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go语言断行规则详解 go语言并行

讲讲go语言的结构体

作为C语言家族的一员,go和c一样也支持结构体。可以类比于java的一个POJO。

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在学习定义结构体之前,先学习下定义一个新类型。

新类型 T1 是基于 Go 原生类型 int 定义的新自定义类型,而新类型 T2 则是 基于刚刚定义的类型 T1,定义的新类型。

这里要引入一个底层类型的概念。

如果一个新类型是基于某个 Go 原生类型定义的, 那么我们就叫 Go 原生类型为新类型的底层类型

在上面的例子中,int就是T1的底层类型。

但是T1不是T2的底层类型,只有原生类型才可以作为底层类型,所以T2的底层类型还是int

底层类型是很重要的,因为对两个变量进行显式的类型转换,只有底层类型相同的变量间才能相互转换。底层类型是判断两个类型本质上是否相同的根本。

这种类型定义方式通常用在 项目的渐进式重构,还有对已有包的二次封装方面

类型别名表示新类型和原类型完全等价,实际上就是同一种类型。只不过名字不同而已。

一般我们都是定义一个有名的结构体。

字段名的大小写决定了字段是否包外可用。只有大写的字段可以被包外引用。

还有一个点提一下

如果换行来写

Age: 66,后面这个都好不能省略

还有一个点,观察e3的赋值

new返回的是一个指针。然后指针可以直接点号赋值。这说明go默认进行了取值操作

e3.Age 等价于 (*e3).Age

如上定义了一个空的结构体Empty。打印了元素e的内存大小是0。

有什么用呢?

基于空结构体类型内存零开销这样的特性,我们在日常 Go 开发中会经常使用空 结构体类型元素,作为一种“事件”信息进行 Goroutine 之间的通信

这种以空结构体为元素类建立的 channel,是目前能实现的、内存占用最小的 Goroutine 间通信方式。

这种形式需要说的是几个语法糖。

语法糖1:

对于结构体字段,可以省略字段名,只写结构体名。默认字段名就是结构体名

这种方式称为 嵌入字段

语法糖2:

如果是以嵌入字段形式写的结构体

可以省略嵌入的Reader字段,而直接访问ReaderName

此时book是一个各个属性全是对应类型零值的一个实例。不是nil。这种情况在Go中称为零值可用。不像java会导致npe

结构体定义时可以在字段后面追加标签说明。

tag的格式为反单引号

tag的作用是可以使用[反射]来检视字段的标签信息。

具体的作用还要看使用的场景。

比如这里的tag是为了帮助 encoding/json 标准包在解析对象时可以利用的规则。比如omitempty表示该字段没有值就不打印出来。

Go语言”奇怪用法“有哪些

1,go的变量声明顺序是:”先写变量名,再写类型名“,此与C/C++的语法孰优孰劣,可见下文解释:

2,go是通过package来组织的(与python类似),只有package名为main的包可以包含main函数,一个可执行程序有且仅有一个main包,通过import关键字来导入其他非main包。

3,可见性规则。go语言中,使用大小写来决定该常量、变量、类型、接口、结构或函数是否可以被外部包含调用。根据约定,函数名首字母小写即为private,函数名首字母大写即为public。

4,go内置关键字(25个均为小写)。

5,函数不用先声明,即可使用。

6,在函数内部可以通过 := 隐士定义变量。(函数外必须显示使用var定义变量)

7,go程序使用UTF-8编码的纯Unicode文本编写。

8,使用big.Int的陷阱:

9,从技术层面讲,go语言的语句是以分号分隔的,但这些是由编译器自动添加的,不用手动输入,除非需要在同一行中写入多个语句。没有分号及只需少量的逗号和圆括号,使得go语言的程序更容易阅读。

10,go语言只有一个循环结构——for循环。

11,go里的自增运算符只有——“后++”

12,go语言中的slice用法类似python中数组,关于slice的详细用法可见:

13,函数也是一个值,使用匿名函数返回一个值。

14,函数闭包的使用,闭包是一个匿名函数值,会引用到其外部的变量。

这可能是最全的golang的"=="比较规则了吧

大家经常用"=="来比较两个变量是否相等。但是golang中的"=="有很多细节的地方,跟php是不一样的。很多时候不能直接用"=="来比较,编译器会直接报错。

golang中基本类型的比较规则和复合类型的不一致,先介绍下golang的变量类型:

golang中的基本类型

比较的两个变量类型必须相等。而且,golang没有隐式类型转换,比较的两个变量必须类型完全一样,类型别名也不行。如果要比较,先做类型转换再比较。

复合类型是逐个字段,逐个元素比较的。需要注意的是, array 或者struct中每个元素必须要是可比较的,如果某个array的元素 or struct的成员不能比较(比如是后面介绍的slice,map等),则此复合类型也不能比较。

逐个成员比较类型和值。每个对应成员的比较遵循基本类型变量的比较规则。

但是如果struct中有不可比较的成员类型时:

可以看到,struct中有slice这种不可比较的成员时,整个struct都不能做比较,即使没有对slice那个成员赋值(slice默认值为nil)

slice和map的比较规则比较奇怪,我们先说普通的变量引用类型val和channel的比较规则。

引用类型变量存储的是某个变量的内存地址。所以引用类型变量的比较,判断的是这两个引用类型存储的是不是同一个变量。

上面看起来比较废话,但是得理解引用类型的含义。不然对判断规则还是不清楚。

slice类型不可比较,只能与零值nil做比较。

关于slice类型不可比较的原因,后面会专门写文章做讨论。

map类型和slice一样,不能比较,只能与nil做比较。

接口类型的变量,包含该接口变量存储的值和值的类型两部分组成,分别称为接口的动态类型和动态值。 只有动态类型和动态值都相同时,两个接口变量才相同:

而且接口的动态类型必须要是可比较的,如果不能比较(比如slice,map),则运行时会报panic。因为编译器在编译时无法获取接口的动态类型,所以编译能通过,但是运行时直接panic:

golang的func作为一等公民,也是一种类型,而且不可比较

上面说过,map和slice是不可比较类型,但是有没有特殊的方法来对slice和map做比较呢,有

reflect.DeepEqual函数可以用来比较两个任意类型的变量

对map类型做比较:

对slice类型做比较:

对struct类型做比较:

可以发现,只要变量的类型和值相同的话,reflect.DeepEqual比较的结果就为true

直接看用例:

结果为:

1, golang的类型再定义和类型别名

2,golang的slice和map为什么不可以比较

1,

2,

3,

【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: ()

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