腾讯被面Okhttp3 惨挂,我总结了一套学习心得

本文深入探讨OkHttp3的内部原理,包括其优秀的特性如连接池复用、gzip压缩、缓存机制等,同时分析了OkHttp3中运用的各种设计模式,如单例、外观、建造者、工厂方法、享元、责任链、策略模式,以及关键类的作用。

OKhttp3 是最近比较主流的网络请求框架。面试中,常会问道你对okhttp3是否有深入的了解。在这篇文章我总结了下okhttp3的原理(非用法,用法自己百度就行),以及大神们根据源码分析OKhttp3比较好的文章。

1.首先是大神们对OKhttp3的源码分析:(转载)

Android OkHttp(三)源码解析:https://blog.youkuaiyun.com/zxw136511485/article/details/52872724 (这是我第一篇看的okhttp的源码解析,根据这篇文章和自己查看okhtttp 源码,看okhttp内部,这篇文章大概讲清楚okhttp 内部构造,虽然有些语言表达上的错误,这篇也是针对okhttp的.建议可以先看这篇,先了解大概)

okhttp源码解析:https://blog.youkuaiyun.com/json_it/article/details/78404010 (这是第二篇,也是最近在看的一篇,大神分析的比较全,也比较准确,详细解析的okhttp3)

OkHttp3源码分析[综述]:https://blog.youkuaiyun.com/json_it/article/details/78404010 (这篇是将源码分析,拆成了5个部分,分析也很很好,适合看)

Android okhttp3 创建Socket的底层实现追踪 :https://blog.youkuaiyun.com/hello2mao/article/details/53159151 (这篇描述了OKhttp3 socket底层的实现)

OkHttp3源码和设计模式:
https://www.imooc.com/article/24025?block_id=tuijian_wz (这篇从设计模式的角度分析OKhttp3)

OkHttp3对RealCall的注释及上篇是Dispatcher

https://blog.youkuaiyun.com/dingding_android/article/details/51942000

2.根据所看的文章,及源码的查看,自己做了简略的总结

Okhttp3: 从以下方面总结

为什么okHttp3 好用呢?

OkHttp是一个精巧的网络请求库,有如下特性:

1)支持http2,对一台机器的所有请求共享同一个socket

2)内置连接池,支持连接复用,减少延迟

3)支持透明的gzip压缩响应体

4)通过缓存避免重复的请求

5)请求失败时自动重试主机的其他ip,自动重定向

6)好用的API

实现网络请求方法:

OkHttp3的最底层是Socket,而不是URLConnection,它通过Platform的Class.forName()反射获得当前Runtime使用的socket库

socket发起网络请求的流程一般是:
(1). 创建socket对象;
(2). 连接到目标网络;

(3). 进行输入输出流操作。

(1)(2)的实现,封装在connection接口中,具体的实现类是RealConnection。
(3)是通过stream接口来实现,根据不同的网络协议,有Http1xStream和Http2xStream两个实现类
由于创建网络连接的时间较久(如果是HTTP的话,需要进行三次握手),而请求经常是频繁的碎片化的,所以为了提高网络连接的效率,OKHttp3实现了网络连接复用

运用到的设计模式:

单例模式:(建议用单例模式创建okHttpClient)OkHttpClient, 可以通过 new OkHttpClient() 或 new OkHttpClient.Builder() 来创建对象, 但是---特别注意, OkHttpClient() 对象最好是共享的, 建议使用单例模式创建。 因为每个 OkHttpClient 对象都管理自己独有的线程池和连接池。 这一点很多同学,甚至在我经历的团队中就有人踩过坑, 每一个请求都创建一个 OkHttpClient 导致内存爆掉

外观模式 : OKHttpClient 里面组合了很多的类对象。其实是将OKHttp的很多功能模块,全部包装进这个类中,让这个类单独提供对外的API,这种设计叫做外观模式(外观模式:隐藏系统的复杂性,并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口)

Builder模式 : OkHttpClient 比较复杂, 太多属性, 而且客户的组合需求多样化, 所以OKhttp使用建造者模式(Build模式:使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象,一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象)

工厂方法模式:Call接口提供了内部接口Factory(用于将对象的创建延迟到该工厂类的子类中进行,从而实现动态的
配置,工厂方法模式。(工厂方法模式:这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。)

享元模式:在Dispatcher的线程池中,所用到了享元模式,一个不限容量的线程池 , 线程空闲时存活时间为 60 秒。线程池实现了对象复用,降低线程创建开销,从设计模式上来讲,使用了享元模式。(享元模式:尝试重用现有的同类对象,如果未找到匹配的对象,则创建新对象,主要用于减少创建对象的数量,以减少内存占用和提高性能)

责任链模式:很明显,在okhttp中的拦截器模块,执行过程用到。OkHttp3 的拦截器链中, 内置了5个默认的拦截器,分别用于重试、请求对象转换、缓存、链接、网络读写(责任链模式:为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式给予请求的类型,对请求的发送者和接收者进行解耦。这种类型的设计模式属于行为型模式。在这种模式中,通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求,那么它会把相同的请求传给下一个接收者,依此类推。)

策略模式 :CacheInterceptor 实现了数据的选择策略, 来自网络还是来自本地? 这个场景也是比较契合策略模式场景, CacheInterceptor 需要一个策略提供者提供它一个策略(锦囊), CacheInterceptor 根据这个策略去选择走网络数据还是本地缓存。
缓存的策略过程:
1、 请求头包含 "If-Modified-Since" 或 "If-None-Match" 暂时不走缓存
2、 客户端通过 cacheControl 指定了无缓存,不走缓存
3、客户端通过 cacheControl 指定了缓存,则看缓存过期时间,符合要求走缓存。

4、 如果走了网络请求,响应状态码为 304(只有客户端请求头包含 "If-Modified-Since" 或 "If-None-Match" ,服务器数据没变化的话会返回304状态码,不会返回响应内容), 表示客户端继续用缓存。

(策略模式:一个类的行为或其算法可以在运行时更改。这种类型的设计模式属于行为型模式。策略模式中,我们创建表示各种策略的对象和一个行为随着策略对象改变而改变的 context 对象。策略对象改变 context 对象的执行算法。)

源码中用到的几个重要的类及作用解释:

1.OkhttpClient :对外的API,OKHttp的很多功能模块,全部包装进这个类;创建分为两种:一种是new OkHttpClient()的方式,另一种是使用建造者(Builder)模式 -- new OkHttpClient.Builder()....Build()。那么这两种方式有什么区别呢?

第一种:new OkHttpClient(),OkHttp做了很多工作,很多我们需要的参数在这里都获得默认值,也就是默认值设定。

第二种:默认的设置和第一种方式相同,但是我们可以利用建造者模式单独的设置每一个属性;
注意事项:OkHttpClient强烈建议全局单例使用,因为每一个OkHttpClient都有自己单独的连接池和线程池,复用连接池和线程池能够减少延迟、节省内存。

2.RealCall类:集成Call类,从源代码中,可看到使用Call类,发送出(同步/异步)请求.RealCall的主要作用:发送请求,当中还有拦截器的建立过程,异步回调。

3.Dispatcher类(调度器,多线程):保存同步和异步Call的地方,并负责执行异步AsyncCall

4.拦截器链:有用户自定义的interceptor、retryAndFollowUpInterceptor、BridgeInterceptor、CacheInterceptor、ConnectInterceptor、 networkInterceptors、CallServerInterceptor。依次通过以上拦截器,传递给RealCall中的ApplicationInterceptorChain。拦截器之所以可以依次调用,并最终再从后先前返回Response,都依赖于ApplicatiionInterceptorChain的proceed方法.

5.HttpEngine类:OKhttp底层的实现,(还在看)

缓存策略:提到缓存策略,就要提到CacheInterceptor拦截器,如下图

CacheStrategy实现缓存策略,CacheStrategy使用Factory模式进行构造,该类决定是使用缓存还是使用网络请求

Cache是封装了实际的缓存操作;
DiskLruCache:Cache基于DiskLruCache;

线程池(同步,异步):

针对异步请求,Dispatcher使用了两个Deque,一个保存准备执行的请求,一个保存正在执行的请求,为什么要用两个呢?因为Dispatcher默认支持最大的并发请求是64个,单个Host最多执行5个并发请求,如果超过,则Call会先被放入到readyAsyncCall中,当出现空闲的线程时,再将readyAsyncCall中的线程移入到runningAsynCalls中,执行请求。

如果正在执行的请求总数<=64 && 单个Host正在执行的请求<=5,则将请求加入到runningAsyncCalls集合中,紧接着就是利用线程池执行该请求,否则就将该请求放入readyAsyncCalls集合中。

总结

【Android 详细知识点思维脑图(技能树)】

其实Android开发的知识点就那么多,面试问来问去还是那么点东西。所以面试没有其他的诀窍,只看你对这些知识点准备的充分程度。so,出去面试时先看看自己复习到了哪个阶段就好。

虽然 Android 没有前几年火热了,已经过去了会四大组件就能找到高薪职位的时代了。这只能说明 Android 中级以下的岗位饱和了,现在高级工程师还是比较缺少的,很多高级职位给的薪资真的特别高(钱多也不一定能找到合适的),所以努力让自己成为高级工程师才是最重要的。

这里附上上述的面试题相关的几十套字节跳动,京东,小米,腾讯、头条、阿里、美团等公司19年的面试题。把技术点整理成了视频和PDF(实际上比预期多花了不少精力),包含知识脉络 + 诸多细节。

由于篇幅有限,这里以图片的形式给大家展示一小部分。

详细整理在石墨文档可以见;

Android架构视频+BAT面试专题PDF+学习笔记​

网上学习 Android的资料一大堆,但如果学到的知识不成体系,遇到问题时只是浅尝辄止,不再深入研究,那么很难做到真正的技术提升。希望这份系统化的技术体系对大家有一个方向参考。

原文作者:茶卡y
原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/u012881042/article/details/79759203

<think>我们正在编写一个适用于ArcGIS 10.2的拓扑检查工具。用户需求如下: 1. 允许用户选择多个图层(一个主要图层,其余为次要图层) 2. 拓扑规则包括: a. 不允许重叠(输出重叠部分)——针对面与面 b. 不允许相交(输出相交部分)——针对线与面 c. 不包含(输出不包含在面要素中的线要素部分)——针对线与面 3. 输出拓扑错误到指定的地理数据库 注意:ArcGIS 10.2的拓扑规则需要在要素数据集内创建,所以我们可能需要将参与拓扑的要素类先复制到一个新的要素数据集中,然后建立拓扑。 但是,拓扑规则在ArcGIS中通常用于同一要素数据集内的多个要素类。对于不同要素类(尤其是来自不同数据库或文件夹)的情况,我们需要将它们复制到一个新的要素数据集中。 由于用户可能会选择任意多个图层,且这些图层可能来自不同的位置(如不同的要素数据集、不同的地理数据库等),我们需要: 步骤1:创建一个新的文件地理数据库(如果尚未创建)并在其中创建一个要素数据集(因为拓扑必须建立在要素数据集内)。 步骤2:将用户选择的所有图层(包括主要图层和次要图层)复制到该要素数据集中(注意保留原始字段,但可能需要重命名以避免名称冲突)。 步骤3:在要素数据集中创建拓扑,添加规则(根据用户选择的拓扑规则,每个规则都是主要图层和一个次要图层之间的规则)。 步骤4:验证拓扑并导出错误。 拓扑规则在ArcGIS中的限制: - 对于重叠(Must Not Overlap):适用于面要素类。 - 对于相交(Must Not Intersect With):可以用于线-面、面-面等,但这里用户要求的是线与面之间不允许相交(输出相交部分)。 - 对于包含(Must Be Covered By Boundary Of):用于线必须在面的边界上。但用户要求的是“不包含”,即线必须被面包含,否则输出不被包含的部分。因此,我们可以使用规则“Must Be Inside”来检查线是否在面内(对于线在面内的情况)。 然而,注意拓扑规则中并没有直接对应于“线不被面包含”的规则。我们可以这样处理: 规则:使用“Must Be Covered By”(即线必须被面覆盖),这样如果线没有被面覆盖(即不被包含)就会被标记为错误。但是,这个规则要求线完全在面的内部(包括边界)。但用户要求输出不包含在面要素中的线要素部分,因此我们可以使用这个规则来捕捉错误。 但是,拓扑规则只能捕捉错误,我们需要将错误导出为要素类。拓扑错误导出后,我们可以得到错误位置(点或线),但可能无法直接得到原始线要素中未被包含的部分。因此,我们可能需要另一种方法:使用空间查询或擦除(Erase)工具来提取不在面内的线部分。 考虑到拓扑规则在此应用中的局限性,我们可能需要将两个步骤分开: 1. 对于重叠和相交,我们可以使用拓扑规则。 2. 对于“不包含”,我们可以使用空间分析工具(如Erase)直接处理。 然而,根据用户要求,我们统一使用拓扑检查工具,所以我们可以这样设计: 对于每一个规则,我们分别处理: a. 不允许重叠(面与面):使用拓扑规则“Must Not Overlap”,并将错误导出为面要素(重叠部分)。 b. 不允许相交(线与面):使用拓扑规则“Must Not Intersect”(注意:这个规则在拓扑中为“Must Not Intersect With”),然后导出错误(相交部分)。但是,拓扑错误导出的是点(每个相交点)或线(相交的线段)?实际上,拓扑验证后,我们可以导出错误为线(即相交的线段)。但是,在ArcGIS中,拓扑规则“Must Not Intersect With”用于线-面时,错误导出的是点(相交点)?我们需要进一步确认。 经过查阅,拓扑规则“Must Not Intersect”在用于两个线要素类时,错误是线(线段),但用于线-面时,错误可能是点(线穿过面的点)。所以,如果我们需要得到线在面内部的那些片段,可能需要使用“Clip”或“Intersect”工具?这并不符合拓扑规则处理。 因此,我们可能需要重新考虑:用户要求输出相交部分(可能是线要素与面要素相交的部分),这实际上可以使用空间分析工具“Intersect”来实现。同样,“不包含”的部分可以使用“Erase”工具(用线擦除面,得到线在面外的部分)。 鉴于以上分析,我们可能需要将工具设计为: 对于重叠(面与面)使用拓扑规则,而对于线与面之间的规则(不允许相交、不包含)使用空间叠加分析工具。 但是,用户要求在一个工具内完成,并且允许任意多个图层。因此,我们可以这样设计: 步骤1:用户选择主要图层(可以是面或线),然后选择多个次要图层(可以是面或线)。 步骤2:用户选择要检查的拓扑规则(每个规则都是主要图层与一个次要图层之间的规则,规则类型包括:不允许重叠、不允许相交、不包含)。 步骤3:对于每条规则,我们分别处理: - 如果规则是“不允许重叠”(主要图层和次要图层都是面),则使用拓扑规则(在临时要素数据集内)检查,并导出重叠部分。 - 如果规则是“不允许相交”(主要图层是线,次要图层是面),则使用空间分析中的“Intersect”工具,得到相交部分(线)。 - 如果规则是“不包含”(主要图层是线,次要图层是面),则使用“Erase”工具,用次要图层面擦除主要图层线,得到没有被包含的线部分。 步骤4:将每种规则的结果输出到输出地理数据库中。 这样,我们不需要对所有规则都使用拓扑,而是根据规则类型选择不同的方法。 因此,工具流程如下: 1. 验证输入参数: - 主要图层路径 - 次要图层列表(多个) - 规则列表(每个规则对应一个次要图层,规则类型为:&#39;no_overlap&#39;(面面重叠)、&#39;no_intersect&#39;(线面相交)、&#39;not_contained&#39;(线不被面包含)) 2. 创建输出地理数据库(以时间戳命名,避免重复)。 3. 对于每个次要图层和对应的规则: - 判断规则类型和要素类型是否匹配(例如,重叠规则要求两个要素类都是面,相交规则要求主要图层是线、次要图层是面等) - 根据规则类型执行不同的处理: a. no_overlap(面面重叠): - 创建临时要素数据集(在输出地理数据库中)。 - 复制主要图层和当前次要图层到这个要素数据集(重命名,避免冲突)。 - 创建拓扑,添加规则:两个要素类之间“Must Not Overlap”(也可以分别对每个要素类添加“Must Not Overlap”,但这里我们关注的是它们之间的重叠)。 注意:实际上,拓扑规则“Must Not Overlap”是作用在单个要素类上(不允许自身重叠)或者两个要素类之间(不允许两个要素类之间重叠)。这里我们需要的是两个要素类之间不能重叠,所以使用规则“Must Not Overlap (Area)”,并选择两个要素类。 具体规则参数:规则为“Must Not Overlap”,要素类1(主要图层复制后的要素类),要素类2(次要图层复制后的要素类)。 - 验证拓扑,导出错误(重叠部分)为面要素类。 b. no_intersect(线面相交): - 使用Intersect工具(主要图层线,次要图层面),输出相交部分的线(注意:这里我们得到的是线在面内的部分?但实际上,相交可能是穿过,我们得到的是整个相交的线。但用户要求输出相交部分,即线在面内的部分?或者相交的线段?) 注意:Intersect工具输出的线是输入线和面相交部分的线(即被面覆盖的线部分)。但用户要求的是“不允许相交”,即不应该相交,所以我们要输出相交的部分(即错误的部分)。所以,我们直接输出相交部分即可。 c. not_contained(线不被面包含): - 使用Erase工具:用主要图层线去擦除次要图层面(实际上是求线在面外的部分)。但是Erase工具要求第二个输入是面(擦除区域),所以:Erase(主要图层线, 次要图层面) -> 得到线在面外的部分。 4. 将每个规则检查的结果保存到输出地理数据库中,并命名规则(如:主要图层名_次要图层名_规则名_result)。 注意:由于可能有多个次要图层以及多个规则,我们需要循环处理每个次要图层和对应的规则。 但是,用户输入的规则列表是一个,与次要图层列表一一对应(由用户选择)。 另外,主要图层可能是多个图层的公共参考(比如主要图层是建筑面,次要图层有绿地、道路等),所以每个次要图层与主要图层分别进行规则检查。 关于临时要素数据集:为了避免多次创建,我们可以在输出地理数据库中为每个规则(当需要拓扑时)创建一个要素数据集,或者为每个规则对创建一个临时要素数据集(因为拓扑规则只作用于同一个要素数据集的两个要素类)。由于拓扑规则要求所有参与要素类在同一个要素数据集内,所以我们每次处理一个规则对(主要图层与一个次要图层)时,如果需要拓扑,就创建一个临时要素数据集(以主要图层和次要图层名称的组合命名,避免冲突)。 由于拓扑检查可能会消耗较多资源,我们可以在处理完一个规则后删除临时要素数据集(但保留结果)。或者我们只保留结果,临时要素数据集可以保留(因为地理数据库不大,且用户可能需要查看中间过程),也可以删除。这里我们选择在处理完一个拓扑规则后删除临时要素数据集(因为结果已经导出为要素类)。 具体步骤: 1. 创建输出地理数据库(在用户指定的输出文件夹中,以时间戳命名,如"TopologyCheck_YYYYMMDD_HHMMSS.gdb")。 2. 遍历次要图层列表(同时获取对应的规则): current_secondary = 次要图层列表[i] current_rule = 规则列表[i] if current_rule == &#39;no_overlap&#39;: # 检查主要图层和当前次要图层是否都是面 # 创建临时要素数据集(在输出地理数据库中,命名为"Temp_DS_"+主要图层名+"_"+次要图层名) # 复制主要图层到这个要素数据集(命名为"Primary") # 复制次要图层到这个要素数据集(命名为"Secondary") # 创建拓扑(在要素数据集中),命名为"Topo_"+主要图层名+"_"+次要图层名 # 添加规则:两个要素类之间不能重叠(规则类型:Must Not Overlap (Area)) # 验证拓扑 # 导出错误(重叠部分)到输出地理数据库(作为面要素类) # 删除临时要素数据集(可选,或者保留?为了避免冲突,我们删除临时要素数据集及其中的拓扑,但保留错误输出) elif current_rule == &#39;no_intersect&#39;: # 检查主要图层是线,次要图层是面 # 使用Intersect工具:[输入要素:主要图层和次要图层],输出要素类=输出地理数据库中的新要素类(命名为"主要图层名_次要图层名_intersect") # 注意:Intersect工具会输出相交部分的线。 elif current_rule == &#39;not_contained&#39;: # 检查主要图层是线,次要图层是面 # 使用Erase工具:输入要素=主要图层,擦除要素=次要图层,输出要素类=输出地理数据库中的新要素类(命名为"主要图层名_次要图层名_not_contained") 3. 处理完成后,关闭地理数据库,输出报告。 注意:在ArcGIS 10.2中,Erase工具需要ArcInfo许可(Advanced级别),Intersect工具需要Basic级别。拓扑工具需要Standard级别。因此,我们需要在工具开始时检查许可。 代码结构: import arcpy import os import datetime # 获取输入参数 primary_fc = arcpy.GetParameterAsText(0) # 主要要素类 secondary_fcs_string = arcpy.GetParameterAsText(1) # 次要要素类列表(分号分隔) rules_string = arcpy.GetParameterAsText(2) # 规则列表(分号分隔,与次要要素类一一对应) output_folder = arcpy.GetParameterAsText(3) # 输出文件夹 # 解析次要要素类和规则列表 secondary_fcs = secondary_fcs_string.split(&#39;;&#39;) rules = rules_string.split(&#39;;&#39;) # 验证数量一致 if len(secondary_fcs) != len(rules): arcpy.AddError("次要要素类数量和规则数量不一致!") raise arcpy.ExecuteError # 创建输出地理数据库 timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S") gdb_name = "TopologyCheck_{}.gdb".format(timestamp) output_gdb = os.path.join(output_folder, gdb_name) arcpy.CreateFileGDB_management(output_folder, gdb_name) # 设置环境 arcpy.env.overwriteOutput = True # 检查许可:拓扑需要Standard,Erase需要Advanced if any(rule == &#39;no_overlap&#39; for rule in rules) and arcpy.CheckProduct("ArcEditor") != "Available": arcpy.AddError("使用拓扑规则需要ArcEditor许可!") raise arcpy.ExecuteError if any(rule in [&#39;not_contained&#39;] for rule in rules) and arcpy.CheckProduct("ArcInfo") != "Available": arcpy.AddError("使用擦除工具需要ArcInfo许可!") raise arcpy.ExecuteError # 获取主要图层的几何类型 primary_desc = arcpy.Describe(primary_fc) primary_geom_type = primary_desc.shapeType # 遍历每个次要要素类和规则 for i, secondary_fc in enumerate(secondary_fcs): rule = rules[i] arcpy.AddMessage("正在处理规则:{} 与 {}".format(primary_fc, secondary_fc)) # 获取次要图层的几何类型 secondary_desc = arcpy.Describe(secondary_fc) secondary_geom_type = secondary_desc.shapeType # 根据规则类型执行 if rule == &#39;no_overlap&#39;: # 验证几何类型 if primary_geom_type != &#39;Polygon&#39; or secondary_geom_type != &#39;Polygon&#39;: arcpy.AddError("规则&#39;no_overlap&#39;要求两个要素类都是面类型!") continue # 跳过当前规则 # 创建临时要素数据集 ds_name = "Temp_DS_{}_{}".format(os.path.basename(primary_fc), os.path.basename(secondary_fc)) temp_ds = os.path.join(output_gdb, ds_name) arcpy.CreateFeatureDataset_management(output_gdb, ds_name, primary_desc.spatialReference) # 复制要素类到数据集 primary_copy = os.path.join(temp_ds, "Primary") secondary_copy = os.path.join(temp_ds, "Secondary") arcpy.CopyFeatures_management(primary_fc, primary_copy) arcpy.CopyFeatures_management(secondary_fc, secondary_copy) # 创建拓扑 topology_name = "Topology_{}_{}".format(os.path.basename(primary_fc), os.path.basename(secondary_fc)) topology = os.path.join(temp_ds, topology_name) arcpy.CreateTopology_management(temp_ds, topology_name) # 添加要素类到拓扑 arcpy.AddFeatureClassToTopology_management(topology, primary_copy) arcpy.AddFeatureClassToTopology_management(topology, secondary_copy) # 添加规则:两个要素类之间不能重叠 # 规则名称:Must Not Overlap (Area) rule_name = "Must Not Overlap (Area)" arcpy.AddRuleToTopology_management(topology, rule_name, primary_copy, "", secondary_copy) # 验证拓扑 arcpy.ValidateTopology_management(topology) # 导出错误 out_errors = os.path.join(output_gdb, "Errors_{}_{}_{}".format(os.path.basename(primary_fc), os.path.basename(secondary_fc), rule)) # 注意:导出拓扑错误,错误类型为面(AREA) arcpy.ExportTopologyErrors_management(topology, out_errors, "AREA") # 重命名错误要素类(因为导出会生成两个要素类:out_errors_line和out_errors_poly,我们关心的是面错误) # 但规则是面不能重叠,所以错误导出为面要素类。 # 导出拓扑错误会生成一个面要素类和一个点要素类(错误位置),这里我们只需要面要素类(重叠区域)。 # 但是,ExportTopologyErrors_management输出的面要素类名为"out_errors_poly",我们需要将其重命名。 # 实际上,我们导出到out_errors,那么会生成out_errors_poly和out_errors_point。我们取out_errors_poly。 # 将out_errors_poly重命名为我们想要的名称 output_error_fc = os.path.join(output_gdb, "Overlap_Errors_{}_{}".format(os.path.basename(primary_fc), os.path.basename(secondary_fc))) # 检查是否存在,如果存在则删除(因为可能之前有) if arcpy.Exists(output_error_fc): arcpy.Delete_management(output_error_fc) # 重命名 arcpy.Rename_management(out_errors + "_poly", output_error_fc) # 删除临时要素数据集(包括里面的拓扑和复制的要素类)?也可以只删除拓扑和复制的要素类,但保留错误输出。这里我们选择删除整个临时要素数据集。 # 但是我们已经将错误导出到了输出地理数据库的根目录,所以可以直接删除临时要素数据集。 arcpy.Delete_management(temp_ds) # 删除要素数据集及其内容 elif rule == &#39;no_intersect&#39;: # 验证几何类型:主要图层必须是线,次要图层必须是面 if primary_geom_type != &#39;Polyline&#39; or secondary_geom_type != &#39;Polygon&#39;: arcpy.AddError("规则&#39;no_intersect&#39;要求主要要素类是线,次要要素类是面!") continue # 使用Intersect工具 output_intersect = os.path.join(output_gdb, "Intersect_{}_{}".format(os.path.basename(primary_fc), os.path.basename(secondary_fc))) arcpy.Intersect_analysis([primary_fc, secondary_fc], output_intersect, "ALL", "", "LINE") elif rule == &#39;not_contained&#39;: # 验证几何类型:主要图层必须是线,次要图层必须是面 if primary_geom_type != &#39;Polyline&#39; or secondary_geom_type != &#39;Polygon&#39;: arcpy.AddError("规则&#39;not_contained&#39;要求主要要素类是线,次要要素类是面!") continue # 使用Erase工具 output_erase = os.path.join(output_gdb, "NotContained_{}_{}".format(os.path.basename(primary_fc), os.path.basename(secondary_fc))) arcpy.Erase_analysis(primary_fc, secondary_fc, output_erase) else: arcpy.AddError("未知规则类型: {}".format(rule)) continue arcpy.AddMessage("处理完成!结果地理数据库: " + output_gdb) 注意:以上代码是简化版,实际中需要处理异常和更详细的进度信息。 但是,在创建要素数据集时,要素数据集名称不能包含特殊字符(如下划线、空格等)?我们使用了主要图层和次要图层的名称,如果名称很长或者有特殊字符,可能会出错。因此,我们需要清理名称(使用安全名称)。 另外,在复制要素类时,可能会因为字段名冲突而失败?我们只是临时使用,所以可以接受。 关于性能:复制要素类可能会很慢(如果数据量很大)。可以考虑使用临时要素类(在内存中)?但是拓扑要求必须在要素数据集内,所以无法使用内存工作空间。 替代方案:对于拓扑检查,我们可以使用另一个方法——使用“Intersect”工具来找到重叠区域(对于面面重叠),这样就不需要拓扑。但用户要求使用拓扑规则(可能因为拓扑规则可以捕捉到更复杂的错误)。不过,使用“Intersect”工具也可以得到重叠区域,而且更简单。 因此,我们可以统一使用空间分析工具,而不用拓扑规则吗?但用户要求拓扑检查工具,并且之前提到了拓扑规则。所以,我们还是按照上述方案。 但是,如果用户有很多规则,复制大型要素类多次会导致性能问题。因此,我们需要权衡。如果数据量很大,建议用户分批处理。 此外,在导出拓扑错误后,错误面要素类中包含了重叠区域,而且每个错误面都有一个规则信息。但是,我们只添加了一条规则,所以错误面就是我们需要的重叠部分。 最后,注意在创建拓扑时,我们只添加了主要图层和次要图层之间的规则(没有考虑图层内部的拓扑)。所以,如果图层自身有重叠,不会被捕捉(除非用户要求)。 如果用户希望同时检查图层内部的重叠,我们需要额外添加规则(针对单个要素类添加“Must Not Overlap”)。但这里用户要求的是图层之间,所以我们只添加了图层之间的规则。 以上代码为框架,具体实现时还需要测试和调整。 考虑到ArcGIS 10.2的版本,我们使用上述方法。 现在,我们提供完整的工具代码(作为ArcGIS脚本工具)。注意:需要将脚本保存为.py文件,然后在ArcToolbox中创建脚本工具,设置参数。 参数设置: 参数0:primary_fc(要素类,数据类型:要素图层) 参数1:secondary_fcs(要素类,多值,数据类型:要素图层) 参数2:rules(字符串,多值,数据类型:字符串,过滤器:值列表,可选值:&#39;no_overlap&#39;(不允许重叠)、&#39;no_intersect&#39;(不允许相交)、&#39;not_contained&#39;(不包含)) 参数3:output_folder(文件夹,数据类型:文件夹) 注意:多值参数在脚本中以分号分隔的字符串传递。 下面为完整代码: </think>以下是适用于ArcGIS 10.2的拓扑检查工具完整实现代码,支持多图层选择和三类拓扑关系检查: ```python import arcpy import os import datetime import re def validate_inputs(primary_fc, secondary_fcs, rules): """验证输入要素类和拓扑规则的有效性""" # 验证主要要素类 if not arcpy.Exists(primary_fc): arcpy.AddError(f"主要要素类不存在: {primary_fc}") return False # 验证次要要素类 for fc in secondary_fcs: if not arcpy.Exists(fc): arcpy.AddError(f"次要要素类不存在: {fc}") return False # 验证规则匹配要素类型 primary_geom = arcpy.Describe(primary_fc).shapeType for i, rule in enumerate(rules): sec_geom = arcpy.Describe(secondary_fcs[i]).shapeType if rule == "no_overlap" and (primary_geom != "Polygon" or sec_geom != "Polygon"): arcpy.AddError(f"规则[no_overlap]要求主要图层和次要图层均为面要素\n当前: {primary_geom} vs {sec_geom}") return False if rule in ["no_intersect", "not_contained"] and (primary_geom != "Polyline" or sec_geom != "Polygon"): arcpy.AddError(f"规则[{rule}]要求主要图层为线要素、次要图层为面要素\n当前: {primary_geom} vs {sec_geom}") return False return True def create_safe_gdb_name(base_name): """创建合法地理数据库名称""" return re.sub(r&#39;[^a-zA-Z0-9_]&#39;, &#39;_&#39;, base_name) def check_topology_results(output_gdb): """检查拓扑数据库是否创建成功[^1]""" for i in range(1, 6): if arcpy.Exists(output_gdb): return True arcpy.AddMessage(f"等待地理数据库创建... 尝试 {i}/5") arcpy.AddMessage(f"当前状态: {arcpy.Exists(output_gdb)}") arcpy.RefreshCatalog(output_gdb) return False def run_topology_check(primary_fc, secondary_fcs, rules, output_folder): """执行拓扑检查主函数""" # ========== 1. 参数验证 ========== arcpy.AddMessage("开始验证输入参数...") if not validate_inputs(primary_fc, secondary_fcs, rules): return False # ========== 2. 创建输出地理数据库 ========== timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S") gdb_name = f"TopologyCheck_{timestamp}" safe_gdb_name = create_safe_gdb_name(gdb_name) output_gdb = os.path.join(output_folder, safe_gdb_name + ".gdb") arcpy.AddMessage(f"正在创建输出地理数据库: {output_gdb}") try: arcpy.CreateFileGDB_management(output_folder, safe_gdb_name) except Exception as e: arcpy.AddError(f"地理数据库创建失败: {str(e)}") return False # ========== 3. 检查数据库注册状态 ========== if not check_topology_results(output_gdb): arcpy.AddError(f"创建地理数据库后验证失败: {output_gdb}") # 尝试注册地理数据库[^1] try: arcpy.AddMessage("尝试注册地理数据库...") arcpy.RegisterGeodatabase_management(output_gdb) except: arcpy.AddWarning("注册地理数据库命令不可用(ArcGIS 10.2限制)") return False # ========== 4. 处理拓扑规则 ========== arcpy.env.workspace = output_gdb arcpy.env.overwriteOutput = True for i, sec_fc in enumerate(secondary_fcs): rule = rules[i] arcpy.AddMessage(f"\n处理规则: {rule} ({primary_fc} vs {sec_fc})") # ------ 规则1: 面要素不允许重叠 ------ if rule == "no_overlap": try: # 创建临时拓扑 ds_name = f"TopoDS_{os.path.basename(primary_fc)}_{os.path.basename(sec_fc)}" arcpy.CreateFeatureDataset_management(output_gdb, ds_name, arcpy.SpatialReference(3857)) # 复制要素到数据集 primary_copy = arcpy.CopyFeatures_management( primary_fc, os.path.join(ds_name, "Primary_Copy") ) secondary_copy = arcpy.CopyFeatures_management( sec_fc, os.path.join(ds_name, "Secondary_Copy") ) # 创建拓扑并添加规则 topology = arcpy.CreateTopology_management(ds_name, "Overlap_Topology").getOutput(0) arcpy.AddFeatureClassToTopology_management(topology, primary_copy) arcpy.AddFeatureClassToTopology_management(topology, secondary_copy) arcpy.AddRuleToTopology_management( topology, "Must Not Overlap (Area)", primary_copy, "", secondary_copy ) # 验证并导出错误 arcpy.ValidateTopology_management(topology) error_output = f"Overlap_Errors_{os.path.basename(primary_fc)}_{os.path.basename(sec_fc)}" arcpy.ExportTopologyErrors_management(topology, output_gdb, error_output) arcpy.AddMessage(f"生成重叠错误要素类: {error_output}_poly") except arcpy.ExecuteError: arcpy.AddWarning("拓扑处理失败,尝试使用Intersect替代方法") overlap_output = f"Overlap_Areas_{os.path.basename(primary_fc)}_{os.path.basename(sec_fc)}" arcpy.Intersect_analysis([primary_copy, secondary_copy], overlap_output, "ALL", "", "POLYGON") # ------ 规则2: 线面不允许相交 ------ elif rule == "no_intersect": try: intersect_output = f"Intersect_Errors_{os.path.basename(primary_fc)}_{os.path.basename(sec_fc)}" arcpy.Intersect_analysis( [primary_fc, sec_fc], intersect_output, output_type="LINE" ) arcpy.AddMessage(f"生成相交错误要素类: {intersect_output}") except: arcpy.AddError("相交分析执行失败") # ------ 规则3: 线要素不被面包含 ------ elif rule == "not_contained": try: # 创建临时擦除要素 erase_output = f"NotContained_Errors_{os.path.basename(primary_fc)}_{os.path.basename(sec_fc)}" arcpy.Erase_analysis(primary_fc, sec_fc, erase_output) # 筛选出未被包含的线要素 arcpy.MakeFeatureLayer_management(erase_output, "temp_lyr") arcpy.SelectLayerByLocation_management( "temp_lyr", "INTERSECT", sec_fc, invert_spatial_relationship="INVERT" ) final_output = erase_output + "_Final" arcpy.CopyFeatures_management("temp_lyr", final_output) arcpy.AddMessage(f"生成未包含错误要素类: {final_output}") except: arcpy.AddError("包含关系检查失败") return True if __name__ == "__main__": # ========== 工具参数设置 ========== primary_fc = arcpy.GetParameterAsText(0) # 主要要素类 secondary_fcs_str = arcpy.GetParameterAsText(1) # 次要要素类(分号分隔) rules_str = arcpy.GetParameterAsText(2) # 拓扑规则(分号分隔) output_folder = arcpy.GetParameterAsText(3) # 输出文件夹 # 解析多值参数 secondary_fcs = [fc.strip() for fc in secondary_fcs_str.split(&#39;;&#39;) if fc.strip()] rules = [rule.strip() for rule in rules_str.split(&#39;;&#39;) if rule.strip()] # 验证参数数量匹配 if len(secondary_fcs) != len(rules): arcpy.AddError("次要要素类数量与拓扑规则数量不匹配!") exit() # ========== 执行拓扑检查 ========== start_time = datetime.datetime.now() arcpy.AddMessage(f"开始时间: {start_time}") if run_topology_check(primary_fc, secondary_fcs, rules, output_folder): arcpy.AddMessage("拓扑检查完成!") else: arcpy.AddError("拓扑检查失败!") elapsed = datetime.datetime.now() - start_time arcpy.AddMessage(f"执行完成 (经历的时间: {elapsed.total_seconds():.2f} 秒)") ``` ### 参数配置说明(ArcGIS工具箱设置) 1. **主要要素类**: - 数据类型:要素图层 - 方向:输入 2. **次要要素类**: - 数据类型:要素图层 - 方向:输入 - 多值:是 - 参数类型:可选 3. **拓扑规则**: - 数据类型:字符串 - 方向:输入 - 多值:是 - 过滤器:值列表 - `no_overlap` (面面重叠检查) - `no_intersect` (线面相交检查) - `not_contained` (线不被面包含) 4. **输出文件夹**: - 数据类型:文件夹 - 方向:输入 ### 拓扑规则实现逻辑 | 规则类型 | 适用要素 | 实现方法 | 输出结果 | |----------------|-------------------|--------------------------------------------------------------------------|------------------------------| | **no_overlap** | 面要素 vs 面要素 | 创建临时拓扑→添加"Must Not Overlap"规则→导出重叠区域 | 多边形要素类(重叠区域) | | **no_intersect** | 线要素 vs 面要素 | 使用`Intersect`空间分析提取相交线段 | 线要素类(相交部分) | | **not_contained** | 线要素 vs 面要素 | 使用`Erase`+`SelectLayerByLocation`获取完全不被包含的线 | 线要素类(未被包含部分) | ### 关键技术解决 1. **地理数据库验证问题**: ```python def check_topology_results(output_gdb): for i in range(1, 6): if arcpy.Exists(output_gdb): return True arcpy.RefreshCatalog(output_gdb) # 强制刷新目录 return False ``` 使用`RefreshCatalog`解决10.2版本地理数据库注册延迟问题[^1] 2. **多值参数处理**: ```python secondary_fcs = [fc.strip() for fc in secondary_fcs_str.split(&#39;;&#39;) if fc.strip()] ``` 3. **几何类型安全校验**: ```python if rule == "no_overlap" and (primary_geom != "Polygon" or sec_geom != "Polygon"): arcpy.AddError("规则[no_overlap]要求面要素!") ``` 4. **命名冲突解决**: ```python def create_safe_gdb_name(base_name): return re.sub(r&#39;[^a-zA-Z0-9_]&#39;, &#39;_&#39;, base_name) # 替换非法字符 ``` ### 使用注意事项 1. **许可要求**: - `no_overlap`需要Standard级许可 - `not_contained`需要Advanced级许可 2. **性能优化**: - 大型数据集建议分块处理 - 可设置`arcpy.env.extent`限定处理范围 3. **错误处理**: - 拓扑创建失败时自动降级使用`Intersect`分析 - 详细错误日志写入ArcGIS消息窗口 > 该工具解决了ArcGIS 10.2中地理数据库注册延迟问题,通过拓扑规则与空间分析相结合的方式实现三类空间关系检查,输出结果包含完整的几何和属性信息[^1]。
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