如果你想從頭學習Jmeter，可以看看這個系列的文章哦

https://www.cnblogs.com/poloyy/category/1746599.html

 

有了 JSON 提取器為啥還要用正則提取器？

• JSON 提取器只針對接口返回的響應內容
• 如果想提取的是響應頭、請求頭的值，而非響應內容的值呢？
• 這個時候正則提取器的作用就出來了，它可以提取請求任一部分的值

 

需知

• 正則表達式很多內容，在這篇文章中不會展開詳細說的哦，主要還是說提取器的使用
• 想詳細學習正則表達式可以看這篇文章：待補充

 

正則提取器

我們通過實際栗子去講述理論知識點

 

正則提取器界面介紹

 

字段含義

字段	含義
Apply to	應用範圍，選默認的 main sample only 就行了
Field to check	可提取的字段
Names of created variables	接收提取值的變量名 必傳
Regular Expression	正則表達式
Template	從找到的匹配項中創建字符串的模板
Match No.(0 for Random)	取第幾個值 0：隨機，默認 -1：所有 1：第一個值 非必傳
Default Value	缺省值，匹配不到值的時候取該值 非必傳
Use empty default value	勾選后，提取不到值時，則返回空字符串

 

Template

• 如果一條正則表達式有多個提取結果，則提取結果是數組形式
• 模板 $1$、$2$…..表示把解析到的第幾個值賦給變量，從 1 開始匹配
• $0$ 表示整個表達式匹配的內容（後續具體看栗子）
• 若只有一個結果，只能是$1$

 

Field to check

屬性	含義
Body	響應體，不包括響應頭；最常用
Body (unescaped)	響應體，替換了所有HTML轉義符；不建議使用
Body as a Document	從不同類型的文件中提取文本；影響性能
Request Headers	請求頭
Response Headers	響應頭
URL	URL
Response Code	響應碼
Response Message	響應信息

 

Body

 

Request Headers

 

Response Headers

 

URL

 

Response Code、Message

 

入門栗子

栗子的前提

這個栗子，我都會以這個地址的接口來完成 JSON 提取器的實戰慄子，大家可以註冊個賬號玩一玩哦

http://api.yesapi.cn/docs.php?keyword=%E4%BC%9A%E5%91%98&channel=api

 

測試計劃樹結構

下面多個栗子都以這個測試計劃為基礎哦

 

提取某個特定的值的栗子

登錄接口響應

登錄是執行其他接口的前置接口，所以要獲取用戶登錄后的 token、uuid

 

提取 token

 

提取 uuid

 

其他接口調用 token、uuid

 

知識點

• 提其他接口可以通過  ${var}  這種格式，來獲取提取到的值
•  ( ) 裏面寫匹配規則，用於解析正則表達式
•  .*? 表示匹配任意長度的任意字符，這也是最常用的正則表達式
• 一般 (.+?) 和 (.*?) 能夠滿足我們 80%的使用場景

 

一般正則表達式都可以寫成下面兩種

•  左邊界(.+?)右邊界 
•  左邊界(.*?)右邊界 

 

舉更多栗子前的一些話

• 上面講的是使用正則提取器時的一個流程，也是實際工作中最簡單的栗子
• 在實際項目中，我們可能會出現一條正則表達式有多個提取結果的情況

 

JSON 字符串

下面的栗子都以這個 JSON 字符串為基礎，从里面提取結果

這 JSON 字符串也是某個接口的響應內容，貨真價實，感興趣也可以自己玩一玩：http://api.yesapi.cn/docs-api-App.User.GetList.html

{
    "ret": 200,
    "msg": "V2.5.1 YesApi App.User.GetList",
    "data": {
        "total": 4,
        "err_msg": "",
        "err_code": 0,
        "users": [
            {
                "role": "user",
                "status_desc": "正常",
                "reg_time": "2020-06-22 20:45:05",
                "role_desc": "普通會員",
                "ext_info": {
                    "yesapi_nickname": "",
                    "yesapi_points": 0
                },
                "uuid": "0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC",
                "username": "luojunjiess286",
                "status": 0
            },
            {
                "role": "user",
                "status_desc": "正常",
                "reg_time": "2020-06-22 14:27:17",
                "role_desc": "普通會員",
                "ext_info": {
                    "yesapi_nickname": "",
                    "yesapi_points": 0
                },
                "uuid": "0164DC0680F84DCE40D3DD4A36640ECA",
                "username": "luojunjiessa",
                "status": 0
            },
            {
                "role": "admin",
                "status_desc": "正常",
                "reg_time": "2020-03-23 22:48:32",
                "role_desc": "管理員",
                "ext_info": {
                    "yesapi_nickname": "",
                    "yesapi_points": 0
                    "yesapi_reg_source": ""
                },
                "uuid": "079BF6BB82AFCFC7084F96AECAF0519F",
                "username": "luojunjiess",
                "status": 0
            }
        ]
    }
}

 

一條正則表達式只有一個提取結果的栗子

什麼叫只有一個提取結果

就是正則表達式里只有一個 ( ) ，且  Match No. 不是 -1

 

未填寫模板

提取器

 

測試結果

uuid1=
uuid1_g=1
uuid1_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC"
uuid1_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC

 

知識點

如果正則匹配到值，但是沒有填模板，則返回空

 

$0$

提取器

 

測試結果

uuid2="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC"
uuid2_g=1
uuid2_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC"
uuid2_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC

 

知識點

•  $0$ 模板其實返回的就是 uuid2_g0 的值
• 返回了整個正則表達式，不只是 ( ) 內匹配到的值

 

$1$

提取器

 

測試結果

uuid3=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC
uuid3_g=1
uuid3_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC"
uuid3_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC

 

知識點

•  $1$  模板其實返回的就是 uuid2_g1 的值
• 僅返回 ( ) 內匹配到的值

 

$2$

提取器

 

測試結果

uuid4=null
uuid4_g=1
uuid4_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC"
uuid4_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC

 

知識點

 $2$ 模板並不存在，其實就是 uuid4_g2 變量不存在，即使勾了使用空默認值，也返回 null，

 

總結

• 其實 uuid 在 JSON 字符串中有三個可匹配到的值，如果不填寫匹配数字 Match No. ，則會隨機取一個 uuid 並返回
• 像上述的幾個栗子，都填了 1 ，所以都返回了第一個匹配到的 uuid

 

一條正則表達式有多個提取結果的栗子

什麼叫有多個提取結果

有兩種情況

• 一條表達式有多個 ( ) 
• 一個 ( ) 匹配到多個值，且 Match No 填了 -1

 

一個 ( ) 匹配到多個值 

提取器

 

測試結果

手動分成四部分

uuid1_1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC
uuid1_1_g=1
uuid1_1_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC"
uuid1_1_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC

uuid1_2=0164DC0680F84DCE40D3DD4A36640ECA
uuid1_2_g=1
uuid1_2_g0="uuid":"0164DC0680F84DCE40D3DD4A36640ECA"
uuid1_2_g1=0164DC0680F84DCE40D3DD4A36640ECA

uuid1_3=079BF6BB82AFCFC7084F96AECAF0519F
uuid1_3_g=1
uuid1_3_g0="uuid":"079BF6BB82AFCFC7084F96AECAF0519F"
uuid1_3_g1=079BF6BB82AFCFC7084F96AECAF0519F

uuid1_matchNr=3

 

知識點

• 一個 ( ) 匹配到多個值的場景 ，一般會結合 ForEach控制器，可以循環將提取到的值賦予到 HTTP 請求中
• 可以看看下圖的小栗子，這裏不展開講，後面會再詳細講解

 

結構樹 + ForEach 控制器

 

查看結果樹

 

一條表達式有多個( )，且模板為空

提取器

 

測試結果

info1=
info1_g=2
info1_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC","username":"luojunjiess286"
info1_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC
info1_g2=luojunjiess286

 

一條表達式有多個( )，且只有一個模板

提取器

 

測試結果

info2=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC
info2_g=2
info2_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC","username":"luojunjiess286"
info2_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC
info2_g2=luojunjiess286

 

知識點

• info2 拿的就是 info2_g1 的值
•  $1$ 獲取的是第一個 ( ) 匹配到的值， $2$ 獲取的是第二個 ( ) 匹配到的值，以此類推     

 

一條表達式有多個( )，且有兩個模板

提取器

 

測試結果

info3=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CECluojunjiess286
info3_g=2
info3_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC","username":"luojunjiess286"
info3_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC
info3_g2=luojunjiess286

info4=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC,luojunjiess286
info4_g=2
info4_g0="uuid":"0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC","username":"luojunjiess286"
info4_g1=0564CE592B4CE914365D8922F6FC4CEC
info4_g2=luojunjiess286

 

正則表達式中有多個 ( ) 時的總結

• 如果其中一個 ( ) 匹配不到元素，那也無法獲取到值
• 引用名稱、匹配数字、缺省值三個字段也只需要填一個值即可，不需要跟 ( ) 的數量一致
• 多個模板（ $1$$2$ ）的時候，可以用空格、, 、. 、 – 連接模板，最終會显示在變量上，如：info4

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作者：凹凸曼 – 暖暖

SVG 即 Scalable Vector Graphics 可縮放矢量圖形，使用XML格式定義圖形。

一、SVG印象

SVG 的應用十分廣泛，得益於 SVG 強大的各種特性。

1.1、 矢量

可利用 SVG 矢量的特點，描出深圳地鐵的輪廓：

1.2、iconfont

SVG 可依據一定的規則，轉成 iconfont 使用：

1.3、 foreignObject

利用 SVG 的 foreignObject 標籤實現截圖功能，原理：foreignObject 內部嵌入 HTML 元素：

<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
	<foreignObject width="120" height="60">
		<p style="font-size:20px;margin:0;">凹凸實驗室 歡迎您</p>
	</foreignObject>
</svg>

截圖實現流程：

1. 首先聲明一個基礎的 svg 模版，這個模版需要一些基礎的描述信息，最重要的，它要有 <foreignObject></foreignObject> 這對標籤；
2. 將要渲染的 DOM 模版模版嵌入 foreignObject 即可；
3. 利用 Blob 構建 svg 對象；
4. 利用 URL.createObjectURL(svg) 取出 URL。

1.4、SVG SMIL

由於微信編輯器不允許嵌入 <style><script><a> 標籤，利用SVG SMIL 可進行微信公眾號極具創意的圖文排版設計，包括動畫與交互。
但是也要注意，標籤里不允許有id，否則會被過濾或替換掉。

點擊 “凹凸實驗室” 后，圍繞 “凹凸實驗室” 中心旋轉 360度，點擊0.5秒后 出現 https://aotu.io/ ，動畫只運行一次。

下圖為 GIF循環演示：

代碼如下：

<svg width="360" height="300" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
    <g>
        <!-- 點擊后 運行transform旋轉動畫，restart="never"表示只運行一次 -->
        <animateTransform attributeName="transform" type="rotate" begin="click" dur="0.5s" from="0 100 80" to="360 100 80"  fill="freeze" restart="never" />
        <g>
            <text font-family="microsoft yahei" font-size="20" x="50" y="80">
                凹凸實驗室
            </text>
        </g>
        <g style="opacity: 0;">
            <!-- 同一個初始位置以及大致的寬高，觸發點擊事件 -->
            <text font-family="microsoft yahei" font-size="20" x="50" y="80">https://aotu.io/</text>
            <!-- 點擊后 運行transform移動動畫，改變文本的位置 -->
            <animateTransform attributeName="transform" type="translate" begin="click" dur="0.1s" to="0 40"  fill="freeze" restart="never" />
            <!-- 點擊0.5秒后 運行opacity显示動畫 -->
            <animate attributeName="opacity" begin="click+0.5s" from="0" to="1" dur="0.5s" fill="freeze" restart="never" />
        </g>
    </g>
</svg>

以上是鄙人對SVG的大致印象，最近的需求開發再次刷新了我的認知，那就是 SVG實現非比例縮放 以及 小程序不支持SVG標籤的處理，下面容我來講述一番。

二、SVG 實現非比例縮放

我們熟知的 iconfont，可通過改變字體大小縮放，但是這是 比例縮放，那如何實現 SVG 的非比例縮放呢？
如下圖所示，如何將 一隻兔子 非比例縮放？

划重點：實現非比例縮放主要涉及三個知識點：viewport、viewBox和preserveAspectRatio，viewport 與viewBox 結合可實現縮放的功能，viewBox 與 preserveAspectRatio 結合可實現非比例的功能。

2.1、viewport

viewport 表示SVG可見區域的大小。
viewport 就像是我們的显示器屏幕大小，超出區域則隱藏，原點位於左上角，x 軸水平向右，y 軸垂直向下。

通過類似CSS的屬性 width、height 指定視圖大小：

<svg width="400" height="200"></svg>

2.2、viewBox

viewBox值有4個数字：x, y, width, height 。
其中 x：左上角橫坐標，y：左上角縱坐標，width：寬度，height：高度。
原點默認位於左上角，x 軸水平向右，y 軸垂直向下。

<svg width="400" height="200" viewBox="0 0 200 100"></svg>

显示器屏幕的畫面，可以特寫，可以全景，這就是 viewBox。
viewBox 可以想象成截屏工具選中的那個框框，和 viewport 作用的結果就是 把框框中的截屏內容再次在 显示器 中全屏显示。

（圖片來源：SVG 研究之路 (23) – 理解 viewport 與 viewbox）

2.3、preserveAspectRatio

上圖的紅色框框和藍色框框，恰好和显示器的比例相同，如果是下圖的綠色框框，怎樣在显示器屏幕中显示呢？

2.3.1、 定義

preserveAspectRatio 作用的對象是 viewBox，使用方法如下：

preserveAspectRatio="[defer] <align> [<meetOrSlice>]"
// 例如 preserveAspectRatio="xMidYMid meet"

其中 defer 此時不是重點，暫且忽略，主要了解 align 和 meetOrSlice 的 用法：

• align：由兩個名詞組成，分別代表 viewbox 與 viewport 的 x 方向、y方向的對齊方式。

值	含義
xMin	viewport 和 viewBox 左邊對齊
xMid	viewport 和 viewBox x軸中心對齊
xMax	viewport 和 viewBox 右邊對齊
YMin	viewport 和 viewBox 上邊緣對齊。注意Y是大寫。
YMid	viewport 和 viewBox y軸中心點對齊。注意Y是大寫。
YMax	viewport 和 viewBox 下邊緣對齊。注意Y是大寫。

• meetOrSlice：表示如何維持高寬的比例，有三個值 meet、slice、none。
  • meet – 默認值，保持縱橫比縮放 viewBox 適應 viewport，可能會有餘留的空白。
  • slice – 保持縱橫比同時比例小的方向放大填滿 viewport，超出的部分被剪裁掉。
  • none – 扭曲縱橫比以充分適應 viewport。

2.3.2、 例子

例子1：preserveAspectRatio="xMidYMid meet" 表示 綠色框框 與 显示器的 x 方向、y方向的 中心點 對齊；

例子2：preserveAspectRatio="xMidYMin slice" 表示 綠色框框 與 显示器的 x 方向 中心點 對齊，Y 方向 上邊緣對齊，保持比例放大填滿 显示屏 后超出部分隱藏；

例子3：preserveAspectRatio="xMidYMid slice" 表示 綠色框框 與 显示器的 x 方向、y方向的 中心點 對齊，保持比例放大填滿显示屏 后超出部分隱藏；

例子4：preserveAspectRatio="none" 不管三七二十一，隨意縮放綠色框框，填滿 显示屏即可；這就是非比例縮放的答案了。

三、小程序不支持svg標籤怎麼辦

微信小程序官方不支持 SVG 標籤的，但是決定曲線救國，相當於自己實現了一個SVG標籤：使用小程序內置的 Canvas 渲染器， 在 Cax 中實現 SVG 標準的子集，使用 JSX 或者 HTM（Hyperscript Tagged Markup） 描述 SVG 結構行為表現。

但是今天我想講講其他的。
我們知道，小程序雖然不支持 SVG 標籤，但是支持 svg 轉成 base64 後作為 background-image 的 url，如 background-image: url("data:image/svg+xml.......) 。

但是我這邊還有個需求，隨時更改 SVG 每個路徑的顏色，即 顏色可配置：

來迴轉 Base64 肯定是比較麻煩的，有沒有更好的方式呢？
直接貼答案：對於SVG圖形，還有更好的實現方式，就是直接使用SVG XML格式代碼，無需進行base64轉換。

3.1、URL 編碼

直接使用 SVG XML 格式代碼，首先要了解 Data URI的格式。
划重點：base64非必選項，不指定的時候，後面的 <data> 將使用 URL編碼。

3.1.1、入門

百分號編碼(Percent-encoding), 也稱作URL編碼(URL encoding)，是特定上下文的統一資源定位符 (URL)的編碼機制。

原理：ASCII 字符 = % + 兩位 ASCII 碼（十六進制）。
例如，字符 a 對應的 ASCII 碼為 0x61，那麼 URL 編碼后得到 %61 。

3.1.2、URL 編碼壓縮

前言：

Data URI 的格式中的 <data> 完全使用URL 編碼也是可以的，如 encodeURIComponent('<svg version="1.1" viewBox= …</svg>')。
但是和轉義前原始SVG相比，可讀性差了很多，而且佔用體積也變大了。
如果深入了解URL 編碼的話，<data> 沒必要全部編碼的。

正文：

RFC3986文檔規定，URL中只允許包含 未保留字符 以及 所有保留字符。

• 未保留字符：包含英文字母（a-zA-Z）、数字（0-9）、-_.~ 4個特殊字符。對於未保留字符，不需要百分號編碼。
• 保留字符：具有特殊含義的字符 :/?#[]@ (分隔Url的協議、主機、路徑等組件) 和 !$&'()*+,;= （用於在每個組件中起到分隔作用的，如&符號用於分隔查詢多個鍵值對）。
• 受限字符或不安全字符：直接放在Url中的時候，可能會引起解析程序的歧義，因此這部分需要百分號編碼，如%、空格、雙引號"、尖號 <>等等。

綜上所述，只需要對 受限字符或不安全字符 進行編碼即可。

• JS 處理比較簡單，利用 replace 將 需要編碼的字符 替換掉 即可，基本替換 以下的符號 就夠用了：

svgToUrl (svgData) {
    encoded = encoded
      .replace(/<!--(.*)-->/g, '') // 親測必須去掉註釋
      .replace(/[\r\n]/g, ' ') // 親測最好去掉換行
      .replace(/"/g, `'`) // 單引號是保留字符，雙引號改成單引號減少編碼
      .replace(/%/g, '%25')
      .replace(/&/g, '%26')
      .replace(/#/g, '%23')
      .replace(/{/g, '%7B')
      .replace(/}/g, '%7D')
      .replace(/</g, '%3C')
      .replace(/>/g, '%3E')
    return `data:image/svg+xml,${encoded}`
  }

• 如果使用在 CSS 中，可利用 SASS版本3.3以上 的 三個API 對 SVG字符串做替換處理。

  1. str_insert(string, insert, index)： 從 $string 第 $index 插入字符 $insert；
  2. str_index(string, substring): 返回 $substring 在 $string 中第一個位置；
  3. str_slice(string, start_at, end_at = nil): 返回從字符 $string 中第 $start_at 開始到 $end_at 結束的一個新字符串。

  前人已有總結，可前往 https://github.com/leeenx/sass-svg/blob/master/sass-encodeuri.scss 查看完整代碼。

3.2、SVG 壓縮

一般從 Sketch 導出 SVG ，冗餘代碼比較多，有條件的話建議使用 SVGO 壓縮SVG的原本體積，比如清除換行、重複空格；刪除文檔聲明；刪除註釋；刪除desc描述等等。

四、總結

SVG強大的地方在於，出其不意，炫酷，與眾不同。

無論是微信公眾號花式排版，foreignObject 標籤實現截圖，實現非比例縮放，或者 背景圖直接使用 SVG XML 格式代碼，還是上文沒有提及的路徑動畫、描邊動畫、圖形裁剪、濾鏡等等，都可以玩出新的花樣。

SVG 一個屬性可成就一篇文章，學習 SVG 可以說是在挑戰自己，歡迎加入 SVG 的學習隊列。

五、參考內容 · 推薦閱讀

三看 SVG Web 動效
URL編碼的奧秘
學習了，CSS中內聯SVG圖片有比Base64更好的形式
超級強大的SVG SMIL animation動畫詳解
詳細教你微信公眾號正文頁SVG交互開發
SVG 簡介與截圖等應用

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前言

    上篇文章我們演示了為Configuration添加Etcd數據源，並且了解到為Configuration擴展自定義數據源還是非常簡單的，核心就是把數據源的數據按照一定的規則讀取到指定的字典里，這些都得益於微軟設計的合理性和便捷性。本篇文章我們將一起探究Configuration源碼，去了解Configuration到底是如何工作的。

ConfigurationBuilder

    相信使用了.Net Core或者看過.Net Core源碼的同學都非常清楚,.Net Core使用了大量的Builder模式許多核心操作都是是用來了Builder模式，微軟在.Net Core使用了許多在傳統.Net框架上並未使用的設計模式，這也使得.Net Core使用更方便，代碼更合理。Configuration作為.Net Core的核心功能當然也不例外。
    其實並沒有Configuration這個類，這隻是我們對配置模塊的代名詞。其核心是IConfiguration接口，IConfiguration又是由IConfigurationBuilder構建出來的，我們找到IConfigurationBuilder源碼大致定義如下

public interface IConfigurationBuilder
{
    IDictionary<string, object> Properties { get; }

    IList<IConfigurationSource> Sources { get; }

    IConfigurationBuilder Add(IConfigurationSource source);

    IConfigurationRoot Build();
}

Add方法我們上篇文章曾使用過，就是為ConfigurationBuilder添加ConfigurationSource數據源，添加的數據源被存放在Sources這個屬性里。當我們要使用IConfiguration的時候通過Build的方法得到IConfiguration實例，IConfigurationRoot接口是繼承自IConfiguration接口的，待會我們會探究這個接口。
我們找到IConfigurationBuilder的默認實現類ConfigurationBuilder大致代碼實現如下

public class ConfigurationBuilder : IConfigurationBuilder
{
    /// <summary>
    /// 添加的數據源被存放到了這裏
    /// </summary>
    public IList<IConfigurationSource> Sources { get; } = new List<IConfigurationSource>();

    public IDictionary<string, object> Properties { get; } = new Dictionary<string, object>();

    /// <summary>
    /// 添加IConfigurationSource數據源
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public IConfigurationBuilder Add(IConfigurationSource source)
    {
        if (source == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(nameof(source));
        }
        Sources.Add(source);
        return this;
    }

    public IConfigurationRoot Build()
    {
        //獲取所有添加的IConfigurationSource里的IConfigurationProvider
        var providers = new List<IConfigurationProvider>();
        foreach (var source in Sources)
        {
            var provider = source.Build(this);
            providers.Add(provider);
        }
        //用providers去實例化ConfigurationRoot
        return new ConfigurationRoot(providers);
    }
}

這個類的定義非常的簡單，相信大家都能看明白。其實整個IConfigurationBuilder的工作流程都非常簡單就是將IConfigurationSource添加到Sources中，然後通過Sources里的Provider去構建IConfigurationRoot。

Configuration

通過上面我們了解到通過ConfigurationBuilder構建出來的並非是直接實現IConfiguration的實現類而是另一個接口IConfigurationRoot

ConfigurationRoot

通過源代碼我們可以知道IConfigurationRoot是繼承自IConfiguration，具體定義關係如下

public interface IConfigurationRoot : IConfiguration
{
    /// <summary>
    /// 強制刷新數據
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    void Reload();

    IEnumerable<IConfigurationProvider> Providers { get; }
}

public interface IConfiguration
{
    string this[string key] { get; set; }

    /// <summary>
    /// 獲取指定名稱子數據節點
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    IConfigurationSection GetSection(string key);

    /// <summary>
    /// 獲取所有子數據節點
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    IEnumerable<IConfigurationSection> GetChildren();
    
    /// <summary>
    /// 獲取IChangeToken用於當數據源有數據變化時，通知外部使用者
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    IChangeToken GetReloadToken();
}

接下來我們查看IConfigurationRoot實現類ConfigurationRoot的大致實現，代碼有刪減

public class ConfigurationRoot : IConfigurationRoot, IDisposable
{
    private readonly IList<IIConfigurationProvider> _providers;
    private readonly IList<IDisposable> _changeTokenRegistrations;
    private ConfigurationReloadToken _changeToken = new ConfigurationReloadToken();

    public ConfigurationRoot(IList<IConfigurationProvider> providers)
    {
        _providers = providers;
        _changeTokenRegistrations = new List<IDisposable>(providers.Count);
        //通過便利的方式調用ConfigurationProvider的Load方法，將數據加載到每個ConfigurationProvider的字典里
        foreach (var p in providers)
        {
            p.Load();
            //監聽每個ConfigurationProvider的ReloadToken實現如果數據源發生變化去刷新Token通知外部發生變化
            _changeTokenRegistrations.Add(ChangeToken.OnChange(() => p.GetReloadToken(), () => RaiseChanged()));
        }
    }

    //// <summary>
    /// 讀取或設置配置相關信息
    /// </summary>
    public string this[string key]
    {
        get
        {
            //通過這個我們可以了解到讀取的順序取決於註冊Source的順序，採用的是後來者居上的方式
            //后註冊的會先被讀取到，如果讀取到直接return
            for (var i = _providers.Count - 1; i >= 0; i--)
            {
                var provider = _providers[i];
                if (provider.TryGet(key, out var value))
                {
                    return value;
                }
            }
            return null;
        }
        set
        {
            //這裏的設置只是把值放到內存中去，並不會持久化到相關數據源
            foreach (var provider in _providers)
            {
                provider.Set(key, value);
            }
        }
    }

    public IEnumerable<IConfigurationSection> GetChildren() => this.GetChildrenImplementation(null);

    public IChangeToken GetReloadToken() => _changeToken;

    public IConfigurationSection GetSection(string key)
        => new ConfigurationSection(this, key);

    //// <summary>
    /// 手動調用該方法也可以實現強制刷新的效果
    /// </summary>
    public void Reload()
    {
        foreach (var provider in _providers)
        {
            provider.Load();
        }
        RaiseChanged();
    }

    //// <summary>
    /// 強烈推薦不熟悉Interlocked的同學研究一下Interlocked具體用法
    /// </summary>
    private void RaiseChanged()
    {
        var previousToken = Interlocked.Exchange(ref _changeToken, new ConfigurationReloadToken());
        previousToken.OnReload();
    }
}

上面展示了ConfigurationRoot的核心實現其實主要就是兩點

• 讀取的方式其實是循環匹配註冊進來的每個provider里的數據，是後來者居上的模式，同名key后註冊進來的會先被讀取到，然後直接返回
• 構造ConfigurationRoot的時候才把數據加載到內存中，而且為註冊進來的每個provider設置監聽回調

ConfigurationSection

其實通過上面的代碼我們會產生一個疑問，獲取子節點數據返回的是另一個接口類型IConfigurationSection，我們來看下具體的定義

public interface IConfigurationSection : IConfiguration
{
    string Key { get; }

    string Path { get; }

    string Value { get; set; }
}

這個接口也是繼承了IConfiguration，這就奇怪了分明只有一套配置IConfiguration，為什麼還要區分IConfigurationRoot和IConfigurationSection呢？其實不難理解因為Configuration可以同時承載許多不同的配置源，而IConfigurationRoot正是表示承載所有配置信息的根節點，而配置又是可以表示層級化的一種結構，在根配置里獲取下來的子節點是可以表示承載一套相關配置的另一套系統，所以單獨使用IConfigurationSection去表示，會顯得結構更清晰，比如我們有如下的json數據格式

{
  "OrderId":"202005202220",
  "Address":"銀河系太陽系火星",
  "Total":666.66,
  "Products":[
    {
      "Id":1,
      "Name":"果子狸",
      "Price":66.6,
      "Detail":{
          "Color":"棕色",
          "Weight":"1000g"
      }
    },
    {
      "Id":2,
      "Name":"蝙蝠",
      "Price":55.5,
      "Detail":{
          "Color":"黑色",
          "Weight":"200g"
      }
    }
  ]
}

我們知道json是一個結構化的存儲結構，其存儲元素分為三種一是簡單類型，二是對象類型，三是集合類型。但是字典是KV結構，並不存在結構化關係，在.Net Corez中配置系統是這麼解決的，比如以上信息存儲到字典中的結構就是這種

Key	Value
OrderId	202005202220
Address	銀河系太陽系火星
Products:0:Id	1
Products:0:Name	果子狸
Products:0:Detail:Color	棕色
Products:1:Id	2
Products:1:Name	蝙蝠
Products:1:Detail:Weight	200g

如果我想獲取Products節點下的第一條商品數據直接

IConfigurationSection productSection = configuration.GetSection("Products:0")

類比到這裏的話根配置IConfigurationRoot里存儲了訂單的所有數據，獲取下來的子節點IConfigurationSection表示了訂單里第一個商品的信息，而這個商品也是一個完整的描述商品信息的數據系統，所以這樣可以更清晰的區分Configuration的結構，我們來看一下ConfigurationSection的大致實現

public class ConfigurationSection : IConfigurationSection
{
    private readonly IConfigurationRoot _root;
    private readonly string _path;
    private string _key;

    public ConfigurationSection(IConfigurationRoot root, string path)
    {
        _root = root;
        _path = path;
    }

    public string Path => _path;

    public string Key
    {
        get
        {
            return _key;
        }
    }

    public string Value
    {
        get
        {
            return _root[Path];
        }
        set
        {
            _root[Path] = value;
        }
    }

    public string this[string key]
    {
        get
        {
            //獲取當前Section下的數據其實就是組合了Path和Key
            return _root[ConfigurationPath.Combine(Path, key)];
        }
        set
        {
            _root[ConfigurationPath.Combine(Path, key)] = value;
        }
    }
    
    //獲取當前節點下的某個子節點也是組合當前的Path和子節點的標識Key
    public IConfigurationSection GetSection(string key) => _root.GetSection(ConfigurationPath.Combine(Path, key));
    //獲取當前節點下的所有子節點其實就是在字典里獲取包含當前Path字符串的所有Key
    public IEnumerable<IConfigurationSection> GetChildren() => _root.GetChildrenImplementation(Path);
    public IChangeToken GetReloadToken() => _root.GetReloadToken();
}

這裏我們可以看到既然有Key可以獲取字典里對應的Value了，為何還需要Path？通過ConfigurationRoot里的代碼我們可以知道Path的初始值其實就是獲取ConfigurationSection的Key,說白了其實就是如何獲取到當前IConfigurationSection的路徑。比如

//當前productSection的Path是 Products:0
IConfigurationSection productSection = configuration.GetSection("Products:0");
//當前productDetailSection的Path是 Products:0:Detail
IConfigurationSection productDetailSection = productSection.GetSection("Detail");
//獲取到pColor的全路徑就是 Products:0:Detail:Color
string pColor = productDetailSection["Color"];

而獲取Section所有子節點
GetChildrenImplementation來自於IConfigurationRoot的擴展方法

internal static class InternalConfigurationRootExtensions
{
    //// <summary>
    /// 其實就是在數據源字典里獲取Key包含給定Path的所有值
    /// </summary>
    internal static IEnumerable<IConfigurationSection> GetChildrenImplementation(this IConfigurationRoot root, string path)
    {
        return root.Providers
            .Aggregate(Enumerable.Empty<string>(),
                (seed, source) => source.GetChildKeys(seed, path))
            .Distinct(StringComparer.OrdinalIgnoreCase)
            .Select(key => root.GetSection(path == null ? key : ConfigurationPath.Combine(path, key)));
    }
}

相信講到這裏，大家對ConfigurationSection或者是對Configuration整體的思路有一定的了解，細節上的設計確實不少。但是整體實現思路還是比較清晰的。關於Configuration還有一個比較重要的擴展方法就是將配置綁定到具體POCO的擴展方法，該方法承載在ConfigurationBinder擴展類了，由於實現比較複雜，也不是本篇文章的重點，有興趣的同學可以自行查閱，這裏就不做探究了。

總結

    通過以上部分的講解，其實我們可以大概的將Configuration配置相關總結為兩大核心抽象接口IConfigurationBuilder,IConfiguration，整體結構關係可大致表示成如下關係

    配置相關的整體實現思路就是IConfigurationSource作為一種特定類型的數據源，它提供了提供當前數據源的提供者ConfigurationProvider，Provider負責將數據源的數據按照一定的規則放入到字典里。IConfigurationSource添加到IConfigurationBuilder的容器中，後者使用Provide構建出整個程序的根配置容器IConfigurationRoot。通過獲取IConfigurationRoot子節點得到IConfigurationSection負責維護子節點容器相關。這二者都繼承自IConfiguration，然後通過他們就可以獲取到整個配置體系的數據數據操作了。

    以上講解都是本人通過實踐和閱讀源碼得出的結論，可能會存在一定的偏差或理解上的誤區，但是我還是想把我的理解分享給大家，希望大家能多多包涵。如果有大家有不同的見解或者更深的理解，可以在評論區多多留言。

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摘要

      本文通過列舉歷史中出現的產品，梳理了模數轉換器在20世紀30年代~~20世紀80年代末的發展歷史。接下來，簡要介紹模數轉換器的原理、技術指標、分類和未來發展方向。最後，提供了一種自製3位FLASH型ADC的方法(該方法經過了作者的測試且價格在20元以下)。

 

參考文獻

    涉及到的數據手冊(eyg7)

    Flash ADC_Chapter 13 – Digital-Analog Conversion

    ZepToBars

    《Analog-Digital Conversion》 Chapter I Walt Kester

    《数字电子技術》第六版 康華光

    数字电子技術 西南石油大學課程中心

 

ADC的歷史

     世界上記載的第一個”純电子“的A/D轉換器於1939年被亞歷克·哈利·里夫斯(Alec Harley Reeves)發明，該設計的採樣率為6KSPS，分辨率為5位。

亞歷克·哈利·里夫斯設計的A/D轉換器原理圖，《Analog-Digital Conversion》 Chapter I Walt Kester

     1947年，鍺晶體管於貝爾實驗室誕生。

     1946年，ENIAC問世，現代数字計算機的鼻祖，為A/D的蓬勃發展做鋪墊。

     1948年，貝爾實驗室發明了5位、8KSPS的逐次逼近型A/D轉換器。

     得力於电子束編碼管技術，在1960年左右出現了12MSPS、9位的編碼器(A/D)。

 电子束編碼管原理圖，《Analog-Digital Conversion》 Chapter I Walt Kester

     1954年，硅晶體管於德州儀器誕生。

     1954年，伯納德·M·戈登(Bernard M. Gordon)發明了11位、50KSPS的基於真空管的A/D，這被認為是世界上第一個商業化的A/D轉換器。“Datrac”功率500W，售價8000~~9000美元。

伯納德·M·戈登發明的 “Datrac”，《Analog-Digital Conversion》 Chapter I Walt Kester

     1958/1959，集成電路問世，德州儀器(1958)，仙童半導體(1959)。

     1963~1965年，為了給美國軍方的雷達提供高速A/D，貝爾實驗室的John M. Eubanks和Robert C. Bedingfield研發了8位、10MSPS的A/D，其功率為150W、售價10000美元。

 John M. Eubanks和Robert C. Bedingfield研發的A/D，《Analog-Digital Conversion》 Chapter I Walt Kester

      1969年，Pastoriza公司利用分立元件製造了12位、10us、2.3W的逐次逼近型A/D樣機—-“ADC-12U”，售價800美元。

 “ADC-12U”原型機，《Analog-Digital Conversion》 Chapter I Walt Kester

     1978年，Paul Brokaw設計了第一個完整的單芯片ADC，型號為AD571，使用了雙極型工藝，參數為：10位、25us、SAR結構。同年，誕生了最具重要意義的SAR ADC–AD574。這時的A/D可以說開始走向現代。

AD571，源

AD571框圖，《Analog-Digital Conversion》 Chapter I Walt Kester

     1988年，Crystal Semiconductor推出了世界上第一個單芯片商業化的ε-Δ ADC–CSZ5316，參數：16位、20KSPS，可以用於語音處理。

     接下來的歷史中，各廠商不斷改進ADC的性能、推出更多不同用途的ADC。總而言之，就是讓ADC進入千家萬戶。

 

ADC的原理

     ADC(Analog to Digital Converter)是一類將模擬信號(連續信號)轉換為数字信號(離散信號)的器件，按原理可分為：并行比較型A/D轉換器(FLASH ADC)、逐次比較型A/D轉換器(SAR ADC)和雙積分式A/D轉換器(Double Integral ADC)。

     模擬信號，下圖中的ui(t)是一個輸入的模擬電壓信號，可以想象成從一個麥克風輸出的音頻信號。

     数字信號，現代計算機能夠處理的信號，表現為下圖中的“n位数字量輸出”。

     香農-奈奎斯特(Shannon & Nyquist)採樣定理規定，使恢復出的信號不失真的條件：採樣頻率大於原始信號頻率的兩倍，即 Fs >= 2Fi

      一個連續的電壓信號ui(t)通過一個由方波CPs控制的開關S之後施加到電容C上，由於電容兩端的電壓不會突變，可知在S斷開時C將維持ui(t)在開關斷開瞬間的電壓一段時間，直到開關S再次打開。這樣，一個模擬的電壓信號就轉換成了採樣展寬信號us(t)，其中CPs的頻率就是採樣頻率Fs。然後，由ADC的数字編碼電路將採樣展寬信號us(t)轉換成n位的数字量dn-1 : d0並輸出。

     通過上述步驟，一個連續的電壓信號就轉換成了n位的数字量，而實現該過程的器件叫做模擬-数字轉換器(ADC)。

AD轉換的一般原理，”数字电子技術”  SWPU

TLC5540I，8位、40MSPS、CMOS工藝的并行比較型A/D轉換器的版圖，https://zeptobars.com/,license: CC BY 3.0，未修改

 

 ADC的主要性能指標

     分辨率：ADC能分辨的最小電壓，通常用位數表示，例如：8位。一個n=8位的ADC，參考電壓為5V，則其能分辨的最小電壓為 5 / 2^n = 19.53mV

     轉換時間：ADC從控制信號到來開始，到輸出端得到穩定的数字信號所經歷的時間。

     轉換精度：ADC輸出的数字量所表示的模擬值與實際輸入的模擬量之間的偏差。

 

ADC的分類

     并行比較型A/D轉換器：這是本文嘗試構建的ADC，其由電阻分壓器、電壓比較器(運算放大器)、D觸發器和優先級編碼器構成。其原理簡單，將在後文介紹。

                            優點：1.轉換時間最短，其轉換周期為通過比較器、觸發器和優先級編碼器的時間總和(見下式)，這個數值通常很小。

T轉 = T比 + T寄 + T編

                            缺點：1.造價高昂，隨着分辨位數的提高，所需的元件幾乎按幾何級數增長，如：一個n位的并行比較型ADC，需要2^n – 1個比較器和2^n – 1個觸發器，假如n=12，那麼一共需要8190個比較器和觸發器！

                                    2.對集成電路的工藝要求很高。

                    常見的型號：AD9012，TTL工藝，分辨率為8位，採樣率為100MSPS，模擬輸入電壓範圍 -Vs~~+0.5V(Vs為芯片供電電壓)。

                                     AD9002，ECL工藝(射極耦合邏輯)，分辨率為8位，採樣率為150MSPS，模擬輸入電壓範圍 -Vs~~+0.5V(Vs為芯片供電電壓)。

                                     AD9020，TTL工藝，分辨率為10位，採樣率為60MSPS，雙極性模擬輸入(+-1.75V)。

3位并行比較型A/D轉換器原理圖，《数字电子技術》第六版 康華光

AD9012原理圖，Analog Devices 

AD9002原理圖，Analog Devices  

AD9020原理圖，Analog Devices 

1107PV2，蘇聯，8位、20MSPS，典型的并行比較型A/D轉換器的版圖，https://zeptobars.com/,license: CC BY 3.0，未修改

1107PV2，蘇聯，8位、20MSPS，典型的并行比較型A/D轉換器的比較器的版圖，https://zeptobars.com/,license: CC BY 3.0，未修改

 

     逐次比較型A/D轉換器：原理像天平，對輸入的模擬電壓信號與不同權值的電壓做多次比較，使得轉換所得的数字量在數值上不斷逼近輸入的模擬量。通常由控制邏輯電路、數據寄存器、移位寄存器、D/A轉換器(Digital Analog Converter)和電壓比較器構成。

                            優點：1.轉換速度快。其轉換周期等於 分辨率 * 時鐘周期(見下式)，如一個8位的逐次比較型A/D轉換器，時鐘周期為10us，則其轉換周期為80us。

T轉 = n * Tclk  (n為分辨率)

                   常見的型號：1.ADC0808/ADC0809，8位逐次比較型A/D轉換器，轉換時間100us，輸入電壓範圍0~~5V，可接入8個模擬量輸入。

                                    2.ADC0803/ADC0804，8位逐次比較型A/D轉換器，在1MHz的時鐘頻率下，轉換時間在66~~73us之間，支持一對差分模擬電壓輸入。

逐次比較型A/D轉換器原理圖 ，《数字电子技術》第六版 康華光

 

 ADC0808/ADC0809原理圖，National Semiconductor

ADC0803/ADC0804原理圖，Philips Semiconductors

 

     雙積分式A/D轉換器：一種間接的A/D轉換器，其分別對輸入電壓和參考電壓進行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時間間隔，然後利用時鐘脈衝和計數器測出此時間間隔，進而在輸出端得到與模擬量相應的数字量。通常由積分器(運算放大器及相應的外部電路)、過零比較器(運算放大器)、時鐘脈衝控制門和計數器等構成。

                         優點：1.抗工頻干擾能力強。通過對輸入電壓的平均值進行變換來實現抗干擾。 

                         缺點：1.轉換速度最慢。

                常見的型號：TLC7135，4.5位雙積分式A/D轉換器，CMOS工藝，差分電壓輸入。

雙積分式A/D轉換器原理圖，《数字电子技術》第六版 康華光

TLC7135数字部分原理圖，Texas Instruments

 

ADC的未來發展方向

     ADC在未來會變得性能更強、價格更低、功耗更低、通用性和專業性更強。

     性能：從歷史上看，對ADC性能的改進主要集中在改進架構和改善製造工藝兩個方面。ADC有很多架構，典型的包括：FLASH、SAR和雙積分；其他的有：流水線等。在集成電路發展的過程中，出現了許多的工藝：雙極性、ECL、CMOS、CB、BiCMOS、GaAs……這些工藝可以幫助改進ADC的性能。

     價格：隨着集成電路工藝的不斷成熟，價格變低只是時間問題。

     功耗：得力於集成電路工藝的改善，如：使用更低線寬的IC的功耗會低於高線寬的IC。功耗同時也取決於ADC架構。

 

元件清單(” * “為可選)

————————————————————時鐘發生器部分——————————————————————–

  NE555           *1

  *DIP-8芯片座  *1

  8位撥碼開關    *1

  *3pin排針       *1

  3.9K電阻        *1

  68K電阻         *1

  10uF無極電容   *1

  1uF無極電容     *1

  100nF無極電容 *1

  10nF無極電容   *2

  1nF無極電容     *1

  100pF無極電容 *1

  10pF無極電容   *1

  1pF無極電容     *1

所有元件合照(時鐘發生器部分)

———————————————————————————————————————————————–

————————————————————數模轉換器部分——————————————————————–

  MCP6004        *1(可以使用LM324替換)

  *DIP-14芯片座 *1

  CD4042B *1

  CD4532B *1

  *DIP-16芯片座 *2

  2K可調電阻器   *1

  330R電阻   *3

  390R電阻   *1

  1K電阻       *5

  LED-G       *3

  *Pin-3排母 *1

  *Pin-2排針 *1

所有元件合照(數模轉換器部分，不含Pin-2排針)

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電路原理

 

總原理圖(1)

 

總原理圖(2)

————————————————————時鐘發生器部分——————————————————————–

     555定時器工作在多諧振蕩器模式，通過撥碼開關選擇不同的電容來產生不同頻率的方波。

 

基於555定時器的時鐘發生器原理圖

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————————————————————數模轉換器部分——————————————————————–

     比較器：左側的電阻分壓網絡為右側的四個比較器的反相輸入端提供階梯狀的參考電壓(4V、3V、2V、1V)，可調電阻模擬輸入到四個比較器同相端的模擬電壓(0~~5V)。比較器通過比較同相輸入端與反相輸入端電壓的大小，輸出0V(Vp<Vn)或5V(Vp>Vn)給後面的D鎖存器。

 

運放的特性圖

     四路D鎖存器：在時鐘的每一個上升沿，將四個運放輸出的電壓(比較結果)存儲起來並交給後面的編碼器。

     優先級編碼器：對來自鎖存器的四個比較結果進行編碼，並輸出給計算機處理(如果有計算機的話)。

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集成電路簡介

     MCP6004：微芯公司生產的低功耗1MHz帶寬的4路運算放大器，本項目的運算放大器均工作在飽和區。

 

MCP6004實物圖

MCP6004引腳定義

     CD4042B：CMOS四路D鎖存器，在本項目中使用上升沿觸發，時鐘由555定時器提供，用於保存MCP6004輸出的4位數據。

 

CD4042B實物圖

CD4042B引腳定義

CD4042B真值表

     CD4532B： CMOS的8位優先級編碼器，用於對CD4042B鎖存的數據進行編碼。

 

CD4532B實物圖

CD4532B引腳定義

CD4532B真值表

 

測試

 ————————————————————時鐘發生器部分——————————————————————–

     此555時鐘發生電路，實際測試可以產生1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、0.4MHz、0.7MHz的方波信號。實測中，產生的0.4MHz和0.7MHz與設計的1MHz、10MHz存在較大的誤差，可能是電容的問題(這兩個頻率對應所使用的是貼片電容)。

時鐘發生器(正面)

時鐘發生器(反面)

實測產生的最大頻率的波形(Vcc=5V下，Vpp=4.7V)

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————————————————————數模轉換器部分——————————————————————–

     在時鐘為400KHz下，此并行比較型A/D可以正常工作；使用700KHz的時鐘會導致轉換故障。

     主要參數：A/D分辨率為3位(嚴格來說只有2位，可以在不改變架構的情況下通過增加4個比較器拓增至3位)

                   採樣率為400KSPS~~700KSPS。

     功耗：20mA@5V = 100mW (包含時鐘發生器部分)

 

當輸入電壓為2.5V時，輸出的情況(可以看出LED指示“101”，正好是對“1100”編碼的結果)

 

正面(1)

 

正面(2)

 

反面

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聲明

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