go语言设计模式,Go语言设计与实现
为什么要使用 Go 语言?Go 语言的优势在哪里
1. 保留但大幅度简化指针
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Go语言保留着C中值和指针的区别,但是对于指针繁琐用法进行了大量的简化,引入引用的概念。所以在Go语言中,你几乎不用担心会因为直接操作内寸而引起各式各样的错误。
2. 多参数返回
还记得在C里面为了回馈多个参数,不得不开辟几段指针传到目标函数中让其操作么?在Go里面这是完全不必要的。而且多参数的支持让Go无需使用繁琐的exceptions体系,一个函数可以返回期待的返回值加上error,调用函数后立刻处理错误信息,清晰明了。
3. Array,slice,map等内置基本数据结构
如果你习惯了Python中简洁的list和dict操作,在Go语言中,你不会感到孤单。一切都是那么熟悉,而且更加高效。如果你是C++程序员,你会发现你又找到了STL的vector 和 map这对朋友。
4. Interface
Go语言最让人赞叹不易的特性,就是interface的设计。任何数据结构,只要实现了interface所定义的函数,自动就implement了这个interface,没有像Java那样冗长的class申明,提供了灵活太多的设计度和OO抽象度,让你的代码也非常干净。千万不要以为你习惯了Java那种一条一条加implements的方式,感觉还行,等接口的设计越来越复杂的时候,无数Bug正在后面等着你。
同时,正因为如此,Go语言的interface可以用来表示任何generic的东西,比如一个空的interface,可以是string可以是int,可以是任何数据类型,因为这些数据类型都不需要实现任何函数,自然就满足空interface的定义了。加上Go语言的type assertion,可以提供一般动态语言才有的duck typing特性, 而仍然能在compile中捕捉明显的错误。
5. OO
Go语言本质上不是面向对象语言,它还是过程化的。但是,在Go语言中, 你可以很轻易的做大部分你在别的OO语言中能做的事,用更简单清晰的逻辑。是的,在这里,不需要class,仍然可以继承,仍然可以多态,但是速度却快得多。因为本质上,OO在Go语言中,就是普通的struct操作。
6. Goroutine
这个几乎算是Go语言的招牌特性之一了,我也不想多提。如果你完全不了解Goroutine,那么你只需要知道,这玩意是超级轻量级的类似线程的东西,但通过它,你不需要复杂的线程操作锁操作,不需要care调度,就能玩转基本的并行程序。在Go语言里,触发一个routine和erlang spawn一样简单。基本上要掌握Go语言,以Goroutine和channel为核心的内存模型是必须要懂的。不过请放心,真的非常简单。
7. 更多现代的特性
和C比较,Go语言完全就是一门现代化语言,原生支持的Unicode, garbage collection, Closures(是的,和functional programming language类似), function是first class object,等等等等。
看到这里,你可能会发现,我用了很多轻易,简单,快速之类的形容词来形容Go语言的特点。我想说的是,一点都不夸张,连Go语言的入门学习到提高,都比别的语言门槛低太多太多。在大部分人都有C的背景的时代,对于Go语言,从入门到能够上手做项目,最多不过半个月。Go语言给人的感觉就是太直接了,什么都直接,读源代码直接,写自己的代码也直接。
go是什么编程语言?主要应用于哪些方面?
Go语言由Google公司开发,并于2009年开源,相比Java/Python/C等语言,Go尤其擅长并发编程,性能堪比C语言,开发效率肩比Python,被誉为“21世纪的C语言”。
Go语言在云计算、大数据、微服务、高并发领域应用应用非常广泛。BAT大厂正在把Go作为新项目开发的首选语言。
Go语言能干什么?
1、服务端开发:以前你使用C或者C++做的那些事情,用Go来做很合适,例如日志处理、文件系统、监控系统等;
2、DevOps:运维生态中的Docker、K8s、prometheus、grafana、open-falcon等都是使用Go语言开发;
3、网络编程:大量优秀的Web框架如Echo、Gin、Iris、beego等,而且Go内置的 net/http包十分的优秀;
4、Paas云平台领域:Kubernetes和Docker Swarm等;
5、分布式存储领域:etcd、Groupcache、TiDB、Cockroachdb、Influxdb等;
6、区块链领域:区块链里面有两个明星项目以太坊和fabric都使用Go语言;
7、容器虚拟化:大名鼎鼎的Docker就是使用Go语言实现的;
8、爬虫及大数据:Go语言天生支持并发,所以十分适合编写分布式爬虫及大数据处理。
如何评价Golang的设计
像 C# 和 Java 也可以使用 unsafe 来访问更底层,而高级封装,Go 语言只是抽象了一些用 C 实现起来特别繁重,坑特别多的东西.就像 slice 简化了对数组的操作和处理,而 channel 什么的,让实现并发逻辑简洁又高效,让程序员可以有更多精力聚焦业务逻辑的设计,而不是关心这个锁,那个锁.但要说到语言设计的优劣,Go语言确实没太多亮点.特别是处理数据库数据和 JSON类似的数据还是和其他强类型语言一样,麻烦又繁琐.
但在工程上,或者实际项目上,它有无可匹敌的几大优势:
1. 容易部署,比任何一种能胜任商业项目的语言都要简单,干练.
2. 由于语言设计的硬性规则,让执行一套辅助开发的工具,更好实现.比如代码格式化,代码分析.(虽然有点没人性,但很适合发挥团队效益)
3. 也因为硬性规则,编译时间特别快.
4. 也因为硬性规则,单元测试起来也很方便,基本可以实现边写边测.这种特性有时候很有用.
5. 因为编译时间快和部署的相对简单,它也能像动态语言一样,做一些类似脚本的工作.不需要像 Java 和 C# 一样,做点小事情,也要一个硕大的运行库,什么都要正规正矩的设计几个接口,不然重用起来很难.
再者很少有大项目,不需要或多或少的触碰一下底层来突破性能瓶颈,或者加速项目开发的.
比如说在 Go 语言里, 可以用 unsafe.Pointer(不需在内存上拷贝数据) 在 []byte 和 string 之间进行转换.
总而言之,Go 语言是一种进可攻退可守的语言.可以偏向效率的很快开发一个项目,可以为了性能,不断的优化数据结构,不断的开发硬件的性能.
Go 语言 channel 的阻塞问题
Hello,大家好,又见面了!上一遍我们将 channel 相关基础以及使用场景。这一篇,还需要再次进阶理解channel 阻塞问题。以下创建一个chan类型为int,cap 为3。
channel 内部其实是一个环形buf数据结构 ,是一种滑动窗口机制,当make完后,就分配在 Heap 上。
上面,向 chan 发送一条“hello”数据:
如果 G1 发送数据超过指定cap时,会出现什么情况?
看下面实例:
以上会出现什么,chan 缓冲区允许大小为1,如果再往chan仍数据,满了就会被阻塞,那么是如何实现阻塞的呢?当 chan 满时,会进入 gopark,此时 G1 进入一个 waiting 状态,然后会创建一个 sudog 对象,其实就sendq队列,把 200放进去。等 buf 不满的时候,再唤醒放入buf里面。
通过如下源码,你会更加清晰:
上面,从 chan 获取数据:
Go 语言核心思想:“Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.” 你可以看看这本书名叫:Effective Go
如果接收者,接收一个空对象,也会发生什么情况?
代码示例 :
也会报错如下:
上面,从 chan 取出数据,可是没有数据了。此时,它会把 接收者 G2 阻塞掉,也是和G1发送者一样,也会执行 gopark 将状态改为 waiting,不一样的点就是。
正常情况下,接收者G2作为取出数据是去 buf 读取数据的,但现在,buf 为空了,此时,接收者G2会将sudog导出来,因为现在G2已经被阻塞了嘛,会把G2给G,然后将 t := -ch 中变量 t 是在栈上的地址,放进去 elem ,也就是说,只存它的地址指针在sudog里面。
最后, ch - 200 当G1往 chan 添加200这个数据,正常情况是将数据添加到buf里面,然后唤醒 G2 是吧,而现在是将 G1 的添加200数据直接干到刚才G2阻塞的t这里变量里面。
你会认为,这样真的可以吗?想一想,G2 本来就是已经阻塞了,然后我们直接这么干肯定没有什么毛病,而且效率提高了,不需要再次放入buf再取出,这个过程也是需要时间。不然,不得往chan添加数据需要加锁、拷贝、解锁一序列操作,那肯定就慢了,我想Go语言是为了高效及内存使用率的考虑这样设计的。(注意,一般都是在runtime里面完成,不然会出现象安全问题。)
总结 :
chan 类型的特点:chan 如果为空,receiver 接收数据的时候就会阻塞等待,直到 chan 被关闭或者有新的数据到来。有这种个机制,就可以实现 wait/notify 的设计模式。
相关面试题:
本文名称:go语言设计模式,Go语言设计与实现
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