user denied permission. Chrome报错提示最为友善,意思是说,用户还没有交互,不能调play。用户的交互包括哪些呢?包括用户触发的touchend, click, doubleclick或者是 keydown事件,在这些事件里面就能调play 所以上面提到很多人是监听整个页面的点击事件进行播放,不管点的哪里,只要点了就行,包括触摸下滑。这种方法只适用于一个声音资源,不适用多个声音,多个声音应该怎么破呢?这里并不是说要和浏览器对着干,“逆天而行”,我们的目的还是为了提升用户体验,因为有些场景如果能自动播放确实比较好,如一些答题的场景,需要听声音进行答题,如果用户在答题的过程中能依次自动播放相应题目的声音,确实比较方便。同时也是讨论声音播放的技术实现。 原生播放视频应该就只能使用video标签,而原生播放音频除了使用audio标签之外,还有另外一个API叫AudioContext,它是能够用来控制声音播放并带了很多丰富的操控接口。调audio.play必须在点击事件里面响应,而使用AudioContext的区别在于只要用户点过页面任何一个地方之后就都能播放了。所以可以用AudioContext取代audio标签播放声音。 我们先用audio.play检测页面是否支持自动播放,以便决定我们播放的时机。1.页面自动播放检测方法很简单,就是创建一个audio元素,给它赋一个src,append到dom里面,然后调用它的play,看是否会抛异常,如果捕获到异常则说明不支持,如下代码所示:function testAutoPlay () { // 返回一个promise以告诉调用者检测结果 return new Promise(resolve => { let audio = document.createElement('audio'); // require一个本地文件,会变成base64格式 audio.src = require('@/assets/empty-audio.mp3'); document.body.appendChild(audio); let autoplay = true; // play返回的是一个promise audio.play().then(() => { // 支持自动播放 autoplay = true; }).catch(err => { // 不支持自动播放 autoplay = false; }).finally(() => { audio.remove(); // 告诉调用者结果 resolve(autoplay); }); }); }这里使用一个空的音频文件,它是一个时间长度为0s的mp3文件,大小只有4kb,并且通过webpack打包成本地的base64格式,所以不用在canplay事件之后才调用play,直接写成同步代码,如果src是一个远程的url,那么就得监听canplay事件,然后在里面play.在告诉调用者结果时,使用Promise resolve的方式,因为play的结果是异步的,并且库函数不推荐使用await.2. 监听页面交互点击如果当前页面能够自动播放,那么可以毫无顾忌地让声音自动播放了,否则就得等到用户开始和这个页面交互了即有点击操作了之后才能自动播放,如下代码所示:let audioInfo = { autoplay: false, testAutoPlay () { // 代码同,略... }, // 监听页面的点击事件,一旦点过了就能autoplay了 setAutoPlayWhenClick () { function setAutoPlay () { // 设置自动播放为true audioInfo.autoplay = true; document.removeEventListener('click', setAutoPlay); document.removeEventListener('touchend', setAutoPlay); } document.addEventListener('click', setCallback); document.addEventListener('touchend', setCallback); }, init () { // 检测是否能自动播放 audioInfo.testAutoPlay().then(autoplay => { if (!audioInfo.autoplay) { audioInfo.autoplay = autoplay; } }); // 用户点击交互之后,设置成能自动播放 audioInfo.setAutoPlayWhenClick(); } }; audioInfo.init(); export default audioInfo; 上面代码主要监听document的click事件,在click事件里面把autoplay值置为true。换句话说,只要用户点过了,我们就能随时调AudioContext的播放API了,即使不是在点击事件响应函数里面,虽然无法在异步回调里面调用audio.play,但是AudioContext可以做到。 代码最后通过调用audioInfo.init,把能够自动播放的信息存储在了audioInfo.autoplay这个变量里面。当需要播放声音的时候,例如切到了下一题,需要自动播放当前题的几个音频资源,就取这个变量判断是否能自动播放,如果能就播,不能就等用户点声音图标自己去播,并且如果他点过了一次之后就都能自动播放了。 那么怎么用AudioContext播放声音呢?3. AudioContext播放声音先请求音频文件,放到ArrayBuffer里面,然后用AudioContext的API进行decode解码,解码完了再让它去play,就行了。我们先写一个请求音频文件的ajax:function request (url) { return new Promise (resolve => { let xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open('GET', url); // 这里需要设置xhr response的格式为arraybuffer // 否则默认是二进制的文本格式 xhr.responseType = 'arraybuffer'; xhr.onreadystatechange = function () { // 请求完成,并且成功 if (xhr.readyState === 4 && xhr.status === 200) { resolve(xhr.response); } }; xhr.send(); }); }这里需要注意的是要把xhr响应类型改成arraybuffer,因为decode需要使用这种存储格式,这样设置之后,xhr.response就是一个ArrayBuffer格式了。接着实例化一个AudioContext,让它去解码然后play,如下代码所示:// Safari是使用webkit前缀 let context = new (window.AudioContext || window.webkitAudioContext)(); // 请求音频数据 let audioMedia = await request(url); // 进行decode和play context.decodeAudioData(audioMedia, decode => play(context, decode));play的函数实现如下:function play (context, decodeBuffer) { let source = context.createBufferSource(); source.buffer = decodeBuffer; source.connect(context.destination); // 从0s开始播放 source.start(0); }这样就实现了AudioContext播放音频的基本功能。如果当前页面是不能autoplay,那么在 new AudioContext的时候,Chrome控制台会报一个警告:这个的意思是说,用户还没有和页面交互你就初始化了一个AudioContext,我是不会让你play的,你需要在用户点击了之后resume恢复这个context才能够进行play.假设我们不管这个警告,直接调用play没有报错,但是没有声音。所以这个时候就要用到上一步audioInfo.autoplay的信息,如果这个为true,那么可以play,否则不能play,需要让用户自己点声音图标进行播放。所以,把代码重新组织一下:function play (context, decodeBuffer) { // 调用resume恢复播放 context.resume(); let source = context.createBufferSource(); source.buffer = decodeBuffer; source.connect(context.destination); source.start(0); } function playAudio (context, url) { let audioMedia = await request(url); context.decodeAudioData(audioMedia, decode => play(context, decode)); } let context = new (window.AudioContext || window.webkitAudioContext)(); // 如果能够自动播放 if (audioInfo.autoplay) { playAudio(url); } // 支持用户点击声音图标自行播放 $('.audio-icon').on('click', function () { playAudio($(this).data('url')); });调了resume之后,如果之前有被禁止播放的音频就会开始播放,如果没有则直接恢复context的自动播放功能。这样就达到基本目的,如果支持自动播放就在代码里面直接play,不支持就等点击。只要点了一次,不管点的哪里接下来的都能够自动播放了。就能实现类似于每隔3s自动播下一题的音频的目的:// 每隔3秒自动播放一个声音 playAudio('question-1.mp3'); setTimeout(() => playAudio(context, 'question-2.mp3'), 3000); setTimeout(() => playAudio(context, 'question-3.mp3'), 3000);这里还有一个问题,怎么知道每个声音播完了,然后再隔个3s播放下一个声音呢?可以通过两个参数,一个是解码后的decodeBuffer有当前音频的时长duration属性,而通过context.currentTime可以知道当前播放时间精度,然后就可以弄一个计时器,每隔100ms比较一下context.currentTime是否大于docode.duration,如果是的话说明播完了。soundjs这个库就是这么实现的,我们可以利用这个库以方便对声音的操作。这样就实现了利用AudioContext自动播放多个音频的目的,限制是用户首次打开页面是不能自动播放的,但是一旦用户点过页面的任何一个地方就可以了。AudioContext还有其它的一些操作。4. AudioContext控制声音属性例如这个CSS Tricks列了几个例子,其中一个是利用AudioContext的振荡器oscillator写了一个电子木琴:这个例子没有用到任何一个音频资源,都是直接合成的,感受如这个Demo:Play the Xylophone (Web Audio API).还有这种混响均衡器的例子:见这个codepen:Web Audio API: parametric equalizer.最后,一直以来都是只有移动端的浏览器禁掉了音视频的自动播放,现在桌面版的浏览器也开始下手了。浏览器这样做的目的在于,不想让用户打开一个页面就各种广告或者其它乱七八糟的声音在播,营造一个纯静的环境。但是浏览器也不是一刀切,至少允许音视频静音的播放。所以对于视频来说,可以静音自动播放,然后加个声音被关掉的图标让用户点击打开,再加添加设置向导之类的方法引导用户设置允许当前网站自动播放。而对于声音可以用AudioContext的API,只要页面被点过一次AudioContext就被激活了,就能直接在代码里面控制播放了。以上可作为当前网页多媒体播放的最佳实践参考。参考链接:https://juejin.im/post/5af7129bf265da0b8262df4c转载于:https://www.cnblogs.com/Neilisme/p/9412315.html
2022年12月12日
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2022-12-12
uniapp获取图片base64
1.从相册中获取图片uni.chooseImage({ count: 1, // 默认9 sizeType: ['original', 'compressed'], // 可以指定是原图还是压缩图,默认二者都有 sourceType: ['album'], // 从相册选择 success: (res) => { this.img = res.tempFilePaths } })2.图片转成base64uni.getFileSystemManager().readFile({ filePath: this.img[0], encoding: 'base64', success: r => { console.log("base64===="+r.data) }, fail: (errr) => { uni.hideLoading() } })
2022年12月12日
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2022-12-12
ES6常用知识点
1.不定参数function add(...a){ console.log(...a) }这里面 ... 就表示不定参数,该参数为一个数组,a为参数名,具体第几个可以用a[0]等表示,每个函数 最多声明一个 不定参数,而且一定要放在所有参数的 末尾 。不定参数对arguments对象的影响有不定参数,arguments对象包含所有传入的参数function add(b,...a){ console.log(...a) console.log(arguments[0],arguments[1]) }2.展开运算符可以获取数组中的所有数据let values = [3,54,45,23,6453,324] console.log(Math.max(...values)) //6453还可以加参数console.log(Math.max(...values,543545,43,54,23)) //5435453.对象展开复制const obj1 = { a: 10, b: 20 }; const obj2 = { ...obj1, c: 30 }; console.log(obj2); // {a: 10, b: 20, c: 30}合并对象 类似于 Object.assignconst obj1 = {a: 10}; const obj2 = {b: 20}; const obj3 = {c: 30}; // ES2018 console.log({...obj1, ...obj2, ...obj3}); // → {a: 10, b: 20, c: 30} // ES2015 console.log(Object.assign({}, obj1, obj2, obj3)); // → {a: 10, b: 20, c: 30}
2022年12月12日
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2022-12-05
nginx配置文件下载目录,其他路径重定向到下载目录
client_max_body_size 8192m; proxy_max_temp_file_size 8192m; location / { rewrite ^(.*) http://$server_name$1/download permanent; //rewrite ^(.*) http://$server_name:8000$1/download permanent; } location /download { alias /home/myuser/download; autoindex on; # 显示目录 autoindex_exact_size on;# 显示文件大小 autoindex_localtime on;# 显示文件时间 charset gbk,utf-8; }
2022年12月05日
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