码厩技术博客

#80 Python 单例模式

使用全局变量

我个人比较喜欢的方式，简单高效。

class Application:
    pass

APP = Application()

装饰器（使用特定方法来获取对象实例）

import threading

class singleton:
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __init__(self, decorated):
        self._decorated = decorated

    def instance(self):
        if not hasattr(self, '_instance'):
            with singleton._instance_lock:
                if not hasattr(self, '_instance'):
                    self._instance = self._decorated()
        return self._instance

    def __call__(self):
        raise TypeError('Singletons must be accessed through `instance()`.')

    def __instancecheck__(self, inst):
        return isinstance(inst, self._decorated)

    def __getattr__(self, name):
        if name == '_instance':
            raise AttributeError("'singleton' object has no attribute '_instance'")
        return getattr(self.instance(), name)

@singleton
class Application:
    pass

Application.instance()

装饰器

def singleton(cls):
    _instances = {}

    def _inner(*args, **kargs):
        if cls not in _instances:
            _instances[cls] = cls(*args, **kargs)
        return _instances[cls]

    return _inner

元类

class Application:
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "_instance"):
            with cls._instance_lock:
                if not hasattr(cls, "_instance"):
                    cls._instance = object.__new__(cls)
        return cls._instance

改成通用方式：

import threading

class SingletonMeta(type):
    _instances = {}
    _instance_lock = threading.Lock()

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            with cls._instance_lock:
                if cls not in cls._instances:
                    instance = super().__call__(*args, **kwargs)
                    cls._instances[cls] = instance
        return cls._instances[cls]

class Application(metaclass=SingletonMeta):
    pass

#79 Djanog 密码算法：PBKDF2

实现

在 Python 2.7.8 (July 2, 2014)，或 Python 3.4 (March 17, 2014) 以上版本，标准库 hashlib 有 pbkdf2_hmac:

import base64
import hashlib
import random
import secrets

def pbkdf2(password, salt, iterations, dklen=0, digest=None):
    if digest is None:
        digest = hashlib.sha256
    if not dklen:
        dklen = None
    password = password.encode('utf-8')
    salt = salt.encode('utf-8')
    return hashlib.pbkdf2_hmac(
        digest().name, password, salt, iterations, dklen)

### pbkdf2_sha256 ###

ALGORITHM = 'pbkdf2_sha256'
ITERATIONS = 30000
DIGEST = hashlib.sha256

def encode(password, salt, iterations=None):
    assert password is not None
    assert salt and '$' not in salt
    if not iterations:
        iterations = ITERATIONS
    hash = pbkdf2(password, salt, iterations, digest=DIGEST)
    hash = base64.b64encode(hash).decode('ascii').strip()
    return "%s$%d$%s$%s" % (ALGORITHM, iterations, salt, hash)

def decode(encoded):
    algorithm, iterations, salt, hash = encoded.split('$', 3)
    assert algorithm == ALGORITHM
    return {
        'algorithm': algorithm,
        'hash': hash,
        'iterations': int(iterations),
        'salt': salt,
    }

def verify(password, encoded):
    algorithm, iterations, salt, hash = encoded.split('$', 3)
    assert algorithm == ALGORITHM
    encoded_2 = encode(password, salt, int(iterations))
    return secrets.compare_digest(encoded.encode('utf-8'),
                                  encoded_2.encode('utf-8'))

salt_length = 32
# salt = bytes([random.randint(0, 255) for i in range(salt_length + 20)])
salt = random.randbytes(salt_length + 20)
salt = salt.replace(b'$', b'').decode('latin')[:salt_length]
# print(repr(salt))
a = encode('123456', salt)
print(repr(a))
print(decode(a))
# 'pbkdf2_sha256$30000$x\x82¨\x07Ó[Ám¬9V¬\x13·sÉ\x1eEܱ3\x04Ü\x07\x05BÁfM\x9fV×$/jqvasjfZX6c9xCytBVqddAJFve2DXcLWClTAsZvl48='
print(verify('234567', a))
print(verify('123456', a))

参考资料与拓展阅读

• Python 文档, codecs — Codec registry and base classes > Encodings and Unicode

#78 SQL Join

#77 Django 密码

https://docs.djangoproject.com/en/2.0/topics/auth/passwords/

在 Django 中，密码哈希存储在 auth_user 表中的 password 字段中。该字段的值包含了算法名称、迭代次数、盐值和哈希值，它们都是使用特定的格式进行编码的。例如，一个密码哈希的值可能如下所示：

pbkdf2_sha256$150000$V7v0fjbhMIhq$Gd/0XuOqK3ib6NBNGVwIKGXcFTUiNbTzdTNN8RiW24E=

用美元符号切割，得到 4 部分：

• pbkdf2_sha256 算法名称
• 150000 迭代次数
• V7v0fjbhMIhq 盐
• Gd/0XuOqK3ib6NBNGVwIKGXcFTUiNbTzdTNN8RiW24E=

支持的哈希算法

PASSWORD_HASHERS = [
    'django.contrib.auth.hashers.PBKDF2PasswordHasher',
    'django.contrib.auth.hashers.PBKDF2SHA1PasswordHasher',
    'django.contrib.auth.hashers.Argon2PasswordHasher',
    'django.contrib.auth.hashers.BCryptSHA256PasswordHasher',
    'django.contrib.auth.hashers.BCryptPasswordHasher',
]

默认使用的是 PBKDF2PasswordHasher：

PBKDF2 是基于密钥的密码派生函数，它使用一个伪随机函数（PRF）和一个盐值来从给定密码派生出一个密钥。
PBKDF2 算法的核心是迭代的使用 PRF 函数，将每一次迭代的输出与前一次迭代的输出进行异或，生成最终的派生密钥。

大概逻辑如下：

import hashlib
import binascii
import os

class PBKDF2PasswordHasher:
    algorithm = 'pbkdf2_sha256'
    iterations = 100000

    def salt(self):
        return binascii.hexlify(os.urandom(16)).decode()

    def encode(self, password, salt):
        dk = hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', password.encode(), salt.encode(), self.iterations)
        return '%d$%s$%s' % (self.iterations, salt, binascii.hexlify(dk).decode())

    def verify(self, password, encoded):
        iterations, salt, dk = encoded.split('$')
        iterations = int(iterations)
        hashed_password = self.encode(password, salt)
        return hashed_password == encoded

生成密码

from django.contrib.auth.hashers import make_password

password = '123456'
hashed_password = make_password(password)

验证密码

from django.contrib.auth.hashers import check_password

is_correct_password = check_password(password, hashed_password)

#76 Web URL 参数

#75 unzip 压缩工具

zip -e archive.zip file1.txt file2.txt

unzip -l archive.zip # 列出

# 解压缩
unzip archive.zip
unzip -o archive.zip # 覆盖
unzip archive.zip file1.txt file2.txt -d /path/to/directory/ # 指定文件，指定目录
unzip -P password archive.zip # 有密码的压缩文件

#74 Linux 信号

信号

信号可以被捕获，或者被忽略，除了 9 KILL 和 19 STOP。

信号值

Ubuntu:

$ kill -l
HUP INT QUIT ILL TRAP IOT BUS FPE KILL USR1 SEGV USR2 PIPE ALRM TERM STKFLT CHLD CONT STOP TSTP TTIN TTOU URG XCPU XFSZ VTALRM PROF WINCH POLL PWR SYS

$ type kill
kill is a shell builtin

$ /usr/bin/kill -L
 1 HUP      2 INT      3 QUIT     4 ILL      5 TRAP     6 ABRT     7 BUS
 8 FPE      9 KILL    10 USR1    11 SEGV    12 USR2    13 PIPE    14 ALRM
15 TERM    16 STKFLT  17 CHLD    18 CONT    19 STOP    20 TSTP    21 TTIN
22 TTOU    23 URG     24 XCPU    25 XFSZ    26 VTALRM  27 PROF    28 WINCH
29 POLL    30 PWR     31 SYS

CentOS:

$ kill -l
 1) SIGHUP       2) SIGINT       3) SIGQUIT      4) SIGILL       5) SIGTRAP
 6) SIGABRT      7) SIGBUS       8) SIGFPE       9) SIGKILL     10) SIGUSR1
11) SIGSEGV     12) SIGUSR2     13) SIGPIPE     14) SIGALRM     15) SIGTERM
16) SIGSTKFLT   17) SIGCHLD     18) SIGCONT     19) SIGSTOP     20) SIGTSTP
21) SIGTTIN     22) SIGTTOU     23) SIGURG      24) SIGXCPU     25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM   27) SIGPROF     28) SIGWINCH    29) SIGIO       30) SIGPWR
31) SIGSYS      34) SIGRTMIN    35) SIGRTMIN+1  36) SIGRTMIN+2  37) SIGRTMIN+3
38) SIGRTMIN+4  39) SIGRTMIN+5  40) SIGRTMIN+6  41) SIGRTMIN+7  42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9  44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12
53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9  56) SIGRTMAX-8  57) SIGRTMAX-7
58) SIGRTMAX-6  59) SIGRTMAX-5  60) SIGRTMAX-4  61) SIGRTMAX-3  62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1  64) SIGRTMAX

1. HUP 终端关闭
2. INT Ctrl + C
3. QUIT 终端退出 Ctrl + 4 or \
4. ILL
5. TRAP
6. IOT/ABRT
7. BUS
8. FPE
9. KILL 常来自 kill -9
10. USR1
11. SEGV
12. USR2
13. PIPE
14. ALRM
15. TERM
16. STKFLT
17. CHLD 子进程终止
18. CONT
19. STOP
20. TSTP 终端挂起 Ctrl + Z
21. TTIN
22. TTOU
23. URG
24. XCPU
25. XFSZ
26. VTALRM
27. PROF
28. WINCH 终端窗口大小改变
29. POLL
30. PWR
31. SYS

由于 9 KILL 不能被捕获，设计软件时可以捕获 15 TERM, 进行清理操作，然后需要杀进程时，先尝试 kill -15。

附: 信号表（来自 man 7 signal）

#73 Apache: client denied by server configuration

2.2 版本下的权限控制语句在 2.4 下已经不再适用，需要做一些调整。

Order deny,allow
Deny from all

应该改成：Require all denied

Order deny,allow
Deny from all
Allow from example.com

应该改成：Require host example.com

Order allow,deny
Allow from all

应该改成：Require all granted

嗯，挺好，新语法更加简单。

#72 Linux 时间: atime, mtime, ctime

Linux 文件的三种时间:

• atime 访问时间 Access
• ctime 修改时间 Change, 文件状态变化
• mtime 修改时间 Modify, 文件内容变化

注意：如果 chmod，chown，mv 等不改变文件内容的操作，ctime 变化，mtime 不变。
但是文件内容变化的时候，ctime 和 mtime 都会变化，文件大小没有变化也是一样。
如果通过充定向的方式改变文件内容（> or >>），atime 不会发生变化。

之前有一个测试，可以参考: 2013/04/07, ls 按时间排序

Linux 并没有创建时间，这是令人费解的，可能是早期文件系统没有这个信息吧。

PS: 关于文件的创建时间，参考：2021-12-12 Linux 文件创建时间。

#71 常见 Web 系统

• HRM: Human Resource Management 人力资源管理
• CRM: Customer Relationship Management 客户关系管理
• OA: Office Automation 办公自动化
• ERP: Enterprise Resource Planning 企业资源计划
• SCM: Supply Chain Management
• EAM: Enterprise Asset Management
• FM: Financial Management 财务管理
• PLM: Product Lifecycle Management 产品生命周期管理
• WMS: Warehouse Management System 仓库管理系统
• BPM: Business Process Management 业务流程管理
• MIS: Management Information System 管理信息系统
• EIS: Enterprise Information System 企业信息系统
• OIS: Operations Information System 运营信息系统
• ESS: Enterprise Service System 企业服务系统
• CSM: Customer Service Management 客户服务管理
• BSS: Business Support System 业务支持系统

制造业

• MES: Manufacturing Engineering System 工艺设计系统

建筑业

• BIM: Building Information Model 建筑信息模型

医院

• HIS: Hospital Information System 医院信息化系统
• LIS: Laboratory Information System 化验室信息化系统
• PACS: Patient Administration and Care System 患者管理和护理系统