go语言图解 go语言chan
go的简介
Go语言于2009年11月正式宣布推出,成为开放源代码项目,并在Linux及Mac OS X平台上进行了实现,后追加Windows系统下的实现。
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谷歌资深软件工程师罗布·派克(Rob Pike)表示,“Go让我体验到了从未有过的开发效率。”派克表示,和今天的C++或C一样,Go是一种系统语言。他解释道,“使用它可以进行快速开发,同时它还是一个真正的编译语言,我们之所以现在将其开源,原因是我们认为它已经非常有用和强大。”
2007年,谷歌把Go作为一个20%项目开始研发,即让员工抽出本职工作之外时间的20%,投入在该项目上。除了派克外,该项目的成员还有其它一些谷歌工程师。
派克表示,编译后Go代码的运行速度与C语言非常接近,而且编译速度非常快,就像在使用一个交互式语言。
现有编程语言均未专门对多核处理器进行优化。派克表示,Go就是谷歌工程师为这类程序编写的一种语言。它不是针对编程初学者设计的,但学习使用它也不是非常困难。Go支持面向对象,而且具有真正的封装(closures)和反射(reflection)等功能。
在学习曲线方面,派克认为Go与Java类似,对于Java开发者来说,应该能够轻松学会Go。
之所以将Go作为一个开源项目发布,目的是让开源社区有机会创建更好的工具来使用该语言,例如Eclipse IDE中的插件。目前还没有支持Go的IDE。
在目前谷歌公开发布的所有网络应用中,均没有使用Go。但是谷歌已经使用该语言开发了几个内部项目。
派克表示,Go是否会对谷歌即将推出的Chrome OS产生影响,现在还言之尚早,不过Go的确可以和Native Client配合使用。他表示,“Go可以让应用完美的运行在浏览器内。”例如,使用Go可以更高效的实现Wave,无论是在前端还是后台。
Go语言是一种新的语言,一种并发的、带垃圾回收的、快速编译的语言。它具有以下特点:
1.它可以在一台计算机上用几秒钟的时间编译一个大型的Go程序。
2.Go语言为软件构造提供了一种模型,它使依赖分析更加容易,且避免了大部分C风格include文件与库的开头。
3.Go语言是静态类型的语言,它的类型系统没有层级。因此用户不需要在定义类型之间的关系上花费时间,这样感觉起来比典型的面向对象语言更轻量级。
4.Go语言完全是垃圾回收型的语言,并为并发执行与通信提供了基本的支持。
按照其设计,Go打算为多核机器上系统软件的构造提供一种方法。
Go语言是一种编译型语言,它结合了解释型语言的游刃有余,动态类型语言的开发效率,以及静态类型的安全性。它也打算成为现代的,支持网络与多核计算的语言。要满足这些目标,需要解决一些语言上的问题:一个富有表达能力但轻量级的类型系统,并发与垃圾回收机制,严格的依赖规范等等。这些无法通过库或工具解决好,因此Go也就应运而生了。
为什么要使用 Go 语言?Go 语言的优势在哪里?
1、简单易学。
Go语言的作者本身就很懂C语言,所以同样Go语言也会有C语言的基因,所以对于程序员来说,Go语言天生就会让人很熟悉,容易上手。
2、并发性好。
Go语言天生支持并发,可以充分利用多核,轻松地使用并发。 这是Go语言最大的特点。
描述
Go的语法接近C语言,但对于变量的声明有所不同。Go支持垃圾回收功能。Go的并行模型是以东尼·霍尔的通信顺序进程(CSP)为基础,采取类似模型的其他语言包括Occam和Limbo,但它也具有Pi运算的特征,比如通道传输。
在1.8版本中开放插件(Plugin)的支持,这意味着现在能从Go中动态加载部分函数。
与C++相比,Go并不包括如枚举、异常处理、继承、泛型、断言、虚函数等功能,但增加了 切片(Slice) 型、并发、管道、垃圾回收、接口(Interface)等特性的语言级支持。
图解Go中select语句的底层原理
Go 的select语句是一种仅能用于channl发送和接收消息的专用语句,此语句运行期间是阻塞的;当select中没有case语句的时候,会阻塞当前的groutine。所以,有人也会说select是用来阻塞监听goroutine的。
还有人说:select是Golang在语言层面提供的I/O多路复用的机制,其专门用来检测多个channel是否准备完毕:可读或可写。
以上说法都正确。
我们来回顾一下是什么是 I/O多路复用 。
每来一个进程,都会建立连接,然后阻塞,直到接收到数据返回响应。
普通这种方式的缺点其实很明显:系统需要创建和维护额外的线程或进程。因为大多数时候,大部分阻塞的线程或进程是处于等待状态,只有少部分会接收并处理响应,而其余的都在等待。系统为此还需要多做很多额外的线程或者进程的管理工作。
为了解决图中这些多余的线程或者进程,于是有了"I/O多路复用"
每个线程或者进程都先到图中”装置“中注册,然后阻塞,然后只有一个线程在”运输“,当注册的线程或者进程准备好数据后,”装置“会根据注册的信息得到相应的数据。从始至终kernel只会使用图中这个黄黄的线程,无需再对额外的线程或者进程进行管理,提升了效率。
select的实现经历了多个版本的修改,当前版本为:1.11
select这个语句底层实现实际上主要由两部分组成: case语句 和 执行函数 。
源码地址为:/go/src/runtime/select.go
每个case语句,单独抽象出以下结构体:
结构体可以用下图表示:
然后执行select语句实际上就是调用 func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 函数。
func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 函数参数:
selectgo 返回所选scase的索引(该索引与其各自的select {recv,send,default}调用的序号位置相匹配)。此外,如果选择的scase是接收操作(recv),则返回是否接收到值。
谁负责调用 func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 函数呢?
在 /reflect/value.go 中有个 func rselect([]runtimeSelect) (chosen int, recvOK bool) 函数,此函数的实现在 /runtime/select.go 文件中的 func reflect_rselect(cases []runtimeSelect) (int, bool) 函数中:
那谁调用的 func rselect([]runtimeSelect) (chosen int, recvOK bool) 呢?
在 /refect/value.go 中,有一个 func Select(cases []SelectCase) (chosen int, recv Value, recvOK bool) 的函数,其调用了 rselect 函数,并将最终Go中select语句的返回值的返回。
以上这三个函数的调用栈按顺序如下:
这仨函数中无论是返回值还是参数都大同小异,可以简单粗暴的认为:函数参数传入的是case语句,返回值返回被选中的case语句。
那谁调用了 func Select(cases []SelectCase) (chosen int, recv Value, recvOK bool) 呢?
可以简单的认为是系统了。
来个简单的图:
前两个函数 Select 和 rselect 都是做了简单的初始化参数,调用下一个函数的操作。select真正的核心功能,是在最后一个函数 func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 中实现的。
打乱传入的case结构体顺序
锁住其中的所有的channel
遍历所有的channel,查看其是否可读或者可写
如果其中的channel可读或者可写,则解锁所有channel,并返回对应的channel数据
假如没有channel可读或者可写,但是有default语句,则同上:返回default语句对应的scase并解锁所有的channel。
假如既没有channel可读或者可写,也没有default语句,则将当前运行的groutine阻塞,并加入到当前所有channel的等待队列中去。
然后解锁所有channel,等待被唤醒。
此时如果有个channel可读或者可写ready了,则唤醒,并再次加锁所有channel,
遍历所有channel找到那个对应的channel和G,唤醒G,并将没有成功的G从所有channel的等待队列中移除。
如果对应的scase值不为空,则返回需要的值,并解锁所有channel
如果对应的scase为空,则循环此过程。
在想想select和channel做了什么事儿,我觉得和多路复用是一回事儿
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