辣條的生意經:年營收50億,衛龍進軍資本市場_包裝設計

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11月19日,36氪報道,衛龍計劃明年在香港IPO,募資10億美元。報道中提到,衛龍目前在與中金公司、摩根士丹利和瑞銀合作,商討明年下半年上市事宜。

截至目前,衛龍官方尚未對此消息作出回應。不過,劉衛平曾在2020年初接受媒體採訪時表示,“衛龍食品的上市計劃正在逐步推進,去年會計事務所已進入審計程序,公司已按照上市公司的標準在運營管理。”

實際上,早在2018年就曾有媒體曝出衛龍的境外上市計劃,如今看來,傳聞也並非空穴來風。

這根價值50億的辣條,能讓資本市場買單嗎?

辣條:洪水催生的高毛利生意

“一群大媽用腳踩出來的,味道既奇怪又入味,一定是一群不愛洗腳的大媽光腳踩出來騙小孩的。”諸如此類的坊間傳言同時也是辣條行業生產規範混亂的真實寫照。

“衛龍創始人”劉衛平出生於“辣條故鄉”湖南平江縣的一個普通農村家庭,在劉衛平小的時候,平江縣家家戶戶以製作醬干為生,耳濡目染,劉衛平也從母親那裡學到了醬乾的製作方法。

1998年的那場特大洪水,一下子抬高了大豆的價格,平江縣的醬乾產業因此面臨危機。智慧的平江人民,想出了用麵粉代替大豆的方式,研製出一種叫做辣條的食品,咸辣的味道與醬干相似,但價格卻非常喜人。

就這樣,當時平江縣大部分的醬干企業開始轉產辣條。轉產之後原材料的成本確實變低了,不過,問題也隨之而來。說到底平江縣主產大米,轉產之後平江的麵粉很快便告急了。

尋找小麥盛產地成了平江人的主要任務,沿着京廣線一路北上,盛產小麥的河南地區就成了平江人創業的第二故鄉。

劉衛平也是當時辣條大軍中的一員。採購、製作、送貨,劉衛平一個人就是一條生產線。河南漯河大街上總能看見劉衛平推車叫賣辣條的身影。

2001年,劉衛平在漯河鐵東開發區開了家名叫“平平”的食品加工廠。公司成立之初劉衛平便註冊了“衛龍”商標。

經過前期的摸索,劉衛平發現辣條比較受小朋友喜歡,所以他改變了銷售模式,從一開始的挨家挨戶推銷,變成“主攻”中小學生群體。趁着放學的時間,劉衛平帶着自己研製的新品辣條給學生們品嘗。了解學生們喜歡的辣條口味之後,劉衛平用了幾個月的時間研製出面製品、豆製品、海產肉類等12種口味的辣條。

當時劉衛平的辣條事業剛剛起步,也沒資金打廣告,於是他想到了一個省錢的法子:雇當地的农民搞地推。

沒過多久,以衛龍辣條加工廠為中心,周邊方圓200公里,從家樂福、沃爾瑪超市,到學校、社區小賣部,隨處可見衛龍辣條的海報。

最初的辣條行業處於野蠻生長期,由於其製作成本低、製作流程簡單,很快大大小小的辣條作坊就在湖南遍地開花。據粗略統計,辣條發源地湖南最鼎盛時期有1000家辣條企業,河南辣條企業最多的時候也有將近300家。

入行前幾年,很多人只想賺快錢。沒有正規的生產標準,包裝簡單的小作坊辣條陪伴了很多小鎮學生的童年。由於非法使用添加劑,食品安全事故時有發生。

辣條遭重創,衛龍逃出生天

2005年,一家辣條黑作坊在生產原料中非法添加霉剋星被央視曝光。

一夜間,辣條行業成了過街老鼠,人人喊打,很多辣條企業也因此元氣大傷。

當時很多製作辣條的小作坊都存在着製作流程不規範、生產環境差的問題。

2007年,國家質檢總局將平江列為全國食品安全重點整治縣,對辣條行業進行大整頓,展開地毯式檢查。

據新京報報道,從2015年到2017年6月,全國有15個省份共計131家辣條生產企業的195批次辣條上了食葯監局的“黑名單”。在通報的180起食品安全問題中,食品添加劑不合格是主要原因。

在2019年的315晚會上,五毛辣條小作坊就因為環境髒亂差被點名,辣條的製作過程比較簡單,這些小作坊的生產主要依賴於人工。在已經被曝光出來的場景中可以看到,負責生產辣條的工人衣着隨意,在不戴手套的情況下手動分裝辣條。

這些在髒亂環境下由人工生產出來的三無辣條,基本上都賣給了附近學校的祖國花朵們。

不誇張的講,從辣條誕生開始,關於它的各種流言就在江湖上流傳,“辣條是衛生紙做的”“辣條裏面的油是屍油、是地溝油。在衛龍之前,深受學生們喜愛的周小玲辣條也因“屍油”傳言跌落神壇,從此隱退江湖。

辣條行業動蕩不安,劉衛平似乎並沒有受到影響。在辣條行業曝出添加劑醜聞之前,2004年,衛龍作為全國首家成立公司併入駐工業園的辣條企業,斥百萬巨資建廠房、引入歐洲生產線、並把包裝機從半自動變為全自動。

而後,衛龍內部還建立了自己的產品技術標準體系、質量管理體系,聘請資深的質檢機構。

從2005年到2009年,衛龍在河南漯河、駐馬店、扶溝多個生產基地投放,成為河南省著名品牌。

為了讓大家接受衛龍,特別是拉近和年輕人的距離,2010年衛龍邀請趙薇作為品牌代言人;2012年,衛龍邀請楊冪代言“親嘴燒”、“親嘴豆乾”等系列產品。

辣條行業被詬病不是一天两天了,光靠幾個明星代言人就想改頭換面,顯然是不切實際的。

2014年,剛剛擴大完生產線的衛龍請來了專業的攝影團隊,拍辣條的生產車間、質檢車間、流水線等。隨後,攝影師將照片上傳到網上,不到一天的時間,就有100w+的網友前來圍觀。

這次的偶發事件讓衛龍意識到網絡傳播的巨大影響力。

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2016年,衛龍專門請了暴走漫畫的紅人張全蛋在網上直播衛龍生產辣條的全過程,直播連續播了一個多月,每天都有20w+的網友湧入直播間。

為了證明衛龍不是黑作坊,劉衛平前前後后砸了不少錢費了不少功夫,但他並不虧,衛龍因此在行業內站穩腳跟,大家都知道有種叫“衛龍”的辣條,還算靠譜。

衛龍自衛戰:辣條易守難攻?

今年1月19日,據北京商報報道,在2020年合作夥伴大會上,衛龍董事長劉衛平表示,2019年,衛龍總營收49億元人民幣,相比於2018年營收35億元,增長近43%。2020年衛龍的營收目標是72億元,同比增長47%。

立下這個營收翻番的目標,劉衛平的信心並不只是來源於辣條。衛龍很早就開始布局休閑零食大品類。

2008年,衛龍投資5000萬建廠房、搞產品研發,進軍豆乾市場;

2014年,衛龍第三次投資建廠生產乾脆面和魔芋,同年7月推出新品類“點心面”、“拉麵丸子”和“魔芋爽”;

2017年前後,自熱食品開始走紅,衛龍緊跟潮流布局自熱食品市場,推出自熱火鍋“背鍋俠”,2018年推出“自來熟”辣條火鍋;

2019年,衛龍又開拓了酸辣粉、辣條粽子等產品。

目前,據衛龍天貓官方旗艦店显示,店鋪內銷量第一的親嘴燒和魔芋爽都有15萬+的月銷量。2020年,衛龍又開發了新品類“溏心滷蛋”系列產品。

為了留住消費者的心,衛龍這十幾年來在營銷上也沒少下功夫。

自從村裡通了網,衛龍便開始有意識藉助網絡力量為自己開拓銷售渠道。衛龍曾與暴走漫畫、微博段子手聯合推出了一系列與辣條相關的表情包,意在與年輕人打成一片。

2015年,衛龍入駐天貓、京東等電商平台。有了線上店鋪后,因為層出不窮的奇葩營銷創意,衛龍喜提“營銷界老司機”稱號。

其中,最讓大家津津樂道的營銷案例要數蹭蘋果發布會熱度那次。當時,蘋果剛剛結束iPhone 7發布會,衛龍就順勢在淘寶旗艦店推出了限量500份名為“Hotstrip 7”的新品,頁面設計風格和營銷文案滿滿的蘋果既視感,成功借蘋果給自己打了一波廣告。

2007年,LV春夏時裝大秀上,一款售價近2萬元人民幣的“蛇皮袋包包”在時尚圈走紅。

2018年,衛龍進軍時尚界,把零食放進“蛇皮袋”里,繼承了LV土潮衣缽。

當然今年雙十一,衛龍也沒有停下作妖的腳步。點進店鋪一股鄉村disco氣息撲面而來:大麵筋、小豆皮,舞池裡的007!土潮畫風配衛龍辣條毫無違和感。

衛龍每一次的營銷創意,看似荒誕無厘頭,但幾乎每一次都像長在了熱點上一樣,總能精準戳到年輕人的癢點。衛龍用這種方式一次一次地加深了它在消費者們心中的印象。

品類創新和吸睛的創意營銷確實在休閑零食領域給衛龍爭取了一些發展空間。但行業內的激烈競爭容不得衛龍有半點鬆懈。

休閑零食界的大佬們不可能放棄辣條這個高毛利的好生意。近幾年,良品鋪子、鹽津鋪子、三隻松鼠等行業巨頭接連入局,搶佔辣條行業的市場份額。

以鹽津鋪子為例,據食品時報稱,2019年年初,上市公司鹽津鋪子宣布正式進軍辣條行業,並簽約林更新成為旗下“小新王子”品牌辣條的代言人。2017年鹽津鋪子開始啟動辣條研發項目。投入數千萬元,打造辣條十萬級潔凈車間環境,高薪引進辣條專業人士研發“粗糧辣條”。

財報显示,業績上,2019年全年及2020年上半年,鹽津鋪子的辣條業務分別實現營收為4941.36萬元、2751萬元,同比上漲13817.12%、29.77%。

創始人張學武曾在今年年初召開的2019年年度股東大會上表示,“辣條類大有潛力可挖,今年公司要正式進入辣條行業,爭取5年內辣條單品銷售額達到10億元,并力爭花四到五年的時間做到辣條行業第二的位置”。

在辣條領域,雖說以鹽津鋪子的實力暫時還不能與衛龍抗衡,但作為辣條新勢力同樣不容小覷。

眼下,衛龍除了要與“南玉峰”(麻辣王子)一決高下,還需要面臨與鹽津鋪子、三隻松鼠、鴿鴿、賢哥等諸多品牌的“廝殺”,壓力可見一斑。

休閑食品領域競爭異常激烈,衛龍能否抗住壓力,保持創新力,守住在辣條界的位置,現在還無法下結論。

結語

靠小小的辣條養活集團近萬名員工,關於衛龍的致富傳說一直在江湖上流傳。2019年,衛龍集團創收近50億元人民幣。2020年初,因為突如其來的疫情,很多企業開啟了大規模裁員的模式,衛龍卻發公告給一線員工漲工資,有人粗略地算了一下,衛龍生產基地將近6000名員工,每月每人上調1000元工資,也就是說衛龍每月增加近600萬的工資支出。

知乎上有這樣一個問題:小時候那麼多好吃的,為什麼只有衛龍辣條火了?

高贊回答是這樣的:原本是一個生產公認垃圾食品的辣條小作坊,現在能風風火火進超市和出口,從產品內容到包裝,越來越走心,我很信任衛龍。

從小作坊和都市神秘傳說中向我們走來,衛龍用實際行動為我們揭開辣條的神秘面紗,未來衛龍能否繼續俘獲年輕人的心,一切還需要時間的驗證。

回看2019和即將要過去的2020,三隻松鼠、良品鋪子、來伊份等各大零食品牌先後都踏上了IPO之路,由此可見,除了節日話題營銷、開發新產品這些常規手段,上市也是衛龍提高競爭力的有效手段之一。

上市,機會與挑戰並存,對於衛龍來說也是一個新的開始。

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敘利亞村莊嚴重石油污染 當地溪水、牲畜全染黑_網頁設計公司

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摘錄自2020年7月23日自由時報報導

綜合外媒報導,2011年敘利亞內戰爆發,對石油基礎設施造成影響,荷蘭和平組織PAX指出,庫德族控制的東北部哈塞克省城鎮梅蘭(Rmeilan)的油田設施特別需要關注。根據調查顯示,過去五年內有成千上萬桶石油流入地區的溪水內,威脅數十個村莊民眾的健康和生計。

當地居民表示,冬季的洪水導致儲油設施的廢油蔓延至週遭土地,石油黏在土地和農田上影響收成。水源也受到石油污染,居民飼養的馬喝了受石油污染的水而死亡。被石油覆蓋的溪水支流穿過土地,污染地下水,不斷飄散出惡臭,更導致皮膚病等疾病感染。

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另一處村莊塔爾阿達斯(Tall Adas)的居民也面臨相同的漏油危機,居民馬哈茂德(Hasan Abdul Mahmoud)表示,內戰以來水源已被石油污染,受影響最大的是當地的綿羊,羊毛都沾黏著石油;綿羊和乳牛也因喝到受石油污染的水而死亡。

庫德族政府環境官員奧默(Berivan Omer)表示,這是當局最關切的環境議題之一,但由於需要大量的資金和專業知識,現階段很難找到解決方案。

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拜登宣示重返巴黎協定 澳洲總理樂觀其成_網頁設計公司

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摘錄自2020年11月9日中央社報導

澳洲總理莫里森今天(9日)表示,如果美國總統當選人拜登率美國重返巴黎協定,澳洲樂觀其成。與此同時,莫里森自己再度面臨壓力,得更加緊努力降低澳洲碳排放。

莫里森(Scott Morrison)告訴記者:「我們歡迎美國重回巴黎協定(Paris Agreement),這是我們一直支持的協議。」他說,也歡迎美國重返其他全球性組織,例如世界衛生組織(WHO)。

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美國上週正式退出巴黎氣候協定,但拜登承諾將重新加入,並在2050年達到淨零碳排放。

雖然澳洲各州和領地的政府都採行同樣的2050年淨零碳排放目標,但莫里森的聯邦政府尚未這樣做。澳洲是主要的化石燃料出口國,特別是煤。

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Mobileye 自駕開發成果說明,與 Intel 合作打造整合 SoC 提高安全性_網頁設計公司

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Intel 近年來大舉進軍自駕車市場,在 2017 年時收購了自駕技術公司 Mobileye,經過數年的潛心開發,隨 CES 2021 如火如荼開展, Intel 高級副總裁暨 Mobileye 首席執行官 Amnon Shashua 在今日(1/12)的直播中向全球說明了 Mobileye 與眾不同的目標與豪情壯志。

Mobileye 自駕開發成果說明,與 Intel 合作打造整合 SoC 提高安全性

Shashua 在描述技術的三位一體特色時,著重強調了為何感測器數量比人工駕駛時更多且更高階的重要性,將 REM 映射技術(Road Experience Management)、以規則為基礎的 RSS(Responsibility-Sensitive Safety)駕駛策略、與內建雷達與雷射雷達技術的兩個獨立攝影機等整合成有效解決方案。Mobileye 從技術和業務兩個角度同時切入,將技術降低至可負擔的成本以因應未來的自駕車市場,這點對於全球性的擴散推廣至關重要,整套解決方案利用成本較低的攝影機作為主要感測器,加上相輔相成的輔助系統,從而實現比人類駕駛高出三階的安全標準。Mobileye 採用 True Redundancy 系統,可以更快且更低成本地驗證效能水準。

Shashua 解釋道,未來自駕車將強化對於無線電和光的檢測、測距能力,這方面可以進一步提升道路安全標準,目前 Mobileye 與 Intel 所開發的解決方案,能利用 Intel 自家的製造技術將雷達與雷射雷達放在單一晶片上,同時對演算進行最佳化並有效降低成本。Mobileye 還將推出全新的軟體定義雷達系統,透過全數位化和訊號處理,不同的掃描模式、豐富的原始偵測和多幀跟踪,每秒對物體進行 50 萬次掃描,使其技術更上一層樓。Shashua 還說明了利用 Intel XPU 策略、專業和製造力開發出一種雷射雷達系統單 SoC,有望在 2025 年開始將此技術提供 Mobileye 用於自駕車上。 

Mobileye 現有的技術可以自動繪製世界地圖,每天追踪繪製近 800 萬公里,迄今為止已完成近 10 億公里,此映射過程與其他方法的不同之處在於,它對細節的關注程度不同,這對自駕車的理解和具象環境化的能力相當重要。為了使自駕車實現其挽救生命的目標,它們必須進行推廣並能夠在幾乎所有地區行駛,Mobileye 的自動地圖繪製過程已配屬在各地近 100 萬輛已配備 Mobileye 駕駛輔助技術的車輛上。

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為了展示這些自動地圖的可擴展性特色,Mobileye 將開始在四個新的國家/ 地區擴展測試車隊。該公司會將車輛運送到目的地的團隊後,經過適當的安全培訓,這些車輛將可以上路駕駛,在 2020 年初將在底特律、東京、上海、巴黎和紐約(審核中)啟用新車 。

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第 11 代 Intel Core H 系列處理器發表,賦予新一代電競筆電更驚人的效能_網頁設計公司

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自從去年 Intel 發表了首批第 11 代 Intel Core 處理器之後,Intel 在這次的 CES 2021 線上發表會中首先秀出的就是大家敲碗很久的第 11 代 Intel Core H 系列處理器,這系列高效能系列將 Tiger Lake 的優勢大大施展出來,以後千萬不要小瞧了輕薄電競筆電。

第 11 代 Intel Core H 系列處理器發表,賦予新一代電競筆電更驚人的效能

全新發表的第 11 代 Intel Core H 系列為 35W 功率的處理器,它的出現打破了輕薄遊戲筆電的極限,未來更小、更輕的遊戲筆電也會開始超越其體型限制,擁有強大的效能潛力。具體來說,這系列新處理器以時脈提高到 5Hz 的 Intel Core i7-11375H 特別版為首, 擁有 4 核心架構,可支援 8 個執行緒。

內部整合了 Xe-LP 顯卡,但另外還採用 PCIe Gen 4.0 架構,可供 OEM 廠商添加最新的獨立顯卡。第 11 代 Intel Core H 系列還支援 Intel Killer Wi-Fi 6 或 6E 無線網路連接,並且將對 Thunderbolt 4 的支援納入其中,可使用 3200MHz DDR4 記憶體與 4266MHz LPDDR4 或 LPDDR4X 記憶體。

如果你想要在筆電上擁有桌機的遊戲和創作效能,Intel 還預告在本季稍晚會上市一款 8 核心、時脈 5GHz ,且擁有 20 通道 PCIe Gen 4.0 架構、支援 Intel Killer Wi-Fi 6E(Gig+) 的筆電處理器。

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首批採用第 11 代 Intel Core H 系列的筆電將有望在 CES 2021 接下來的發表會上看到,其中包括 Acer、Asus、Msi 與 Vaio 都將會有新品出現,Intel 預估在今年上半將可看到超過 40 種機型登場。

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為商務打造 Intel vPro 與 Intel Evo vPro 新平台,著重安全性、速度與生產力_網頁設計

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在去年底,Intel 發表了適用於主流筆電的第 11 代 Core U 系列處理器,而後更是積極推動了旗下對輕薄筆電的全新認證 Intel Evo,隨著 CES 2021 推出 H 系列處理器後,更推行了最新的 vPro 平台,為商業用途制定高標準的安全性與可管理性,另外還有將兩者合而為一的 Intel Evo vPro 平台,為商務用戶提供更多選擇性。

為商務打造 Intel vPro 與 Intel Evo vPro 新平台,著重安全性、速度與生產力

依照過去的慣例, 對於企業來說,安全性對於保密或防犯方面至關重要,Intel vPro 本質上以商務為核心,將 Intel 的企業管理和安全技術整合在一起,諸如 Intel 的主動管理技術(AMT)以及其他安全功能皆會納入其中。現在,Intel 將這些功能結合到硬體防護中,並且涵蓋了像是 Intel 自家的 TXT 技術(Trusted Execution Technology)之類的內容。整體而言,vPro 並不是 Intel 的硬體產品,而該視之為一個平台,透過將支援的處理器等晶片整合在具備適當 BIOS 的完整系統中來實現。

在最新版本中,Intel 將 vPro 擴展涵蓋了第 11 代 Core 系列處理器,並且導入了一些全新 vPro 功能。
首先是 Intel Hardware Shield,這項技術可為企業提供全面性的硬體深度安全防護,並且搭載全球首款植基於矽晶的 AI 威脅偵測,幫助抵抗勒索病毒和加密挖礦攻擊等,它還配備有 CET 技術( Intel Control Flow Enforcement Technology),強化系統內的指令流,防止惡意軟體挾持或是利用安全漏洞攻擊,改變長此以往單從軟體來進行防護的薄弱。

藉助於第 11 代 Core 系列處理器,vPro 與競爭對手相比,在運行 Office 365 文書處理工具時速度快上 23%,進行視訊會議時的速度也可比過去快 50%。由於 AI 效能較前代速度提升 8 倍,在進行影片編輯時還能比前一世代快上 2.3 倍,較競爭對手快了 1.8 倍。

此外,Intel Evo vPro 平台亦同步推出,為商務用戶提供最佳筆電體驗。透過 Intel Evo vPro平台認證的筆電設計具備時尚、纖薄與輕巧,提供令人驚豔的身歷其境視覺體驗。它們同樣提供出色的回應能力、立即喚醒、與真實世界的電池續航力,結合 vPro 的安全性與可管理能力以及 Intel  Evo 驚人的行動體驗,在今年預計會有超過 60 款新筆電問世。

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最後英特爾還宣布 Intel Evo 認證的 Chromebook 產品即將登場,為旗艦型 Chromebook 打開新局面。

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Intel 第 11 代「Rocket Lake」與第 12 代「Alder Lake」搶先看_貨運

※評比南投搬家公司費用收費行情懶人包大公開

搬家價格與搬家費用透明合理,不亂收費。本公司提供下列三種搬家計費方案,由資深專業組長到府估價,替客戶量身規劃選擇最經濟節省的計費方式

在本次 CES 發表會中,Intel 除發表系列第 11 代行動處理器外,還花了一些時間來預告即將問世的第 11 代桌上處理器「Rocket Lake」與命名為「Alder Lake」的第 12 代Core 處理器,雖然並沒有講得太多新細節,但已經夠讓人流口水了。

Intel 第 11 代「Rocket Lake」與第 12 代「Alder Lake」搶先看

「Alder Lake」與其前身 Lakefield 一樣將會採用與 Arm 的 BIG.little 相似的方式,將高效能核心與高速率核心封裝在一起,以實現功率與效率兩方面的最大化,但不同之處是 Lakefield 主要用在筆電上,而下一世代的 Alder Lake 將可用於桌上電腦與筆電,而首批搭載這種可擴展功率系統的產品將會在下半年出現。第 12 代 Alder Lake 處理器將採用在第 11 代 Tiger Lake 中已經存在的 10nm SuperFin 設計強化版本,並結合了新的大功率核心 Golden Lake 和新的 Gracemont 核心來提高效率。在發表會中更直接展示了搭載 Alder Lake 的電腦開啟狀態(上圖),讓大家先睹為快。

桌上型電腦用戶敲碗許久的第 11 代「Rocket Lake」即將問世,正式名稱 Intel Core S 系列處理器以旗艦 i9-11900K 為首,IPC 提高 19%,內顯效能提高 50%,另外也首度將 AI 運算能力導入主流 PC 平台中。雖說已預計在 3 月份推出,但此次並沒有透漏太多新的細節,也並未完全展示整個第 11 代 Rocket Lake-S 陣容,僅簡單講述全新核心架構、14nm 製程,以及處理器可提供 20 條 PCIe 4.0 通道,可容納 x16 顯卡與 x4 SSD。 

在實力展示方面,以第 11 代 Intel Core i7 8 核心處理器與 AMD R9 12 核心處理器對比,在配備相同 GPU 的情況下執行 Metro Exodus,可以看到 Intel 在 FPS 上的平均表現優於對手。

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圖片/消息來源:小米台灣

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IO 軟件目標

設備獨立性

現在讓我們轉向對 I/O 軟件的研究,I/O 軟件設計一個很重要的目標就是設備獨立性(device independence)。啥意思呢?這意味着我們能夠編寫訪問任何設備的應用程序,而不用事先指定特定的設備。比如你編寫了一個能夠從設備讀入文件的應用程序,那麼這個應用程序可以從硬盤、DVD 或者 USB 進行讀入,不必再為每個設備定製應用程序。這其實就體現了設備獨立性的概念。

再比如說你可以輸入一條下面的指令

sort 輸入 輸出

那麼上面這個 輸入 就可以接收來自任意類型的磁盤或者鍵盤,並且 輸出 可以寫入到任意類型的磁盤或者屏幕。

計算機操作系統是這些硬件的媒介,因為不同硬件它們的指令序列不同,所以需要操作系統來做指令間的轉換。

與設備獨立性密切相關的一個指標就是統一命名(uniform naming)。設備的代號應該是一個整數或者是字符串,它們不應該依賴於具體的設備。在 UNIX 中,所有的磁盤都能夠被集成到文件系統中,所以用戶不用記住每個設備的具體名稱,直接記住對應的路徑即可,如果路徑記不住,也可以通過 ls 等指令找到具體的集成位置。舉個例子來說,比如一個 USB 磁盤被掛載到了 /usr/cxuan/backup 下,那麼你把文件複製到 /usr/cxuan/backup/device 下,就相當於是把文件複製到了磁盤中,通過這種方式,實現了向任何磁盤寫入文件都相當於是向指定的路徑輸出文件。

錯誤處理

除了設備獨立性外,I/O 軟件實現的第二個重要的目標就是錯誤處理(error handling)。通常情況下來說,錯誤應該交給硬件層面去處理。如果設備控制器發現了讀錯誤的話,它會盡可能的去修復這個錯誤。如果設備控制器處理不了這個問題,那麼設備驅動程序應該進行處理,設備驅動程序會再次嘗試讀取操作,很多錯誤都是偶然性的,如果設備驅動程序無法處理這個錯誤,才會把錯誤向上拋到硬件層面(上層)進行處理,很多時候,上層並不需要知道下層是如何解決錯誤的。這就很像項目經理不用把每個決定都告訴老闆;程序員不用把每行代碼如何寫告訴項目經理。這種處理方式不夠透明。

同步和異步傳輸

I/O 軟件實現的第三個目標就是 同步(synchronous)異步(asynchronous,即中斷驅動)傳輸。這裏先說一下同步和異步是怎麼回事吧。

同步傳輸中數據通常以塊或幀的形式發送。發送方和接收方在數據傳輸之前應該具有同步時鐘。而在異步傳輸中,數據通常以字節或者字符的形式發送,異步傳輸則不需要同步時鐘,但是會在傳輸之前向數據添加奇偶校驗位。下面是同步和異步的主要區別

比較條件 同步傳輸 異步傳輸
概念 塊頭序列開始 它分別在字符前面和後面使用開始位和停止位。
傳輸方式 以塊或幀的形式發送數據 發送字節或者字符
同步方式 同步時鐘
傳輸速率 同步傳輸比較快 異步傳輸比較慢
時間間隔 同步傳輸通常是恆定時間 異步傳輸時間隨機
開銷 同步開銷比較昂貴 異步傳輸開銷比較小
是否存在間隙 不存在 存在
實現 硬件和軟件 只有硬件
示例 聊天室,視頻會議,電話對話等。 信件,电子郵件,論壇

回到正題。大部分物理IO(physical I/O) 是異步的。物理 I/O 中的 CPU 是很聰明的,CPU 傳輸完成後會轉而做其他事情,它和中斷心靈相通,等到中斷髮生后,CPU 才會回到傳輸這件事情上來。

I/O 分為兩種:物理I/O 和 邏輯I/O(Logical I/O)

物理 I/O 通常是從磁盤等存儲設備實際獲取數據。邏輯 I/O 是對存儲器(塊,緩衝區)獲取數據。

緩衝

I/O 軟件的最後一個問題是緩衝(buffering)。通常情況下,從一個設備發出的數據不會直接到達最後的設備。其間會經過一系列的校驗、檢查、緩衝等操作才能到達。舉個例子來說,從網絡上發送一個數據包,會經過一系列檢查之後首先到達緩衝區,從而消除緩衝區填滿速率和緩衝區過載。

共享和獨佔

I/O 軟件引起的最後一個問題就是共享設備和獨佔設備的問題。有些 I/O 設備能夠被許多用戶共同使用。一些設備比如磁盤,讓多個用戶使用一般不會產生什麼問題,但是某些設備必須具有獨佔性,即只允許單個用戶使用完成后才能讓其他用戶使用。

下面,我們來探討一下如何使用程序來控制 I/O 設備。一共有三種控制 I/O 設備的方法

  • 使用程序控制 I/O
  • 使用中斷驅動 I/O
  • 使用 DMA 驅動 I/O

使用程序控制 I/O

使用程序控制 I/O 又被稱為 可編程I/O,它是指由 CPU 在驅動程序軟件控制下啟動的數據傳輸,來訪問設備上的寄存器或者其他存儲器。CPU 會發出命令,然後等待 I/O 操作的完成。由於 CPU 的速度比 I/O 模塊的速度快很多,因此可編程 I/O 的問題在於,CPU 必須等待很長時間才能等到處理結果。CPU 在等待時會採用輪詢(polling)或者 忙等(busy waiting) 的方式,結果,整個系統的性能被嚴重拉低。可編程 I/O 十分簡單,如果需要等待的時間非常短的話,可編程 I/O 倒是一個很好的方式。一個可編程的 I/O 會經歷如下操作

  • CPU 請求 I/O 操作
  • I/O 模塊執行響應
  • I/O 模塊設置狀態位
  • CPU 會定期檢查狀態位
  • I/O 不會直接通知 CPU 操作完成
  • I/O 也不會中斷 CPU
  • CPU 可能會等待或在隨後的過程中返回

使用中斷驅動 I/O

鑒於上面可編程 I/O 的缺陷,我們提出一種改良方案,我們想要在 CPU 等待 I/O 設備的同時,能夠做其他事情,等到 I/O 設備完成后,它就會產生一个中斷,這个中斷會停止當前進程並保存當前的狀態。一個可能的示意圖如下

儘管中斷減輕了 CPU 和 I/O 設備的等待時間的負擔,但是由於還需要在 CPU 和 I/O 模塊之前進行大量的逐字傳輸,因此在大量數據傳輸中效率仍然很低。下面是中斷的基本操作

  • CPU 進行讀取操作
  • I/O 設備從外圍設備獲取數據,同時 CPU 執行其他操作
  • I/O 設備中斷通知 CPU
  • CPU 請求數據
  • I/O 模塊傳輸數據

所以我們現在着手需要解決的就是 CPU 和 I/O 模塊間數據傳輸的效率問題。

使用 DMA 的 I/O

DMA 的中文名稱是直接內存訪問,它意味着 CPU 授予 I/O 模塊權限在不涉及 CPU 的情況下讀取或寫入內存。也就是 DMA 可以不需要 CPU 的參与。這個過程由稱為 DMA 控制器(DMAC)的芯片管理。由於 DMA 設備可以直接在內存之間傳輸數據,而不是使用 CPU 作為中介,因此可以緩解總線上的擁塞。DMA 通過允許 CPU 執行任務,同時 DMA 系統通過系統和內存總線傳輸數據來提高系統併發性。

I/O 層次結構

I/O 軟件通常組織成四個層次,它們的大致結構如下圖所示

每一層和其上下層都有明確的功能和接口。下面我們採用和計算機網絡相反的套路,即自下而上的了解一下這些程序。

下面是另一幅圖,這幅圖显示了輸入/輸出軟件系統所有層及其主要功能。

下面我們具體的來探討一下上面的層次結構

中斷處理程序

在計算機系統中,中斷就像女人的脾氣一樣無時無刻都在產生,中斷的出現往往是讓人很不爽的。中斷處理程序又被稱為中斷服務程序 或者是 ISR(Interrupt Service Routines),它是最靠近硬件的一層。中斷處理程序由硬件中斷、軟件中斷或者是軟件異常啟動產生的中斷,用於實現設備驅動程序或受保護的操作模式(例如系統調用)之間的轉換。

中斷處理程序負責處理中斷髮生時的所有操作,操作完成后阻塞,然後啟動中斷驅動程序來解決阻塞。通常會有三種通知方式,依賴於不同的具體實現

  • 信號量實現中:在信號量上使用 up 進行通知;
  • 管程實現:對管程中的條件變量執行 signal 操作
  • 還有一些情況是發送一些消息

不管哪種方式都是為了讓阻塞的中斷處理程序恢復運行。

中斷處理方案有很多種,下面是 《ARM System Developer’s Guide

Designing and Optimizing System Software》列出來的一些方案

  • 非嵌套的中斷處理程序按照順序處理各个中斷,非嵌套的中斷處理程序也是最簡單的中斷處理
  • 嵌套的中斷處理程序會處理多个中斷而無需分配優先級
  • 可重入的中斷處理程序可使用優先級處理多个中斷
  • 簡單優先級中斷處理程序可處理簡單的中斷
  • 標準優先級中斷處理程序比低優先級的中斷處理程序在更短的時間能夠處理優先級更高的中斷
  • 高優先級 中斷處理程序在短時間能夠處理優先級更高的任務,並直接進入特定的服務例程。
  • 優先級分組中斷處理程序能夠處理不同優先級的中斷任務

下面是一些通用的中斷處理程序的步驟,不同的操作系統實現細節不一樣

  • 保存所有沒有被中斷硬件保存的寄存器
  • 為中斷服務程序設置上下文環境,可能包括設置 TLBMMU 和頁表,如果不太了解這三個概念,請參考另外一篇文章
  • 為中斷服務程序設置棧
  • 對中斷控制器作出響應,如果不存在集中的中斷控制器,則繼續響應中斷
  • 把寄存器從保存它的地方拷貝到進程表中
  • 運行中斷服務程序,它會從發出中斷的設備控制器的寄存器中提取信息
  • 操作系統會選擇一個合適的進程來運行。如果中斷造成了一些優先級更高的進程變為就緒態,則選擇運行這些優先級高的進程
  • 為進程設置 MMU 上下文,可能也會需要 TLB,根據實際情況決定
  • 加載進程的寄存器,包括 PSW 寄存器
  • 開始運行新的進程

上面我們羅列了一些大致的中斷步驟,不同性質的操作系統和中斷處理程序能夠處理的中斷步驟和細節也不盡相同,下面是一個嵌套中斷的具體運行步驟

設備驅動程序

在上面的文章中我們知道了設備控制器所做的工作。我們知道每個控制器其內部都會有寄存器用來和設備進行溝通,發送指令,讀取設備的狀態等。

因此,每個連接到計算機的 I/O 設備都需要有某些特定設備的代碼對其進行控制,例如鼠標控制器需要從鼠標接受指令,告訴下一步應該移動到哪裡,鍵盤控制器需要知道哪個按鍵被按下等。這些提供 I/O 設備到設備控制器轉換的過程的代碼稱為 設備驅動程序(Device driver)

為了能夠訪問設備的硬件,實際上也就意味着,設備驅動程序通常是操作系統內核的一部分,至少現在的體繫結構是這樣的。但是也可以構造用戶空間的設備驅動程序,通過系統調用來完成讀寫操作。這樣就避免了一個問題,有問題的驅動程序會幹擾內核,從而造成崩潰。所以,在用戶控件實現設備驅動程序是構造系統穩定性一個非常有用的措施。MINIX 3 就是這麼做的。下面是 MINI 3 的調用過程

然而,大多數桌面操作系統要求驅動程序必須運行在內核中。

操作系統通常會將驅動程序歸為 字符設備塊設備,我們上面也介紹過了

在 UNIX 系統中,操作系統是一個二進製程序,包含需要編譯到其內部的所有驅動程序,如果你要對 UNIX 添加一個新設備,需要重新編譯內核,將新的驅動程序裝到二進製程序中。

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然而隨着大多數個人計算機的出現,由於 I/O 設備的廣泛應用,上面這種靜態編譯的方式不再有效,因此,從 MS-DOS 開始,操作系統轉向驅動程序在執行期間動態的裝載到系統中。

設備驅動程序具有很多功能,比如接受讀寫請求,對設備進行初始化、管理電源和日誌、對輸入參數進行有效性檢查等。

設備驅動程序接受到讀寫請求后,會檢查當前設備是否在使用,如果設備在使用,請求被排入隊列中,等待後續的處理。如果此時設備是空閑的,驅動程序會檢查硬件以了解請求是否能夠被處理。在傳輸開始前,會啟動設備或者馬達。等待設備就緒完成,再進行實際的控制。控制設備就是對設備發出指令

發出命令后,設備控制器便開始將它們寫入控制器的設備寄存器。在將每個命令寫入控制器后,會檢查控制器是否接受了這條命令並準備接受下一個命令。一般控制設備會發出一系列的指令,這稱為指令序列,設備控制器會依次檢查每個命令是否被接受,下一條指令是否能夠被接收,直到所有的序列發出為止。

發出指令后,一般會有兩種可能出現的情況。在大多數情況下,設備驅動程序會進行等待直到控制器完成它的事情。這裏需要了解一下設備控制器的概念

設備控制器的主要主責是控制一個或多個 I/O 設備,以實現 I/O 設備和計算機之間的數據交換

設備控制器接收從 CPU 發送過來的指令,繼而達到控制硬件的目的

設備控制器是一個可編址的設備,當它僅控制一個設備時,它只有一個唯一的設備地址;如果設備控制器控制多個可連接設備時,則應含有多個設備地址,並使每一個設備地址對應一個設備。

設備控制器主要分為兩種:字符設備和塊設備

設備控制器的主要功能有下面這些

  • 接收和識別命令:設備控制器可以接受來自 CPU 的指令,並進行識別。設備控制器內部也會有寄存器,用來存放指令和參數

  • 進行數據交換:CPU、控制器和設備之間會進行數據的交換,CPU 通過總線把指令發送給控制器,或從控制器中并行地讀出數據;控制器將數據寫入指定設備。

  • 地址識別:每個硬件設備都有自己的地址,設備控制器能夠識別這些不同的地址,來達到控制硬件的目的,此外,為使 CPU 能向寄存器中寫入或者讀取數據,這些寄存器都應具有唯一的地址。

  • 差錯檢測:設備控制器還具有對設備傳遞過來的數據進行檢測的功能。

在這種情況下,設備控制器會阻塞,直到中斷來解除阻塞狀態。還有一種情況是操作是可以無延遲的完成,所以驅動程序不需要阻塞。在第一種情況下,操作系統可能被中斷喚醒;第二種情況下操作系統不會被休眠。

設備驅動程序必須是可重入的,因為設備驅動程序會阻塞和喚醒然後再次阻塞。驅動程序不允許進行系統調用,但是它們通常需要與內核的其餘部分進行交互。

與設備無關的 I/O 軟件

I/O 軟件有兩種,一種是我們上面介紹過的基於特定設備的,還有一種是設備無關性的,設備無關性也就是不需要特定的設備。設備驅動程序與設備無關的軟件之間的界限取決於具體的系統。下面显示的功能由設備無關的軟件實現

與設備無關的軟件的基本功能是對所有設備執行公共的 I/O 功能,並且向用戶層軟件提供一個統一的接口。

緩衝

無論是對於塊設備還是字符設備來說,緩衝都是一個非常重要的考量標準。下面是從 ADSL(調製解調器) 讀取數據的過程,調製解調器是我們用來聯網的設備。

用戶程序調用 read 系統調用阻塞用戶進程,等待字符的到來,這是對到來的字符進行處理的一種方式。每一個到來的字符都會造成中斷。中斷服務程序會給用戶進程提供字符,並解除阻塞。將字符提供給用戶程序后,進程會去讀取其他字符並繼續阻塞,這種模型如下

這一種方案是沒有緩衝區的存在,因為用戶進程如果讀不到數據會阻塞,直到讀到數據為止,這種情況效率比較低,而且阻塞式的方式,會直接阻止用戶進程做其他事情,這對用戶來說是不能接受的。還有一種情況就是每次用戶進程都會重啟,對於每個字符的到來都會重啟用戶進程,這種效率會嚴重降低,所以無緩衝區的軟件不是一個很好的設計。

作為一個改良點,我們可以嘗試在用戶空間中使用一個能讀取 n 個字節緩衝區來讀取 n 個字符。這樣的話,中斷服務程序會把字符放到緩衝區中直到緩衝區變滿為止,然後再去喚醒用戶進程。這種方案要比上面的方案改良很多。

但是這種方案也存在問題,當字符到來時,如果緩衝區被調出內存會出現什麼問題?解決方案是把緩衝區鎖定在內存中,但是這種方案也會出現問題,如果少量的緩衝區被鎖定還好,如果大量的緩衝區被鎖定在內存中,那麼可以換進換出的頁面就會收縮,造成系統性能的下降。

一種解決方案是在內核中內部創建一塊緩衝區,讓中斷服務程序將字符放在內核內部的緩衝區中。

當內核中的緩衝區要滿的時候,會將用戶空間中的頁面調入內存,然後將內核空間的緩衝區複製到用戶空間的緩衝區中,這種方案也面臨一個問題就是假如用戶空間的頁面被換入內存,此時內核空間的緩衝區已滿,這時候仍有新的字符到來,這個時候會怎麼辦?因為緩衝區滿了,沒有空間來存儲新的字符了。

一種非常簡單的方式就是再設置一個緩衝區就行了,在第一個緩衝區填滿后,在緩衝區清空前,使用第二個緩衝區,這種解決方式如下

當第二個緩衝區也滿了的時候,它也會把數據複製到用戶空間中,然後第一個緩衝區用於接受新的字符。這種具有兩個緩衝區的設計被稱為 雙緩衝(double buffering)

還有一種緩衝形式是 循環緩衝(circular buffer)。它由一個內存區域和兩個指針組成。一個指針指向下一個空閑字,新的數據可以放在此處。另外一個指針指向緩衝區中尚未刪除數據的第一個字。在許多情況下,硬件會在添加新的數據時,移動第一個指針;而操作系統會在刪除和處理無用數據時會移動第二個指針。兩個指針到達頂部時就回到底部重新開始。

緩衝區對輸出來說也很重要。對輸出的描述和輸入相似

緩衝技術應用廣泛,但它也有缺點。如果數據被緩衝次數太多,會影響性能。考慮例如如下這種情況,

數據經過用戶進程 -> 內核空間 -> 網絡控制器,這裏的網絡控制器應該就相當於是 socket 緩衝區,然後發送到網絡上,再到接收方的網絡控制器 -> 接收方的內核緩衝 -> 接收方的用戶緩衝,一條數據包被緩存了太多次,很容易降低性能。

錯誤處理

在 I/O 中,出錯是一種再正常不過的情況了。當出錯發生時,操作系統必須盡可能處理這些錯誤。有一些錯誤是只有特定的設備才能處理,有一些是由框架進行處理,這些錯誤和特定的設備無關。

I/O 錯誤的一類是程序員編程錯誤,比如還沒有打開文件前就讀流,或者不關閉流導致內存溢出等等。這類問題由程序員處理;另外一類是實際的 I/O 錯誤,例如向一個磁盤壞塊寫入數據,無論怎麼寫都寫入不了。這類問題由驅動程序處理,驅動程序處理不了交給硬件處理,這個我們上面也說過。

設備驅動程序統一接口

我們在操作系統概述中說到,操作系統一個非常重要的功能就是屏蔽了硬件和軟件的差異性,為硬件和軟件提供了統一的標準,這個標準還體現在為設備驅動程序提供統一的接口,因為不同的硬件和廠商編寫的設備驅動程序不同,所以如果為每個驅動程序都單獨提供接口的話,這樣沒法搞,所以必須統一。

分配和釋放

一些設備例如打印機,它只能由一個進程來使用,這就需要操作系統根據實際情況判斷是否能夠對設備的請求進行檢查,判斷是否能夠接受其他請求,一種比較簡單直接的方式是在特殊文件上執行 open操作。如果設備不可用,那麼直接 open 會導致失敗。還有一種方式是不直接導致失敗,而是讓其阻塞,等到另外一個進程釋放資源后,在進行 open 打開操作。這種方式就把選擇權交給了用戶,由用戶判斷是否應該等待。

注意:阻塞的實現有多種方式,有阻塞隊列等

設備無關的塊

不同的磁盤會具有不同的扇區大小,但是軟件不會關心扇區大小,只管存儲就是了。一些字符設備可以一次一個字節的交付數據,而其他的設備則以較大的單位交付數據,這些差異也可以隱藏起來。

用戶空間的 I/O 軟件

雖然大部分 I/O 軟件都在內核結構中,但是還有一些在用戶空間實現的 I/O 軟件,凡事沒有絕對。一些 I/O 軟件和庫過程在用戶空間存在,然後以提供系統調用的方式實現。

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前後端分離,如何在前端項目中動態插入後端API基地址?(in docker)_網頁設計公司

網頁設計一頭霧水該從何著手呢? 台北網頁設計公司幫您輕鬆架站!

當全世界的人們隨著網路時代而改變向上時您還停留在『網站美醜不重要』的舊有思維嗎?機會是留給努力改變現況的人們,別再浪費一分一秒可以接觸商機的寶貴時間!

開門見山,本文分享前後端分離,容器化前端項目時動態插入後端API基地址,這是一個很贊的實踐,解決了前端項目容器化過程中受制後端調用的尷尬。

尷尬從何而來

常見的web前後端分離:前後端分開部署,前端項目由nginx承載打包文件,反向代理請求。
應用的某些部分必須是可配置的,比如API調用基地址
前端打包的時候需要統一插入該地址形成完整chunk files。

# ------------------------------------------------------
# generate chunk file
# ------------------------------------------------------
FROM node:10-alpine as builder

# install and cache app dependencies
COPY package.json package-lock.json ./
RUN npm install && mkdir /react-frontend && mv ./node_modules ./react-frontend
WORKDIR /react-frontend
COPY . .
RUN npm run build


# ------------------------------------------------------
# Production Build
# ------------------------------------------------------
FROM nginx:latest
COPY  nginx.conf  /etc/nginx/nginx.conf
COPY --from=builder /react-frontend/build /usr/share/nginx/html
EXPOSE 80
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

當在Docker中打包前端,或許會嘗試用鏡像構建參數Arg/Env來傳遞後端API調用基地址,但這樣是很不理想的:
打包時參數被統一插入,打包結果chunk files作為最終鏡像的一部分,導致最終的前端鏡像會與後端API地址強關聯。

或許你會針對不用的後端環境(canary、staging、production)構建不同的前端鏡像,但這是一次又一次的工作量,並不是最佳實踐。

下面分享一個容器執行階段動態插入後端API基地址的實踐

前端獨立部署,動態插入後端API基地址(in Docker)

我希望將API基地址延遲到生成容器階段(與構建鏡像的過程解耦), 這樣我就可以使用一個鏡像,針對不同的環境傳參形成不同的前端容器。

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前端項目插入配置的腳本如下:

// FILE: set-env.ts
...
export const environment = {
  production: ${isProd},
  apiBaseUrl: 'API_BASE_URL',
  version: 'v${require('../package.json').version}'
};
...

我們在前端配置中寫入API_BASE_URL佔位符,按照既定流程前端打包;

Dockerfile CMD指令指示容器如何運行:

  • 用真實值替換前端chunk files中原插入的API_BASE_URL佔位符
  • 使用nginx承載替換后的chunk files
# FILE: Dockerfile
...
EXPOSE 80

COPY --from=builder /react-frontend/replace_api_url.sh /
CMD ["sh", "replace_api_url.sh"]

下面是replace_api_url.sh的內容:

#!/usr/bin/env sh

find '/usr/share/nginx/html' -name '*.js' -exec sed -i -e 's,API_BASE_URL,'"$API_BASE_URL"',g' {} \;
nginx -g "daemon off;"

正常構建鏡像之後;現在生成容器時,可通過環境變量傳參替換原前端chunk files的API_BASE_URL字符串

docker build -t front .
docker run -p 80:80 -e API_BASE_URL=http://somebackend.com/api front

總結輸出

這是一個巧妙的設計,讓我們在前端獨立容器化部署時,能解耦後端API基地址,避免了一次又一次的構建鏡像工作量。

Dockerfile CMD指令包裝的容器啟動腳本:讓我們在nginx承載前端打包文件之前,做一次字符串替換,成功將後端API基地址“延遲”到容器運行階段。

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