go语言笔记详解 go语言 _
Go语言中new和 make的区别详解
new 主要用于结构体的初始化
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make用于数组array,切片slice,协程chnnel的初始化
例如: users:=make([10]int);
msg:=make(chan int);
new会分配结构空间,并初始化为清空为零,不进一步初始化
new之后需要一个指针来指向这个结构
make会分配结构空间及其附属空间,并完成其间的指针初始化
make返回这个结构空间,不另外分配一个指针
例子new:
var p *[]int = new([]int)
或
p := new([]int)
以上分配了一个slice结构,但是结构中的应该指向底层数组的ptr指针为空,故实际不能往这个slice里面存取数据
同时分配了一个指针p,也即(在32位系统中)占4个字节并存放slice结构的地址
例子make:
var v []int = make([]int, 0)
v := make([]int, 0)
以上分配了一个slice结构,且结构中的应该指向底层数组的ptr指针已经指向了某个底层数组,这个底层数组应该已经分配了,故这个slice已经可以使用了
注意v就是这个slice结构,而不是一个指向slice的指针
上述仅是示例,一般使用时都会明确长度和容量:v := make([]int, 10, 50)
结论:
由上可见,用new来分配slice的意义不大,因为没有恰当的初始化,无法直接使用
有附带空间的结构,使用make来初始化,可以完成内部指针初始化,其后可以立即使用
【golang详解】go语言GMP(GPM)原理和调度
Goroutine调度是一个很复杂的机制,下面尝试用简单的语言描述一下Goroutine调度机制,想要对其有更深入的了解可以去研读一下源码。
首先介绍一下GMP什么意思:
G ----------- goroutine: 即Go协程,每个go关键字都会创建一个协程。
M ---------- thread内核级线程,所有的G都要放在M上才能运行。
P ----------- processor处理器,调度G到M上,其维护了一个队列,存储了所有需要它来调度的G。
Goroutine 调度器P和 OS 调度器是通过 M 结合起来的,每个 M 都代表了 1 个内核线程,OS 调度器负责把内核线程分配到 CPU 的核上执行
模型图:
避免频繁的创建、销毁线程,而是对线程的复用。
1)work stealing机制
当本线程无可运行的G时,尝试从其他线程绑定的P偷取G,而不是销毁线程。
2)hand off机制
当本线程M0因为G0进行系统调用阻塞时,线程释放绑定的P,把P转移给其他空闲的线程执行。进而某个空闲的M1获取P,继续执行P队列中剩下的G。而M0由于陷入系统调用而进被阻塞,M1接替M0的工作,只要P不空闲,就可以保证充分利用CPU。M1的来源有可能是M的缓存池,也可能是新建的。当G0系统调用结束后,根据M0是否能获取到P,将会将G0做不同的处理:
如果有空闲的P,则获取一个P,继续执行G0。
如果没有空闲的P,则将G0放入全局队列,等待被其他的P调度。然后M0将进入缓存池睡眠。
如下图
GOMAXPROCS设置P的数量,最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行
在Go中一个goroutine最多占用CPU 10ms,防止其他goroutine被饿死。
具体可以去看另一篇文章
【Golang详解】go语言调度机制 抢占式调度
当创建一个新的G之后优先加入本地队列,如果本地队列满了,会将本地队列的G移动到全局队列里面,当M执行work stealing从其他P偷不到G时,它可以从全局G队列获取G。
协程经历过程
我们创建一个协程 go func()经历过程如下图:
说明:
这里有两个存储G的队列,一个是局部调度器P的本地队列、一个是全局G队列。新创建的G会先保存在P的本地队列中,如果P的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中;处理器本地队列是一个使用数组构成的环形链表,它最多可以存储 256 个待执行任务。
G只能运行在M中,一个M必须持有一个P,M与P是1:1的关系。M会从P的本地队列弹出一个可执行状态的G来执行,如果P的本地队列为空,就会想其他的MP组合偷取一个可执行的G来执行;
一个M调度G执行的过程是一个循环机制;会一直从本地队列或全局队列中获取G
上面说到P的个数默认等于CPU核数,每个M必须持有一个P才可以执行G,一般情况下M的个数会略大于P的个数,这多出来的M将会在G产生系统调用时发挥作用。类似线程池,Go也提供一个M的池子,需要时从池子中获取,用完放回池子,不够用时就再创建一个。
work-stealing调度算法:当M执行完了当前P的本地队列队列里的所有G后,P也不会就这么在那躺尸啥都不干,它会先尝试从全局队列队列寻找G来执行,如果全局队列为空,它会随机挑选另外一个P,从它的队列里中拿走一半的G到自己的队列中执行。
如果一切正常,调度器会以上述的那种方式顺畅地运行,但这个世界没这么美好,总有意外发生,以下分析goroutine在两种例外情况下的行为。
Go runtime会在下面的goroutine被阻塞的情况下运行另外一个goroutine:
用户态阻塞/唤醒
当goroutine因为channel操作或者network I/O而阻塞时(实际上golang已经用netpoller实现了goroutine网络I/O阻塞不会导致M被阻塞,仅阻塞G,这里仅仅是举个栗子),对应的G会被放置到某个wait队列(如channel的waitq),该G的状态由_Gruning变为_Gwaitting,而M会跳过该G尝试获取并执行下一个G,如果此时没有可运行的G供M运行,那么M将解绑P,并进入sleep状态;当阻塞的G被另一端的G2唤醒时(比如channel的可读/写通知),G被标记为,尝试加入G2所在P的runnext(runnext是线程下一个需要执行的 Goroutine。), 然后再是P的本地队列和全局队列。
系统调用阻塞
当M执行某一个G时候如果发生了阻塞操作,M会阻塞,如果当前有一些G在执行,调度器会把这个线程M从P中摘除,然后再创建一个新的操作系统的线程(如果有空闲的线程可用就复用空闲线程)来服务于这个P。当M系统调用结束时候,这个G会尝试获取一个空闲的P执行,并放入到这个P的本地队列。如果获取不到P,那么这个线程M变成休眠状态, 加入到空闲线程中,然后这个G会被放入全局队列中。
队列轮转
可见每个P维护着一个包含G的队列,不考虑G进入系统调用或IO操作的情况下,P周期性的将G调度到M中执行,执行一小段时间,将上下文保存下来,然后将G放到队列尾部,然后从队列中重新取出一个G进行调度。
除了每个P维护的G队列以外,还有一个全局的队列,每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行,全局队列中G的来源,主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列,也是为了防止全局队列中的G被饿死。
除了每个P维护的G队列以外,还有一个全局的队列,每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行,全局队列中G的来源,主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列,也是为了防止全局队列中的G被饿死。
M0
M0是启动程序后的编号为0的主线程,这个M对应的实例会在全局变量rutime.m0中,不需要在heap上分配,M0负责执行初始化操作和启动第一个G,在之后M0就和其他的M一样了
G0
G0是每次启动一个M都会第一个创建的goroutine,G0仅用于负责调度G,G0不指向任何可执行的函数,每个M都会有一个自己的G0,在调度或系统调用时会使用G0的栈空间,全局变量的G0是M0的G0
一个G由于调度被中断,此后如何恢复?
中断的时候将寄存器里的栈信息,保存到自己的G对象里面。当再次轮到自己执行时,将自己保存的栈信息复制到寄存器里面,这样就接着上次之后运行了。
我这里只是根据自己的理解进行了简单的介绍,想要详细了解有关GMP的底层原理可以去看Go调度器 G-P-M 模型的设计者的文档或直接看源码
参考: ()
()
3.6 Go语言函数的延迟调用(Deferred Code)
在以下这段代码中,我们操作一个文件,无论成功与否都需要关闭文件句柄。这里在三处不同的位置都调用了file.Close()方法,代码显得非常冗余。
我们利用延迟调用来优化代码。定义后的defer代码,会在return之前返回,让代码显得更加紧凑,且可读性变强,对上面的代码改造如下:
我们通过这个示例来看一下延迟调用与正常代码之间的执行顺序
先简单分析一下代码逻辑:
从输出中,我们可以观察到如下现象:
从这个实例中,我们很明显观察到,defer语句是在return之前执行
如果一个函数内定义了多个defer,则调用顺序为LIFO(后进先出)方式执行。
仍然是相同的例子,但是在TestDefer中我们定义了三个defer输出,根据LIFO原则,输出的顺序是3rd-2nd-1st,根据最后的结果,也是逆向向上执行defer输出。
就在整理这篇笔记的时候,发现了自己的认知误区,主要是本节实例三中发现的,先来看一下英文的描述:
对于上面的这段话的理解:
下面是代码执行输出,我们来一起分析一下:
虽然在a()函数内,显示的返回了10,但是main函数中得到的结果是defer函数自增后的结果,我们来分析一下代码:
在这篇文章的上一版,我曾经尝试用指针取解释defer修改返回值的类型,但是感觉不够透彻,也让阅读者非常困惑,索性参考了一下go官方blog中的一篇文章,在此基础上进行了扩展。如需要阅读原文,可以参考下面的文章。
从PHP 到Golang 的笔记 ( 转 )
———文章来源 YamiOdymel/PHP-to-Golang
PHP和模块之间的关系令人感到烦躁,假设你要读取 yaml 档案,你需要有一个 yaml 的模块,为此,你还需要将其编译然后将编译后的模块摆放至指定位置,之后换了一台伺服器你还要重新编译,这点到现在还是没有改善;顺带一提之后出了PHP 7效能确实提升了许多(比Python 3快了些),但PHP仍令我感到臃肿,我觉得是时候
(转行)了。
PHP 和Golang 的效能我想毋庸置疑是后者比较快(而且是以倍数来算),也许有的人会认为两种不应该被放在一起比较,但Golang 本身就是偏向Web 开发的,所以这也是为什么我考虑转用Golang 的原因,起初我的考虑有几个:Node.js 和Rust 还有最终被选定的Golang;先谈谈Node.js 吧。
Node.js的效能可以说是快上PHP 3.5倍至6倍左右 ,而且撰写的语言还是JavaScript,蒸蚌,如此一来就不需要学习新语言了!搭配Babel更可以说是万能,不过那跟「跳跳虎」一样的Async逻辑还有那恐怖的Callback Hell,有人认为前者是种优点,这点我不否认,但是对学习PHP的我来说太过于"Mind Fuck",至于后者的Callback Hell虽然有Promise,但是那又是另一个「Then Hell」的故事了。相较于Golang之下,Node.js似乎就没有那么吸引我了。你确实可以用Node.js写出很多东西,不过那V8引擎的效能仍然有限,而且要学习新的事物,不就应该是「全新」的吗;)?
题外话: 为什么Node.js不适合大型和商业专案?
在抛弃改用Node.js 之后我曾经花了一天的时间尝试Rust 和Iron 框架,嗯⋯⋯Rust 太强大了,强大到让我觉得Rust 不应该用在这里,这想法也许很蠢,但Rust 让我觉得适合更应该拿来用在系统或者是部分底层的地方,而不应该是网路服务。
Golang是我最终的选择,主要在于我花了一天的时间来研究的时候意外地发现Golang夭寿简洁( 关键字只有25个 ),相较之下Rust太过于「强大」令我怯步;而且Golang带有许多工具,例如 go fmt 会自动帮你整理程式码、 go doc 会自动帮你生产文件、 go test 可以自动单元测试并生产覆盖率报表、也有 go get 套件管理工具(虽然没有版本功能),不过都很实用,而且也不需要加上分号( ; ),真要说不好的地方⋯⋯大概就是强迫你花括号不能换行放吧(没错,我就是花括号会换行放的人)。
当我在撰写这份文件的时候 我会先假设你有一定的基础 ,你可以先阅读下列的手册,他们都很不错。
你能够在PHP 里面想建立一个变数的时候就直接建立,夭寿赞,是吗?
蒸蚌!那么Golang 呢?在Golang 中变数分为几类:「新定义」、「预先定义」、「自动新定义」、「覆盖」。让我们来看看范例:
在PHP中你会很常用到 echo 来显示文字,像这样。
然而在Golang中你会需要 fmt 套件,关于「什么是套件」的说明你可以在文章下述了解。
这很简单,而且两个语言的用法相差甚少,下面这是PHP:
只是Golang 稍微聒噪了一点,你必须在函式后面宣告他最后会回传什么资料型别。
在PHP 中你要回传多个资料你就会用上阵列,然后将资料放入阵列里面,像这样。
然而在Golang 中你可以不必用到一个阵列,函式可以一次回传多个值:
两个语言的撰写方式不尽相同。
主要是PHP 的阵列能做太多事情了,所以在PHP 里面要储存什么用阵列就好了。
在Golang里⋯⋯没有这么万能的东西,首先要先了解Golang中有这些型态: array , slice , map , interface ,
你他妈的我到底看了三洨,首先你要知道Golang是个强型别语言,意思是你的阵列中 只能有一种型态 ,什么意思?当你决定这个阵列是用来摆放字串资料的时候,你就只能在里面放字串。没有数值、没有布林值,就像你没有女朋友一样。
先撇开PHP 的「万能阵列」不管,Golang 中的阵列既单纯却又十分脑残,在定义一个阵列的时候,你必须给他一个长度还有其内容存放的资料型态,你的阵列内容不一定要填满其长度,但是你的阵列内容不能超过你当初定义的长度。
切片⋯⋯这听起来也许很奇怪,但是你确实可以「切」他,让我们先谈谈「切片」比起「阵列」要好在哪里:「你不用定义其最大长度,而且你可以直接赋予值」,没了。
我们刚才有提到你可以「切」他,记得吗?这有点像是PHP中的 array_slice() ,但是Golang直接让Slice「内建」了这个用法,其用法是: slice[开始:结束] 。
在PHP中倒是没有那么方便,在下列PHP范例中你需要不断地使用 array_slice() 。
你可以把「映照」看成是一个有键名和键值的阵列,但是记住:「你需要事先定义其键名、键值的资料型态」,这仍限制你没办法在映照中存放多种不同型态的资料。
在Golang里可就没这么简单了,你需要先用 make() 宣告 map 。
也许你不喜欢「接口」这个词,但用「介面」我怕会误导大众,所以,是的,接下来我会继续称其为「接口」。还记得你可以在PHP 的关联阵列里面存放任何型态的资料吗,像下面这样?
现在你有福了!正因为Golang中的 interface{} 可以接受任何内容,所以你可以把它拿来存放任何型态的资料。
有时候你也许会有个不定值的变数,在PHP 里你可以直接将一个变数定义成字串、数值、空值、就像你那变心的女友一样随时都在变。
在Golang中你必须给予变数一个指定的资料型别,不过还记得刚才提到的:「Golang中有个 interface{} 能够 存放任何事物 」吗( 虽然也不是真的任何事物啦⋯⋯ )?
当我们程式中不需要继续使用到某个资源或是发生错误的时候,我们索性会将其关闭或是抛弃来节省资源开销,例如PHP 里的读取档案:
在Golang中,你可以使用 defer 来在函式结束的时候自动执行某些程式(其执行方向为反向)。所以你就不需要在函式最后面结束最前面的资源。
defer 可以被称为「推迟执行」,实际上就是在函式结束后会「反序」执行的东西,例如你按照了这样的顺序定义 defer : A-B-C-D ,那么执行的顺序其实会是 D-C-B-A ,这用在程式结束时还蛮有用的,让我们看看Golang如何改善上述范例。
这东西很邪恶,不是吗?又不是在写BASIC,不过也许有时候你会在PHP 用上呢。但是拜托,不要。
Golang中仅有 for 一种回圈但却能够达成 foreach 、 while 、 for 多种用法。普通 for 回圈写法在两个语言中都十分相近。
在Golang请记得:如果你的 i 先前并不存在,那么你就需要定义它,所以下面这个范例你会看见 i := 0 。
在PHP里, foreach() 能够直接给你值和键名,用起来十分简单。
Golang里面虽然仅有 for() 但却可以使用 range 达成和PHP一样的 foreach 方式。
一个 while(条件) 回圈在PHP里面可以不断地执行区块中的程式,直到 条件 为 false 为止。
在Golang里也有相同的做法,但仍是透过 for 回圈,请注意这个 for 回圈并没有任何的分号( ; ),而且一个没有条件的 for 回圈会一直被执行。
PHP中有 do .. while() 回圈可以先做区块中的动作。
在Golang中则没有相关函式,但是你可以透过一个无止尽的 for 回圈加上条件式来让他结束回圈。
要是你真的希望完全符合像是PHP那样的设计方式,或者你可以在Golang中使用很邪恶的 goto 。
在PHP中我们可以透过 date() 像这样取得目前的日期。
在Golang就稍微有趣点了,因为Golang中并不是以 Y-m-d 这种格式做为定义,而是 1 、 2 、 3 ,这令你需要去翻阅文件,才能够知道 1 的定义是代表什么。
俗话说:「爆炸就是艺术」,可爱的PHP用词真的很大胆,像是: explode() (爆炸)、 die() (死掉),回归正传,如果你想在PHP里面将字串切割成阵列,你可以这么做。
简单的就让一个字串给「爆炸」了,那么Golang 呢?
对了,记得引用 strings 套件。
这真的是很常用到的功能,就像物件一样有着键名和键值,在PHP 里面你很简单的就能靠阵列(Array)办到。
真是太棒了,那么Golang呢?用 map 是差不多啦。如果有必要的话,你可以稍微复习一下先前提到的「多资料储存型态-Stores」。
你很常会在PHP里面用 isset() 检查一个索引是否存在,不是吗?
在Golang里面很简单的能够这样办到(仅适用于 map )。
指针(有时也做参照)是一个像是「变数别名」的方法,这种方法让你不用整天覆盖旧的变数,让我们假设 A = 1; B = A; 这个时候 B 会复制一份 A 且两者不相干,倘若你希望修改 B 的时候实际上也会修改到 A 的值,就会需要指针。
指针比起复制一个变数,他会建立一个指向到某个变数的记忆体位置,这也就是为什么你改变指针,实际上是在改变某个变数。
在Golang你需要用上 * 还有 符号。
有些时候你会回传一个阵列,这个阵列里面可能有资料还有错误代号,而你会用条件式判断错误代号是否非空值。
在Golang中函式可以一次回传多个值。为此,你不需要真的回传一个阵列,不过要注意的是你将会回传一个属于 error 资料型态的错误,所以你需要引用 errors 套件来帮助你做这件事。
该注意的是Golang没有 try .. catch ,因为 Golang推荐这种错误处理方式 ,你应该在每一次执行可能会发生错误的程式时就处理错误,而非后来用 try 到处包覆你的程式。
在 if 条件式里宣告变数会让你只能在 if 内部使用这个变数,而不会污染到全域范围。
也许你在PHP中更常用的会是 try .. catch ,在大型商业逻辑时经常看见如此地用法,实际上这种用法令人感到聒噪(因为你会需要一堆 try 区块):
Golang中并没有 try .. catch ,实际上Golang也 不鼓励这种行为 (Golang推荐逐一处理错误的方式),倘若你真想办倒像是捕捉异常这样的方式,你确实可以使用Golang中另类处理错误的方式(可以的话尽量避免使用这种方式): panic() , recover() , defer 。
你可以把 panic() 当作是 throw (丢出错误),而这跟PHP的 exit() 有87%像,一但你执行了 panic() 你的程式就会宣告而终,但是别担心,因为程式结束的时候会呼叫 defer ,所以我们接下来要在 defer 停止 panic() 。
关于 defer 上述已经有提到了,他是一个反向执行的宣告,会在函式结束后被执行,当你呼叫了 panic() 结束程式的时候,也就会开始执行 defer ,所以我们要在 defer 内使用 recover() 让程式不再继续进行结束动作,这就像是捕捉异常。
recover() 可以看作 catch (捕捉),我们要在 defer 里面用 recover() 解决 panic() ,如此一来程式就会回归正常而不会被结束。
还记得在PHP里要引用一堆档案的日子吗?到处可见的 require() 或是 include() ?到了Golang这些都不见了,取而代之的是「套件(Package)」。现在让我们来用PHP解释一下。
这看起来很正常对吧?但假设你有一堆档案,这马上就成了 Include Hell ,让我们看看Golang怎么透过「套件」解决这个问题。
「 蛤???杀小??? 」你可能如此地说道。是的, main.go 中除了引用 fmt 套件( 为了要输出结果用的套件 )之外完全没有引用到 a.go 。
「 蛤???杀小?????? 」你仿佛回到了几秒钟前的自己。
既然没有引用其他档案,为什么 main.go 可以输出 foo 呢?注意到了吗, 两者都是属于 main 套件 ,因此 他们共享同一个区域 ,所以接下来要介绍的是什么叫做「套件」。
套件是每一个 .go 档案都必须声明在Golang原始码中最开端的东西,像下面这样:
这意味着目前的档案是属于 main 套件( 你也可以依照你的喜好命名 ),那么要如何让同个套件之间的函式沟通呢?
接着是Golang;注意!你不需要引用任何档案,因为下列两个档案同属一个套件。
一个由「套件」所掌握的世界,比起PHP的 include() 和 require() 还要好太多了,对吗?
在Golang 中没有引用单独档案的方式,你必须汇入一整个套件,而且你要记住:「一定你汇入了,你就一定要使用它」,像下面这样。
假如你不希望使用你汇入的套件,你只是为了要触发那个套件的 main() 函式而引用的话⋯⋯,那么你可以在前面加上一个底线( _ )。
如果你的套件出现了名称冲突,你可以在套件来源前面给他一个新的名称。
现在你知道可以汇入套件了,那么什么是「汇出」?同个套件内的函式还有共享变数确实可以直接用,但那 并不表示可以给其他套件使用 ,其方法取决于 函式/变数的「开头大小写」 。
是的。 Golang依照一个函式/变数的开头大小写决定这个东西是否可供「汇出」 。
这用在区别函式的时候格外有用,因为小写开头的任何事物都是不供汇出的,反之,大写开头的任何事物都是用来汇出供其他套件使用的。
一开始可能会觉得这是什么奇异的规定,但写久之后,你就能发现比起JavaScript和Python以「底线为开头的命名方式」还要来得更好;比起成天宣告 public 、 private 、 protected 还要来得更快。
在Golang 中没有类别,但有所谓的「建构体(Struct)」和「接口(Interface)」,这就能够满足几乎所有的需求了,这也是为什么我认为Golang 很简洁却又很强大的原因。
让我们先用PHP 建立一个类别,然后看看Golang 怎么解决这个问题。
虽然Golang没有类别,但是「建构体(Struct)」就十分地堪用了,首先你要知道在Golang中「类别」的成员还有方法都是在「类别」外面所定义的,这跟PHP在类别内定义的方式有所不同,在Golang中还有一点,那就是他们没有 public 、 private 、 protected 的种类。
在PHP中,当有一个类别被 new 的时候会自动执行该类别内的建构子( __construct() ),通常你会用这个来初始化一些类别内部的值。
但是在Golang 里因为没有类别,也就没有建构子,不巧的是建构体本身也不带有建构子的特性,这个时候你只能自己在外部建立一个建构用函式。
让我们假设你有两个类别,你会把其中一个类别传入到另一个类别里面使用,废话不多说!先上个PHP 范例(为了简短篇幅我省去了换行)。
在Golang中你也有相同的用法,但是请记得:「 任何东西都是在「类别」外完成建构的 」。
在PHP 中没有相关的范例,这部分会以刚才「嵌入」章节中的Golang 范例作为解说对象。
你可以看见Golang在进行 Foo 嵌入 Bar 的时候,会自动将 Foo 的成员暴露在 Bar 底下,那么假设「双方之间有相同的成员名称」呢?
这个时候被嵌入的成员就会被「遮蔽」,下面是个实际范例,还有你如何解决遮蔽问题:
虽然都是呼叫同一个函式,但是这个函式可以针对不同的资料来源做出不同的举动,这就是多形。你也能够把这看作是:「讯息的意义由接收者定义,而不是传送者」。
目前PHP 中没有真正的「多形」,不过你仍可以做出同样的东西。
嗯⋯⋯那么Golang呢?实际上更简单而且更有条理了,在Golang中有 interface 可以帮忙完成这个工作。
如果你对Interface还不熟悉,可以试着查看「 解释Golang中的Interface到底是什么 」文章。
谢谢你看到这里,可惜这篇文章却没有说出Golang 最重要的卖点:「Goroutine」和「Channel」
当前题目:go语言笔记详解 go语言 _
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