如何在Linux集群中设置并使用ipvsadm命令

最编程 2024-08-10 20:43:44

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在日常的使用中，一台服务器足够胜任很多的工作，但是当很多人同时访问的时候就会显得稍有些无力，这个时候。可以有两种解决的方法，第一种是不断的改善这台服务器的性能，但是总是会有一个上限存在，而且提升的效果并不明显。另外一种方法就是使用多台服务器，来均摊需要处理的任务，这就是集群，通过一定的组合方式，将很多功能一样的服务器祖喝道一起，但是使用时感受不到他们的差异。组合的方式目前有四种，分别是lvs-nat、lvs-dr、lvs-tunnel和热心网友提供的lvs-fullnat，在Linux内核中仅支持前三种，最后一种如果想要使用需要自己重新编译内核。在开始介绍之前我们需要了解几个常用术语：

 
        vs:virtual server，构成集群的调度器（中心节点）
       
        rs:real server，用户只能找到vs，但是真正提供服务的是rs
       
        CIP：Client IP，客户端的IP地址，即请求发送方的IP地址
       
        VIP：Virtual Server IP，，虚拟服务器的虚拟IP地址，客户端访问的目的地址
       
        DIP：Director IP，调度器IP地址，向后方Real Server转发客户端请求时使用的IP地址
       
        RIP：Real Server IP，后方真实服务器的IP地址

简单来说就是当用户访问服务器的时候首先访问到的是调度器，然后由调度器查看有哪一台集群中的服务器是相对空闲，那么就将请求送到这一台服务器上进行处理。用户的地址叫做CIP，用户访问的地址叫做VIP，调度器上用于访问集群的地址叫做DIP，集群中各个服务器的地址叫做RIP。下面开始依次介绍各种集群方式。

一、lvs-nat

这种方式构建集群的架构如图所示：

首先由客户端的CIP发起请求，由调度器分发到后端服务器上进行处理，在处理之后返回处理结果。具体是哪个主机由调度器根据算法进行选择，根据lvs在调度时是否考虑各RS当前的负载状态，可以将调度算法分为两类，分别是静态算法和动态算法，静态算法是事先就将分配的过程安排好，而动态算法是在实时的处理过程中根据服务器的忙碌程度进行分配。（每种架构方式使用的基本都是如下算法，后边不再重复说明）

静态算法，根据算法本身的特点进行调度，注重起点公平，包括以下几种：

 
        RR：RoundRobin，轮询（一人一个任务，但是有的服务器性能好，有的差，所以这种分配方式不太好）
       
        WRR：Weighted RR，加权轮询（有额外的权重干扰分配结果）（能力越大责任越大）（权重高，代表工作能力强，就会被多分配任务）
       
        SH：Source Hashing，源地址哈希，将来自于同一个IP地址的请求始终发往后端第一次被挑中的RS，从而可以实现会话绑定，例如购物等操作，最好要保持在同一台服务器上
       
        DH：Destination Hashing，目的地址哈希，将发往同一个目标地址的请求，始终发送至后端第一次被挑中的RS，一般用于正向代理服务器集群

动态算法，主要根据每个RS当前的负载状态进度调度，注重结果公平，包括以下几种：

（后端RS的负载情况，用Overhead表示，使用这个变量可以来实时的观测任务最好分配给哪台服务器，通过active connection（活动的连接数）和inavtive connection（不活动的连接数）来进行计算）

 
        LC：least connections，最少连接数

计算公式：Overhead=activeconnections*256+inactiveconnections

注意：第一次调度时，按照在ipvsadm中配置的顺序自上而下进行分配

 
        WLC：Weighted LC，加权最小连接（如果在部署时未指定，默认为这个）

计算公式：Overhead=(activeconnections*256+inactiveconnections)/weight

注意：第一次调度时，按照在ipvsadm中配置的顺序自上而下进行分配，权重在第一次调度时不发挥作用

 
        SED：Shortest Expection Delay，最短期望延迟

计算公式：Overhead=(activeconnections+1)*256/weight

注意：SED可以解决起点不公平的问题，但是在权重差距比较大时，可能会导致不公平

例如：weight一个1，一个10，那么为10的会连续获得多个任务

 
        NQ：Never Queue，改进版的SED算法，首次调度时，根据后端RS的权重依次为每台RS分配一个连接；然后再按照SED算法调度；必然会保证后端每台RS至少有一个 activeconnection;
       
        LBLC：Locality-Based Least Connections：基于本地的最少连接，动态的DH算法
       
        LBLCR：LBLC with Replication，带有复制功能的LBLC

集群部署时最难的是理解架构方式，在理解了之后，部署是十分简单的，在lvs-nat的方式下，我们只需要将各个网段设置好，使相同网段之间能够ping通即可，然后在调度器上使用“ipvsadm”命令（在内核中有ipvs，是实现集群的功能，主要工作在INPUT链上，ipvs(INPUT)：内核中的TCP/IP协议栈上的组件，而ipvsadm用来编写规则送给ipvs（类似于防火墙的iptables软件的功能，是用户空间中的用于编写ipvs规则的组件）查看内核中是否支持ipvs功能：~]# grep -i -C 10 "ipvs" /boot/config*）：

 
        ipvsadm：
       
        格式： 
       
        ipvsadm -A|E -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p [timeout]] 
       
        ipvsadm -D -t|u|f service-address 
       
        ipvsadm -C 
       
        ipvsadm -R 
       
        ipvsadm -S [-n] 
       
        ipvsadm -a|e -t|u|f service-address -r server-address [-g|i|m] [-w weight] 
       
        ipvsadm -d -t|u|f service-address -r server-address 
       
        ipvsadm -L|l [options] 
       
        ipvsadm -Z [-t|u|f service-address] 
       
        ipvsadm --
        set 
        tcp tcpfin udp 
       
        ipvsadm --start-daemon state [--mcast-interface interface] 
       
        [--syncid syncid] 
       
        ipvsadm --stop-daemon state 
       
        ipvsadm -h

        管理集群服务：增，删，改（对集群整体的处理）
       
        增加lvs集群服务：ipvsadm -A -t|u|f service-address [-s scheduler] [-p [timeout]] 
       
        -t：基于TCP协议的集群服务 
       
        service-address：与VIP绑定的套接字 
       
        -u：基于UDP服务的集群服务 
       
        service-address：与VIP绑定的套接字 
       
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										如何在Linux集群中设置并使用ipvsadm命令									
								
										包婷婷 （201550484）作业一   统计软件简介与数据操作-SPSS(Statistical Product and Service Solutions)，"统计产品与服务解决方案"软件。最初软件全称为"(SolutionsStatistical Package for the Social Sciences)，但是随着SPSS产品服务领域的扩大和服务深度的增加，SPSS公司已于2000年正式将英文全称更改为"统计产品与服务解决方案"，标志着SPSS的战略方向正在做出重大调整。为IBM公司推出的一系列用于统计学分析运算、数据挖掘、预测分析和决策支持任务的软件产品及相关服务的总称SPSS，有Windows和Mac OS X等版本。 
 1984年SPSS总部首先推出了世界上第一个统计分析软件微机版本SPSS/PC+，开创了SPSS微机系列产品的开发方向，极大地扩充了它的应用范围，并使其能很快地应用于自然科学、技术科学、社会科学的各个领域。世界上许多有影响的报刊杂志纷纷就SPSS的自动统计绘图、数据的深入分析、使用方便、功能齐全等方面给予了高度的评价。 
 R统计软件介绍 
 R是一套完整的数据处理、计算和制图软件系统。其功能包括:数据存储和处理系统;数组运算工具(其向量、矩阵运算方面功能尤其强大);完整连贯的统计分析工具;优秀的统计制图功能;简便而强大的编程语言:可操纵数据的输入和输出，可实现分支、循环，用户可自定义功能。 
 与其说R是一种统计软件，还不如说R是一种数学计算的环境，因为R并不是仅仅提供若干统计程序、使用者只需指定数据库和若干参数便可进行一个统计分析。R的思想是:它可以提供一些集成的统计工具，但更大量的是它提供各种数学计算、统计计算的函数，从而使使用者能灵活机动的进行数据分析，甚至创造出符合需要的新的统计计算方法。 
 该语言的语法表面上类似 C，但在语义上是函数设计语言(functional programming language)的变种并且和Lisp 以及 APL有很强的兼容性。特别的是，它允许在"语言上计算"(computing on the language)。这使得它可以把表达式作为函数的输入参数，而这种做法对统计模拟和绘图非常有用。 
 R是一个免费的*软件，它有UNIX、LINUX、MacOS和WINDOWS版本，都是可以免费下载和使用的。在R主页那儿可以下载到R的安装程序、各种外挂程序和文档。在R的安装程序中只包含了8个基础模块，其他外在模块可以通过CRAN获得。 
   
 二、R语言 
 R是用于统计分析、绘图的语言和操作环境。R是属于GNU系统的一个*、免费、源代码开放的软件，它是一个用于统计计算和统计制图的优秀工具。 
 
   R作为一种统计分析软件，是集统计分析与图形显示于一体的。它可以运行于UNIX,Windows和Macintosh的操作系统上，而且嵌入了一个非常方便实用的帮助系统，相比于其他统计分析软件，R还有以下特点： 
  
   1.R是*软件。这意味着它是完全免费,开放源代码的。可以在它的网站及其镜像中下载任何有关的安装程序、源代码、程序包及其源代码、文档资料。标准的安装文件身自身就带有许多模块和内嵌统计函数,安装好后可以直接实现许多常用的统计功能。[2] 
    
   2.R是一种可编程的语言。作为一个开放的统计编程环境,语法通俗易懂,很容易学会和掌握语言的语法。而且学会之后,我们可以编制自己的函数来扩展现有的语言。这也就是为什么它的更新速度比一般统计软件,如,SPSS,SAS等快得多。大多数最新的统计方法和技术都可以在R中直接得到。[2] 
    
   3. 所有R的函数和数据集是保存在程序包里面的。只有当一个包被载入时,它的内容才可以被访问。一些常用、基本的程序包已经被收入了标准安装文件中,随着新的统计分析方法的出现,标准安装文件中所包含的程序包也随着版本的更新而不断变化。在另外版安装文件中,已经包含的程序包有：base一R的基础模块、mle一极大似然估计模块、ts一时间序列分析模块、mva一多元统计分析模块、survival一生存分析模块等等.[2] 
    
   4.R具有很强的互动性。除了图形输出是在另外的窗口处，它的输入输出窗口都是在同一个窗口进行的，输入语法中如果出现错误会马上在窗口口中得到提示,对以前输入过的命令有记忆功能,可以随时再现、编辑修改以满足用户的需要。输出的图形可以直接保存为JPG,BMP,PNG等图片格式,还可以直接保存为PDF文件。另外,和其他编程语言和数据库之间有很好的接口。[2] 
    
   5.如果加入R的帮助邮件列表一,每天都可能会收到几十份关于R的邮件资讯。可以和全球一流的统计计算方面的专家讨论各种问题,可以说是全世界最大、最前沿的统计学家思维的聚集地.[2] 
    
   R是基于S语言的一个GNU项目，所以也可以当作S语言的一种实现，通常用S语言编写的代码都可以不作修改的在R环境下运行。 R的语法是来自Scheme。R的使用与S-PLUS有很多类似之处，这两种语言有一定的兼容性。S-PLUS的使用手册，只要稍加修改就可作为R的使用手册。所以有人说：R，是S-PLUS的一个“克隆”。 
  
   但是请不要忘了：R是免费的(R is free)。R语言源代码托管在github，具体地址可以看参考资料。[3] 
    。 
  
   R语言的下载可以通过CRAN的镜像来查找。 
  
   R语言有域名为.cn的下载地址，有六个，其中两个由Datagurn，由 
  中国科学技术大学提供的。R语言Windows版，其中由两个下载地点是Datagurn和 
  USTC提供的。 
  
   三、stata 
  
   Stata 是一套提供其使用者数据分析、数据管理以及绘制专业图表的完整及整合性统计软件。它提供许许多多功能，包含线性混合模型、均衡重复反复及多项式普罗比模式。用Stata绘制的统计图形相当精美。 
  新版本的STATA采用最具亲和力的窗口接口，使用者自行建立程序时，软件能提供具有直接命令式的语法。Stata提供完整的使用手册，包含统计样本建立、解释、模型与语法、文献等超过一万余页的出版品。 
  除此之外，Stata软件可以透过网络实时更新每天的最新功能，更可以得知世界各地的使用者对于STATA公司提出的问题与解决之道。使用者也可以透过Stata. Journal获得许许多多的相关讯息以及书籍介绍等。另外一个获取庞大资源的管道就是Statalist，它是一个独立的listserver，每月交替提供使用者超过1000个讯息以及50个程序。 
   
  四、PYTHON									
								
										windows下进程间通信的（13种方法）-摘 要 本文讨论了进程间通信与应用程序间通信的含义及相应的实现技术，并对这些技术的原理、特性等进行了深入的分析和比较。 
  ---- 关键词 信号 管道 消息队列 共享存储段 信号灯 远程过程调用 Socket套接字 MQSeries 
  
1 引言 
  ---- 进程间通信的主要目的是实现同一计算机系统内部的相互协作的进程之间的数据共享与信息交换，由于这些进程处于同一软件和硬件环境下，利用操作系统提供的的编程接口，用户可以方便地在程序中实现这种通信；应用程序间通信的主要目的是实现不同计算机系统中的相互协作的应用程序之间的数据共享与信息交换，由于应用程序分别运行在不同计算机系统中，它们之间要通过网络之间的协议才能实现数据共享与信息交换。进程间通信和应用程序间通信及相应的实现技术有许多相同之处，也各有自己的特色。即使是同一类型的通信也有多种的实现方法，以适应不同情况的需要。 
  ---- 为了充分认识和掌握这两种通信及相应的实现技术，本文将就以下几个方面对这两种通信进行深入的讨论：问题的由来、解决问题的策略和方法、每种方法的工作原理和实现、每种实现方法的特点和适用的范围等。 
  
2 进程间的通信及其实现技术 
  ---- 用户提交给计算机的任务最终都是通过一个个的进程来完成的。在一组并发进程中的任何两个进程之间，如果都不存在公共变量，则称该组进程为不相交的。在不相交的进程组中，每个进程都独立于其它进程，它的运行环境与顺序程序一样，而且它的运行环境也不为别的进程所改变。运行的结果是确定的，不会发生与时间相关的错误。 
  ---- 但是，在实际中，并发进程的各个进程之间并不是完全互相独立的，它们之间往往存在着相互制约的关系。进程之间的相互制约关系表现为两种方式： 
  ---- （1） 间接相互制约：共享CPU 
  ---- （2） 直接相互制约：竞争和协作 
  ---- 竞争——进程对共享资源的竞争。为保证进程互斥地访问共享资源，各进程必须互斥地进入各自的临界段。 
  ---- 协作——进程之间交换数据。为完成一个共同任务而同时运行的一组进程称为同组进程，它们之间必须交换数据，以达到协作完成任务的目的，交换数据可以通知对方可以做某事或者委托对方做某事。 
  ---- 共享CPU问题由操作系统的进程调度来实现，进程间的竞争和协作由进程间的通信来完成。进程间的通信一般由操作系统提供编程接口，由程序员在程序中实现。UNIX在这个方面可以说最具特色，它提供了一整套进程间的数据共享与信息交换的处理方法——进程通信机制（IPC）。因此，我们就以UNIX为例来分析进程间通信的各种实现技术。 
  ---- 在UNIX中，文件（File）、信号（Signal）、无名管道（Unnamed Pipes）、有名管道（FIFOs）是传统IPC功能；新的IPC功能包括消息队列（Message queues）、共享存储段（Shared memory segment）和信号灯（Semapores）。 
  ---- （1） 信号 
  ---- 信号机制是UNIX为进程中断处理而设置的。它只是一组预定义的值，因此不能用于信息交换，仅用于进程中断控制。例如在发生浮点错、非法内存访问、执行无效指令、某些按键（如ctrl-c、del等）等都会产生一个信号，操作系统就会调用有关的系统调用或用户定义的处理过程来处理。 
  ---- 信号处理的系统调用是signal，调用形式是： 
  ---- signal(signalno,action) 
  ---- 其中，signalno是规定信号编号的值，action指明当特定的信号发生时所执行的动作。 
  ---- （2） 无名管道和有名管道 
  ---- 无名管道实际上是内存中的一个临时存储区，它由系统安全控制，并且独立于创建它的进程的内存区。管道对数据采用先进先出方式管理，并严格按顺序操作，例如不能对管道进行搜索，管道中的信息只能读一次。 
  ---- 无名管道只能用于两个相互协作的进程之间的通信，并且访问无名管道的进程必须有共同的祖先。 
  ---- 系统提供了许多标准管道库函数，如： 
  pipe——打开一个可以读写的管道；
close——关闭相应的管道；
read——从管道中读取字符；
write——向管道中写入字符；
 
  ---- 有名管道的操作和无名管道类似，不同的地方在于使用有名管道的进程不需要具有共同的祖先，其它进程，只要知道该管道的名字，就可以访问它。管道非常适合进程之间快速交换信息。 
  ---- （3） 消息队列（MQ） 
  ---- 消息队列是内存中独立于生成它的进程的一段存储区，一旦创建消息队列，任何进程，只要具有正确的的访问权限，都可以访问消息队列，消息队列非常适合于在进程间交换短信息。 
  ---- 消息队列的每条消息由类型编号来分类，这样接收进程可以选择读取特定的消息类型——这一点与管道不同。消息队列在创建后将一直存在，直到使用msgctl系统调用或iqcrm -q命令删除它为止。 
  ---- 系统提供了许多有关创建、使用和管理消息队列的系统调用，如： 
  ---- int msgget(key,flag)——创建一个具有flag权限的MQ及其相应的结构，并返回一个唯一的正整数msqid（MQ的标识符）； 
  ---- int msgsnd(msqid,msgp,msgsz,msgtyp,flag)——向队列中发送信息； 
  ---- int msgrcv(msqid,cmd,buf)——从队列中接收信息； 
  ---- int msgctl(msqid,cmd,buf)——对MQ的控制操作； 
  ---- （4） 共享存储段（SM） 
  ---- 共享存储段是主存的一部分，它由一个或多个独立的进程共享。各进程的数据段与共享存储段相关联，对每个进程来说，共享存储段有不同的虚拟地址。系统提供的有关SM的系统调用有： 
  ---- int shmget(key,size,flag)——创建大小为size的SM段，其相应的数据结构名为key，并返回共享内存区的标识符shmid； 
  ---- char shmat(shmid,address,flag)——将当前进程数据段的地址赋给shmget所返回的名为shmid的SM段； 
  ---- int shmdr(address)——从进程地址空间删除SM段； 
  ---- int shmctl (shmid,cmd,buf)——对SM的控制操作； 
  ---- SM的大小只受主存限制，SM段的访问及进程间的信息交换可以通过同步读写来完成。同步通常由信号灯来实现。SM非常适合进程之间大量数据的共享。 
  ---- （5） 信号灯 
  ---- 在UNIX中，信号灯是一组进程共享的数据结构，当几个进程竞争同一资源时（文件、共享内存或消息队列等），它们的操作便由信号灯来同步，以防止互相干扰。 
  ---- 信号灯保证了某一时刻只有一个进程访问某一临界资源，所有请求该资源的其它进程都将被挂起，一旦该资源得到释放，系统才允许其它进程访问该资源。信号灯通常配对使用，以便实现资源的加锁和解锁。 
  ---- 进程间通信的实现技术的特点是：操作系统提供实现机制和编程接口，由用户在程序中实现，保证进程间可以进行快速的信息交换和大量数据的共享。但是，上述方式主要适合在同一台计算机系统内部的进程之间的通信。 
  
3 应用程序间的通信及其实现技术 
  ---- 同进程之间的相互制约一样，不同的应用程序之间也存在竞争和协作的关系。UNIX操作系统也提供一些可用于应用程序之间实现数据共享与信息交换的编程接口，程序员可以通过自己编程来实现。如远程过程调用和基于TCP/IP协议的套接字（Socket）编程。但是，相对普通程序员来说，它们涉及的技术比较深，编程也比较复杂，实现起来困难较大。 
  ---- 于是，一种新的技术应运而生——通过将有关通信的细节完全掩盖在某个独立软件内部，即底层的通讯工作和相应的维护管理工作由该软件内部来实现，用户只需要将通信任务提交给该软件去完成，而不必理会它的具体工作过程——这就是所谓的中间件技术。 
  ---- 我们在这里分别讨论这三种常用的应用程序间通信的实现技术——远程过程调用、会话编程技术和MQSeries消息队列技术。其中远程过程调用和会话编程属于比较低级的方式，程序员参与的程度较深，而MQSeries消息队列则属于比较高级的方式，即中间件方式，程序员参与的程度较浅。 
  ---- 4．1 远程过程调用（RPC）									
								
										F#探险之旅（二）：函数式编程（上）-函数式编程范式简介 F#主要支持三种编程范式：函数式编程（Functional Programming，FP）、命令式编程（Imperative Programming）和面向对象（Object-Oriented，OO）的编程。回顾它们的历史，FP是最早的一种范式，第一种FP语言是IPL，产生于1955年，大约在Fortran一年之前。第二种FP语言是Lisp，产生于1958，早于Cobol一年。Fortan和Cobol都是命令式编程语言，它们在科学和商业领域的迅速成功使得命令式编程在30多年的时间里独领风骚。而产生于1970年代的面向对象编程则不断成熟，至今已是最流行的编程范式。有道是“*代有语言出，各领风骚数十年”。 尽管强大的FP语言（SML，Ocaml，Haskell及Clean等）和类FP语言（APL和Lisp是现实世界中最成功的两个）在1950年代就不断发展，FP仍停留在学院派的“象牙塔”里；而命令式编程和面向对象编程则分别凭着在商业领域和企业级应用的需要占据领先。今天，FP的潜力终被认识——它是用来解决更复杂的问题的（当然更简单的问题也不在话下）。 纯粹的FP将程序看作是接受参数并返回值的函数的集合，它不允许有副作用（side effect，即改变了状态），使用递归而不是循环进行迭代。FP中的函数很像数学中的函数，它们都不改变程序的状态。举个简单的例子，一旦将一个值赋给一个标识符，它就不会改变了，函数不改变参数的值，返回值是全新的值。 FP的数学基础使得它很是优雅，FP的程序看起来往往简洁、漂亮。但它无状态和递归的天性使得它在处理很多通用的编程任务时没有其它的编程范式来得方便。但对F#来说这不是问题，它的优势之一就是融合了多种编程范式，允许开发人员按照需要采用最好的范式。 关于FP的更多内容建议阅读一下这篇文章：Why Functional Programming Matters（中文版）。F#中的函数式编程 从现在开始，我将对F#中FP相关的主要语言结构逐一进行介绍。标识符（Identifier） 在F#中，我们通过标识符给值（value）取名字，这样就可以在后面的程序中引用它。通过关键字let定义标识符，如：

let x = 42

 这看起来像命令式编程语言中的赋值语句，两者有着关键的不同。在纯粹的FP中，一旦值赋给了标识符就不能改变了，这也是把它称为标识符而非变量（variable）的原因。另外，在某些条件下，我们可以重定义标识符；在F#的命令式编程范式下，在某些条件下标识符的值是可以修改的。 标识符也可用于引用函数，在F#中函数本质上也是值。也就是说，F#中没有真正的函数名和参数名的概念，它们都是标识符。定义函数的方式与定义值是类似的，只是会有额外的标识符表示参数：

let add x y = x + y

 这里共有三个标识符，add表示函数名，x和y表示它的参数。关键字和保留字关键字是指语言中一些标记，它们被编译器保留作特殊之用。在F#中，不能用作标识符或类型的名称（后面会讨论“定义类型”）。它们是：

abstract and as asr assert begin class default delegate do donedowncast downto elif else end exception extern false finally forfun function if in inherit inline interface internal land lazy letlor lsr lxor match member mod module mutable namespace new nullof open or override private public rec return sig static structthen to true try type upcast use val void when while with yield

保留字是指当前还不是关键字，但被F#保留做将来之用。可以用它们来定义标识符或类型名称，但编译器会报告一个警告。如果你在意程序与未来版本编译器的兼容性，最好不要使用。它们是：

atomic break checked component const constraint constructor continue eager event external fixed functor global include method mixinobject parallel process protected pure sealed trait virtual volatile

文字值（Literals） 文字值表示常数值，在构建计算代码块时很有用，F#提供了丰富的文字值集。与C#类似，这些文字值包括了常见的字符串、字符、布尔值、整型数、浮点数等，在此不再赘述，详细信息请查看F#手册。 与C#一样，F#中的字符串常量表示也有两种方式。一是常规字符串（regular string），其中可包含转义字符；二是逐字字符串（verbatim string），其中的（"）被看作是常规的字符，而两个双引号作为双引号的转义表示。下面这个简单的例子演示了常见的文字常量表示：

let message = "Hello World"r"n!" // 常规字符串let dir = @"C:"FS"FP" // 逐字字符串let bytes = "bytes"B // byte 数组let xA = 0xFFy  // sbyte, 16进制表示let xB = 0o777un // unsigned native-sized integer，8进制表示let print x = printfn "%A" xlet main =     print message;     print dir;     print bytes;     print xA;     print xB;      main

 Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式，适用于任何类型的值，也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数（Values and Functions） 在F#中函数也是值，F#处理它们的语法也是类似的。

let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result

 可以看到定义值n和函数add的语法很类似，只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值，也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说，它定义在add的基础上，它只向add传递了一个参数，这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念，F(x, y) = x + y，G(y) = F(4, y)，实际上G(y) = 4 + y，G也是一个函数，它接收一个参数，这个地方是不是很类似？这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化（curried function）。 当然对某些函数来说，传递部分参数是无意义的，此时需要强制提供所有参数，可是将参数括起来，将它们转换为元组（tuple）。下面的例子将不能编译通过：

let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4

 必须为sub提供两个参数，如sub(4, 5)，这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说，前者具有更高的灵活性，一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值，我们应当将这些行进行缩进：

let halfWay a b =     let dif = b - a     let mid = dif / 2     mid + a

 需要注意的是，缩进时要用空格而不是Tab，如果你不想每次都按几次空格键，可以在VS中设置，将Tab字符自动转换为空格；虽然缩进的字符数没有限制，但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域（Scope）作用域是编程语言中的一个重要的概念，它表示在何处可以访问（使用）一个标识符或类型。所有标识符，不管是函数还是值，其作用域都从其声明处开始，结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言，一旦为其赋值，它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用，这意味着在定义过程中不能使用自身的值。

let defineMessage =     let message = "Help me" print_endline message // error 

 对于在函数内部定义的标识符，一般而言，它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们，有时这会很有用，对于某些函数来说，计算过程涉及多个中间值，因为值是不可修改的，所以我们就需要定义多个标识符，这就要求我们去维护这些标识符的名称，其实是没必要的，这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型，但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全，其基本意义是F#会避免对值的错误操作，比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。

let changeType =     let x = 1     let x = "change me"     let x = x + 1     print_string x

 在本例的函数中，第一行和第二行都没问题，第三行就有问题了，在重定义x的时候，赋给它的值是x + 1，而x是字符串，与1相加在F#中是非法的。 另外，如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。

let printMessages =     let message = "fun value"     printfn "%s" message;     let innerFun  =         let message = "inner fun value"         printfn "%s" message     innerFun      printfn "%s" message      printMessages

 打印结果：

fun value inner fun valuefun value

 最后一次不是inner fun value，因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值，其有效范围仅仅在innerFun内部。递归（Recursion）递归是编程中的一个极为重要的概念，它表示函数通过自身进行定义，亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数：

let rec factorial x =     match x with     | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0"       | 0 -> 1     | x -> x * factorial(x - 1)

 这里使用了模式匹配（F#的一个很棒的特性），其C#版本为：

public static long Factorial(int n) {     if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); }     if (n == 0) { return 1; }     return n * Factorial (n - 1); }

 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心，可能会写出不能终止的递归。匿名函数（Anonymous Function） 定义函数的时候F#提供了第二种方式：使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名，这种函数就是所谓的匿名函数，有时称为lambda函数，这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数，通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun，我们还可以使用function关键字定义匿名函数，它们的区别在于后者可以使用模式匹配（本文后面将做介绍）特性。看下面的例子：

let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2)

 我们可优先考虑fun，因为它更为紧凑，在F#类库中你能看到很多这样的例子。
注意：本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写，在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。
F#系列随笔索引页面


                            
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