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怎麼學習golang
已經有好多程序員都把Go語言描述為是一種所見即所得(WYSIWYG)的編程語言。這是說,代碼要做的事和它在字面上表達的意思是完全一致的。 在這些新語言中,包含D,Go,Rust和Vala語言,Go曾一度出現在TIOBE的排行榜上面。與其他新語言相比,Go的魅力明顯要大很多。Go的成熟特徵會得到許多開發者的欣賞,而不僅僅是因為其誇大其詞的曝光度。下面我們來一起探討一下谷歌開發的Go語言以及談談Go為什麼會吸引眾多開發者: 快速簡單的編譯 Go編譯速度很快,如此快速的編譯使它很容易作為腳本語言使用。關於編譯速度快主要有以下幾個原因:首先,Go不使用頭文件;其次如果一個模塊是依賴A的,這反過來又取決於B,在A裡面的需求改變只需重新編譯原始模塊和與A相依賴的地方;最後,對象模塊裡面包含了足夠的依賴關係信息,所以編譯器不需要重新創建文件。你只需要簡單地編譯主模塊,項目中需要的其他部分就會自動編譯,很酷,是不是? 通過返回數值列表來處理錯誤信息 目前,在本地語言裡面處理錯誤的方式主要有兩種:直接返回代碼或者拋異常。這兩種都不是最理想的處理方式。其中返回代碼是非常令人沮喪的,因為返回的錯誤代碼經常與從函數中返回的數據相衝突。Go允許函數返回多個值來解決這個問題。這個從函數裡面返回的值,可以用來檢查定義的類型是否正確並且可以隨時隨地對函數的返回值進行檢查。如果你對錯誤值不關心,你可以不必檢查。在這兩種情況下,常規的返回值都是可用的。 簡化的成分(優先於繼承) 通過使用接口,類型是有資格成為對象中一員的,就像Java指定行為一樣。例如在標準庫裡面的IO包,定義一個Writer來指定一個方法,一個Writer函數,其中輸入參數是字節數組並且返回整數類型值或者錯誤類型。任何類型實現一個帶有相同簽名的Writer方法是對IO的完全實現,Writer接口。這種是解耦代碼而不是優雅。它還簡化了模擬對象來進行單元測試。例如你想在數據庫對象中測試一個方法,在標準語言中,你通常需要創建一個數據庫對象,並且需要進行大量的初始化和協議來模擬對象。在Go裡面,如果該方法需要實現一個接口,你可以創建任何對該接口有用的對象,所以,你創建了MockDatabase,這是很小的對象,只實現了幾個需要運行和模擬的接口——沒有構造函數,沒有附件功能,只是一些方法。 簡化的並發性 相對於其他語言,並發性在Go裡面顯得更加容易。把‘go’關鍵字放在任意函數前面然後那個函數就會在其go-routine自動運行(一個很輕的線程)。go-routines是通過通道進行交流並且基本上封鎖了所有的隊列消息。普通工具對相互排斥是有用,但是Go通過使用通道來踢掉並發性任務和坐標更加容易。 優秀的錯誤消息 所有與Go相似的語言,自身作出的診斷都是無法與Go相媲美的。例如,一個死鎖程序,在Go運行時會通知你目前哪個線程導致了這種死鎖。編譯的錯誤信息是非常詳細全面和有用的。 其他 這裡還有許多其他吸引人的地方,下面就一概而過的介紹一下,比如高階函數、垃圾回收、哈希映射和可擴展的數組內置語言(部分語言語法,而不是作為一個庫)等等。 當然,Go並不是完美無瑕。在工具方面還有些不成熟的地方和用戶社區較小等,但是隨着谷歌語言的不斷發展,肯定會有整治措施出來。儘管許多語言,尤其是D、Rust和Vala旨在簡化C++並且對其進行簡化,但它們給人的感覺仍是“C++看上去要更好”。
【Go語言的優勢】
可直接編譯成機器碼,不依賴其他庫,glibc的版本有一定要求,部署就是扔一個文件上去就完成了。
靜態類型語言,但是有動態語言的感覺,靜態類型的語言就是可以在編譯的時候檢查出來隱藏的大多數問題,動態語言的感覺就是有很多的包可以使用,寫起來的效率很高。
語言層面支持並發,這個就是Go最大的特色,天生的支持並發,我曾經說過一句話,天生的基因和整容是有區別的,大家一樣美麗,但是你喜歡整容的還是天生基因的美麗呢?Go就是基因裡面支持的並發,可以充分的利用多核,很容易的使用並發。
內置runtime,支持垃圾回收,這屬於動態語言的特性之一吧,雖然目前來說GC不算完美,但是足以應付我們所能遇到的大多數情況,特別是Go1.1之後的GC。
簡單易學,Go語言的作者都有C的基因,那麼Go自然而然就有了C的基因,那麼Go關鍵字是25個,但是表達能力很強大,幾乎支持大多數你在其他語言見過的特性:繼承、重載、對象等。
豐富的標準庫,Go目前已經內置了大量的庫,特別是網絡庫非常強大,我最愛的也是這部分。
內置強大的工具,Go語言裡面內置了很多工具鏈,最好的應該是gofmt工具,自動化格式化代碼,能夠讓團隊review變得如此的簡單,代碼格式一模一樣,想不一樣都很困難。
跨編譯,如果你寫的Go代碼不包含cgo,那麼就可以做到window系統編譯linux的應用,如何做到的呢?Go引用了plan9的代碼,這就是不依賴系統的信息。
內嵌C支持,前面說了作者是C的作者,所以Go裡面也可以直接包含c代碼,利用現有的豐富的C庫。
從PHP 到Golang 的筆記 ( 轉 )
———文章來源 YamiOdymel/PHP-to-Golang
PHP和模塊之間的關係令人感到煩躁,假設你要讀取 yaml 檔案,你需要有一個 yaml 的模塊,為此,你還需要將其編譯然後將編譯後的模塊擺放至指定位置,之後換了一台伺服器你還要重新編譯,這點到現在還是沒有改善;順帶一提之後出了PHP 7效能確實提升了許多(比Python 3快了些),但PHP仍令我感到臃腫,我覺得是時候
(轉行)了。
PHP 和Golang 的效能我想毋庸置疑是後者比較快(而且是以倍數來算),也許有的人會認為兩種不應該被放在一起比較,但Golang 本身就是偏向Web 開發的,所以這也是為什麼我考慮轉用Golang 的原因,起初我的考慮有幾個:Node.js 和Rust 還有最終被選定的Golang;先談談Node.js 吧。
Node.js的效能可以說是快上PHP 3.5倍至6倍左右 ,而且撰寫的語言還是JavaScript,蒸蚌,如此一來就不需要學習新語言了!搭配Babel更可以說是萬能,不過那跟「跳跳虎」一樣的Async邏輯還有那恐怖的Callback Hell,有人認為前者是種優點,這點我不否認,但是對學習PHP的我來說太過於”Mind Fuck”,至於後者的Callback Hell雖然有Promise,但是那又是另一個「Then Hell」的故事了。相較於Golang之下,Node.js似乎就沒有那麼吸引我了。你確實可以用Node.js寫出很多東西,不過那V8引擎的效能仍然有限,而且要學習新的事物,不就應該是「全新」的嗎;)?
題外話: 為什麼Node.js不適合大型和商業專案?
在拋棄改用Node.js 之後我曾經花了一天的時間嘗試Rust 和Iron 框架,嗯⋯⋯Rust 太強大了,強大到讓我覺得Rust 不應該用在這裡,這想法也許很蠢,但Rust 讓我覺得適合更應該拿來用在系統或者是部分底層的地方,而不應該是網路服務。
Golang是我最終的選擇,主要在於我花了一天的時間來研究的時候意外地發現Golang夭壽簡潔( 關鍵字只有25個 ),相較之下Rust太過於「強大」令我怯步;而且Golang帶有許多工具,例如 go fmt 會自動幫你整理程式碼、 go doc 會自動幫你生產文件、 go test 可以自動單元測試並生產覆蓋率報表、也有 go get 套件管理工具(雖然沒有版本功能),不過都很實用,而且也不需要加上分號( ; ),真要說不好的地方⋯⋯大概就是強迫你花括號不能換行放吧(沒錯,我就是花括號會換行放的人)。
當我在撰寫這份文件的時候 我會先假設你有一定的基礎 ,你可以先閱讀下列的手冊,他們都很不錯。
你能夠在PHP 裡面想建立一個變數的時候就直接建立,夭壽贊,是嗎?
蒸蚌!那麼Golang 呢?在Golang 中變數分為幾類:「新定義」、「預先定義」、「自動新定義」、「覆蓋」。讓我們來看看範例:
在PHP中你會很常用到 echo 來顯示文字,像這樣。
然而在Golang中你會需要 fmt 套件,關於「什麼是套件」的說明你可以在文章下述了解。
這很簡單,而且兩個語言的用法相差甚少,下面這是PHP:
只是Golang 稍微聒噪了一點,你必須在函式後面宣告他最後會回傳什麼資料型別。
在PHP 中你要回傳多個資料你就會用上陣列,然後將資料放入陣列裡面,像這樣。
然而在Golang 中你可以不必用到一個陣列,函式可以一次回傳多個值:
兩個語言的撰寫方式不盡相同。
主要是PHP 的陣列能做太多事情了,所以在PHP 裡面要儲存什麼用陣列就好了。
在Golang里⋯⋯沒有這麼萬能的東西,首先要先了解Golang中有這些型態: array , slice , map , interface ,
你他媽的我到底看了三洨,首先你要知道Golang是個強型別語言,意思是你的陣列中 只能有一種型態 ,什麼意思?當你決定這個陣列是用來擺放字串資料的時候,你就只能在裡面放字串。沒有數值、沒有布林值,就像你沒有女朋友一樣。
先撇開PHP 的「萬能陣列」不管,Golang 中的陣列既單純卻又十分腦殘,在定義一個陣列的時候,你必須給他一個長度還有其內容存放的資料型態,你的陣列內容不一定要填滿其長度,但是你的陣列內容不能超過你當初定義的長度。
切片⋯⋯這聽起來也許很奇怪,但是你確實可以「切」他,讓我們先談談「切片」比起「陣列」要好在哪裡:「你不用定義其最大長度,而且你可以直接賦予值」,沒了。
我們剛才有提到你可以「切」他,記得嗎?這有點像是PHP中的 array_slice() ,但是Golang直接讓Slice「內建」了這個用法,其用法是: slice[開始:結束] 。
在PHP中倒是沒有那麼方便,在下列PHP範例中你需要不斷地使用 array_slice() 。
你可以把「映照」看成是一個有鍵名和鍵值的陣列,但是記住:「你需要事先定義其鍵名、鍵值的資料型態」,這仍限制你沒辦法在映照中存放多種不同型態的資料。
在Golang里可就沒這麼簡單了,你需要先用 make() 宣告 map 。
也許你不喜歡「接口」這個詞,但用「介面」我怕會誤導大眾,所以,是的,接下來我會繼續稱其為「接口」。還記得你可以在PHP 的關聯陣列裡面存放任何型態的資料嗎,像下面這樣?
現在你有福了!正因為Golang中的 interface{} 可以接受任何內容,所以你可以把它拿來存放任何型態的資料。
有時候你也許會有個不定值的變數,在PHP 里你可以直接將一個變數定義成字串、數值、空值、就像你那變心的女友一樣隨時都在變。
在Golang中你必須給予變數一個指定的資料型別,不過還記得剛才提到的:「Golang中有個 interface{} 能夠 存放任何事物 」嗎( 雖然也不是真的任何事物啦⋯⋯ )?
當我們程式中不需要繼續使用到某個資源或是發生錯誤的時候,我們索性會將其關閉或是拋棄來節省資源開銷,例如PHP 里的讀取檔案:
在Golang中,你可以使用 defer 來在函式結束的時候自動執行某些程式(其執行方向為反向)。所以你就不需要在函式最後面結束最前面的資源。
defer 可以被稱為「推遲執行」,實際上就是在函式結束後會「反序」執行的東西,例如你按照了這樣的順序定義 defer : A-B-C-D ,那麼執行的順序其實會是 D-C-B-A ,這用在程式結束時還蠻有用的,讓我們看看Golang如何改善上述範例。
這東西很邪惡,不是嗎?又不是在寫BASIC,不過也許有時候你會在PHP 用上呢。但是拜託,不要。
Golang中僅有 for 一種迴圈但卻能夠達成 foreach 、 while 、 for 多種用法。普通 for 迴圈寫法在兩個語言中都十分相近。
在Golang請記得:如果你的 i 先前並不存在,那麼你就需要定義它,所以下面這個範例你會看見 i := 0 。
在PHP里, foreach() 能夠直接給你值和鍵名,用起來十分簡單。
Golang裡面雖然僅有 for() 但卻可以使用 range 達成和PHP一樣的 foreach 方式。
一個 while(條件) 迴圈在PHP裡面可以不斷地執行區塊中的程式,直到 條件 為 false 為止。
在Golang里也有相同的做法,但仍是透過 for 迴圈,請注意這個 for 迴圈並沒有任何的分號( ; ),而且一個沒有條件的 for 迴圈會一直被執行。
PHP中有 do .. while() 迴圈可以先做區塊中的動作。
在Golang中則沒有相關函式,但是你可以透過一個無止盡的 for 迴圈加上條件式來讓他結束迴圈。
要是你真的希望完全符合像是PHP那樣的設計方式,或者你可以在Golang中使用很邪惡的 goto 。
在PHP中我們可以透過 date() 像這樣取得目前的日期。
在Golang就稍微有趣點了,因為Golang中並不是以 Y-m-d 這種格式做為定義,而是 1 、 2 、 3 ,這令你需要去翻閱文件,才能夠知道 1 的定義是代表什麼。
俗話說:「爆炸就是藝術」,可愛的PHP用詞真的很大膽,像是: explode() (爆炸)、 die() (死掉),回歸正傳,如果你想在PHP裡面將字串切割成陣列,你可以這麼做。
簡單的就讓一個字串給「爆炸」了,那麼Golang 呢?
對了,記得引用 strings 套件。
這真的是很常用到的功能,就像物件一樣有着鍵名和鍵值,在PHP 裡面你很簡單的就能靠陣列(Array)辦到。
真是太棒了,那麼Golang呢?用 map 是差不多啦。如果有必要的話,你可以稍微複習一下先前提到的「多資料儲存型態-Stores」。
你很常會在PHP裡面用 isset() 檢查一個索引是否存在,不是嗎?
在Golang裡面很簡單的能夠這樣辦到(僅適用於 map )。
指針(有時也做參照)是一個像是「變數別名」的方法,這種方法讓你不用整天覆蓋舊的變數,讓我們假設 A = 1; B = A; 這個時候 B 會複製一份 A 且兩者不相干,倘若你希望修改 B 的時候實際上也會修改到 A 的值,就會需要指針。
指針比起複制一個變數,他會建立一個指向到某個變數的記憶體位置,這也就是為什麼你改變指針,實際上是在改變某個變數。
在Golang你需要用上 * 還有 符號。
有些時候你會回傳一個陣列,這個陣列裡面可能有資料還有錯誤代號,而你會用條件式判斷錯誤代號是否非空值。
在Golang中函式可以一次回傳多個值。為此,你不需要真的回傳一個陣列,不過要注意的是你將會回傳一個屬於 error 資料型態的錯誤,所以你需要引用 errors 套件來幫助你做這件事。
該注意的是Golang沒有 try .. catch ,因為 Golang推薦這種錯誤處理方式 ,你應該在每一次執行可能會發生錯誤的程式時就處理錯誤,而非後來用 try 到處包覆你的程式。
在 if 條件式里宣告變數會讓你只能在 if 內部使用這個變數,而不會污染到全域範圍。
也許你在PHP中更常用的會是 try .. catch ,在大型商業邏輯時經常看見如此地用法,實際上這種用法令人感到聒噪(因為你會需要一堆 try 區塊):
Golang中並沒有 try .. catch ,實際上Golang也 不鼓勵這種行為 (Golang推薦逐一處理錯誤的方式),倘若你真想辦倒像是捕捉異常這樣的方式,你確實可以使用Golang中另類處理錯誤的方式(可以的話盡量避免使用這種方式): panic() , recover() , defer 。
你可以把 panic() 當作是 throw (丟出錯誤),而這跟PHP的 exit() 有87%像,一但你執行了 panic() 你的程式就會宣告而終,但是別擔心,因為程式結束的時候會呼叫 defer ,所以我們接下來要在 defer 停止 panic() 。
關於 defer 上述已經有提到了,他是一個反向執行的宣告,會在函式結束後被執行,當你呼叫了 panic() 結束程式的時候,也就會開始執行 defer ,所以我們要在 defer 內使用 recover() 讓程式不再繼續進行結束動作,這就像是捕捉異常。
recover() 可以看作 catch (捕捉),我們要在 defer 裡面用 recover() 解決 panic() ,如此一來程式就會回歸正常而不會被結束。
還記得在PHP里要引用一堆檔案的日子嗎?到處可見的 require() 或是 include() ?到了Golang這些都不見了,取而代之的是「套件(Package)」。現在讓我們來用PHP解釋一下。
這看起來很正常對吧?但假設你有一堆檔案,這馬上就成了 Include Hell ,讓我們看看Golang怎麼透過「套件」解決這個問題。
「 蛤???殺小??? 」你可能如此地說道。是的, main.go 中除了引用 fmt 套件( 為了要輸出結果用的套件 )之外完全沒有引用到 a.go 。
「 蛤???殺小?????? 」你彷彿回到了幾秒鐘前的自己。
既然沒有引用其他檔案,為什麼 main.go 可以輸出 foo 呢?注意到了嗎, 兩者都是屬於 main 套件 ,因此 他們共享同一個區域 ,所以接下來要介紹的是什麼叫做「套件」。
套件是每一個 .go 檔案都必須聲明在Golang原始碼中最開端的東西,像下面這樣:
這意味着目前的檔案是屬於 main 套件( 你也可以依照你的喜好命名 ),那麼要如何讓同個套件之間的函式溝通呢?
接着是Golang;注意!你不需要引用任何檔案,因為下列兩個檔案同屬一個套件。
一個由「套件」所掌握的世界,比起PHP的 include() 和 require() 還要好太多了,對嗎?
在Golang 中沒有引用單獨檔案的方式,你必須匯入一整個套件,而且你要記住:「一定你匯入了,你就一定要使用它」,像下面這樣。
假如你不希望使用你匯入的套件,你只是為了要觸發那個套件的 main() 函式而引用的話⋯⋯,那麼你可以在前面加上一個底線( _ )。
如果你的套件出現了名稱衝突,你可以在套件來源前面給他一個新的名稱。
現在你知道可以匯入套件了,那麼什麼是「匯出」?同個套件內的函式還有共享變數確實可以直接用,但那 並不表示可以給其他套件使用 ,其方法取決於 函式/變數的「開頭大小寫」 。
是的。 Golang依照一個函式/變數的開頭大小寫決定這個東西是否可供「匯出」 。
這用在區別函式的時候格外有用,因為小寫開頭的任何事物都是不供匯出的,反之,大寫開頭的任何事物都是用來匯出供其他套件使用的。
一開始可能會覺得這是什麼奇異的規定,但寫久之後,你就能發現比起JavaScript和Python以「底線為開頭的命名方式」還要來得更好;比起成天宣告 public 、 private 、 protected 還要來得更快。
在Golang 中沒有類別,但有所謂的「建構體(Struct)」和「接口(Interface)」,這就能夠滿足幾乎所有的需求了,這也是為什麼我認為Golang 很簡潔卻又很強大的原因。
讓我們先用PHP 建立一個類別,然後看看Golang 怎麼解決這個問題。
雖然Golang沒有類別,但是「建構體(Struct)」就十分地堪用了,首先你要知道在Golang中「類別」的成員還有方法都是在「類別」外面所定義的,這跟PHP在類別內定義的方式有所不同,在Golang中還有一點,那就是他們沒有 public 、 private 、 protected 的種類。
在PHP中,當有一個類別被 new 的時候會自動執行該類別內的建構子( __construct() ),通常你會用這個來初始化一些類別內部的值。
但是在Golang 里因為沒有類別,也就沒有建構子,不巧的是建構體本身也不帶有建構子的特性,這個時候你只能自己在外部建立一個建構用函式。
讓我們假設你有兩個類別,你會把其中一個類別傳入到另一個類別裡面使用,廢話不多說!先上個PHP 範例(為了簡短篇幅我省去了換行)。
在Golang中你也有相同的用法,但是請記得:「 任何東西都是在「類別」外完成建構的 」。
在PHP 中沒有相關的範例,這部分會以剛才「嵌入」章節中的Golang 範例作為解說對象。
你可以看見Golang在進行 Foo 嵌入 Bar 的時候,會自動將 Foo 的成員暴露在 Bar 底下,那麼假設「雙方之間有相同的成員名稱」呢?
這個時候被嵌入的成員就會被「遮蔽」,下面是個實際範例,還有你如何解決遮蔽問題:
雖然都是呼叫同一個函式,但是這個函式可以針對不同的資料來源做出不同的舉動,這就是多形。你也能夠把這看作是:「訊息的意義由接收者定義,而不是傳送者」。
目前PHP 中沒有真正的「多形」,不過你仍可以做出同樣的東西。
嗯⋯⋯那麼Golang呢?實際上更簡單而且更有條理了,在Golang中有 interface 可以幫忙完成這個工作。
如果你對Interface還不熟悉,可以試着查看「 解釋Golang中的Interface到底是什麼 」文章。
謝謝你看到這裡,可惜這篇文章卻沒有說出Golang 最重要的賣點:「Goroutine」和「Channel」
這可能是最全的golang的”==”比較規則了吧
大家經常用”==”來比較兩個變量是否相等。但是golang中的”==”有很多細節的地方,跟php是不一樣的。很多時候不能直接用”==”來比較,編譯器會直接報錯。
golang中基本類型的比較規則和複合類型的不一致,先介紹下golang的變量類型:
golang中的基本類型
比較的兩個變量類型必須相等。而且,golang沒有隱式類型轉換,比較的兩個變量必須類型完全一樣,類型別名也不行。如果要比較,先做類型轉換再比較。
複合類型是逐個字段,逐個元素比較的。需要注意的是, array 或者struct中每個元素必須要是可比較的,如果某個array的元素 or struct的成員不能比較(比如是後面介紹的slice,map等),則此複合類型也不能比較。
逐個成員比較類型和值。每個對應成員的比較遵循基本類型變量的比較規則。
但是如果struct中有不可比較的成員類型時:
可以看到,struct中有slice這種不可比較的成員時,整個struct都不能做比較,即使沒有對slice那個成員賦值(slice默認值為nil)
slice和map的比較規則比較奇怪,我們先說普通的變量引用類型val和channel的比較規則。
引用類型變量存儲的是某個變量的內存地址。所以引用類型變量的比較,判斷的是這兩個引用類型存儲的是不是同一個變量。
上面看起來比較廢話,但是得理解引用類型的含義。不然對判斷規則還是不清楚。
slice類型不可比較,只能與零值nil做比較。
關於slice類型不可比較的原因,後面會專門寫文章做討論。
map類型和slice一樣,不能比較,只能與nil做比較。
接口類型的變量,包含該接口變量存儲的值和值的類型兩部分組成,分別稱為接口的動態類型和動態值。 只有動態類型和動態值都相同時,兩個接口變量才相同:
而且接口的動態類型必須要是可比較的,如果不能比較(比如slice,map),則運行時會報panic。因為編譯器在編譯時無法獲取接口的動態類型,所以編譯能通過,但是運行時直接panic:
golang的func作為一等公民,也是一種類型,而且不可比較
上面說過,map和slice是不可比較類型,但是有沒有特殊的方法來對slice和map做比較呢,有
reflect.DeepEqual函數可以用來比較兩個任意類型的變量
對map類型做比較:
對slice類型做比較:
對struct類型做比較:
可以發現,只要變量的類型和值相同的話,reflect.DeepEqual比較的結果就為true
直接看用例:
結果為:
1, golang的類型再定義和類型別名
2,golang的slice和map為什麼不可以比較
1,
2,
3,
【golang詳解】go語言GMP(GPM)原理和調度
Goroutine調度是一個很複雜的機制,下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調度機制,想要對其有更深入的了解可以去研讀一下源碼。
首先介紹一下GMP什麼意思:
G ———– goroutine: 即Go協程,每個go關鍵字都會創建一個協程。
M ———- thread內核級線程,所有的G都要放在M上才能運行。
P ———– processor處理器,調度G到M上,其維護了一個隊列,存儲了所有需要它來調度的G。
Goroutine 調度器P和 OS 調度器是通過 M 結合起來的,每個 M 都代表了 1 個內核線程,OS 調度器負責把內核線程分配到 CPU 的核上執行
模型圖:
避免頻繁的創建、銷毀線程,而是對線程的復用。
1)work stealing機制
當本線程無可運行的G時,嘗試從其他線程綁定的P偷取G,而不是銷毀線程。
2)hand off機制
當本線程M0因為G0進行系統調用阻塞時,線程釋放綁定的P,把P轉移給其他空閑的線程執行。進而某個空閑的M1獲取P,繼續執行P隊列中剩下的G。而M0由於陷入系統調用而進被阻塞,M1接替M0的工作,只要P不空閑,就可以保證充分利用CPU。M1的來源有可能是M的緩存池,也可能是新建的。當G0系統調用結束後,根據M0是否能獲取到P,將會將G0做不同的處理:
如果有空閑的P,則獲取一個P,繼續執行G0。
如果沒有空閑的P,則將G0放入全局隊列,等待被其他的P調度。然後M0將進入緩存池睡眠。
如下圖
GOMAXPROCS設置P的數量,最多有GOMAXPROCS個線程分布在多個CPU上同時運行
在Go中一個goroutine最多佔用CPU 10ms,防止其他goroutine被餓死。
具體可以去看另一篇文章
【Golang詳解】go語言調度機制 搶佔式調度
當創建一個新的G之後優先加入本地隊列,如果本地隊列滿了,會將本地隊列的G移動到全局隊列裡面,當M執行work stealing從其他P偷不到G時,它可以從全局G隊列獲取G。
協程經歷過程
我們創建一個協程 go func()經歷過程如下圖:
說明:
這裡有兩個存儲G的隊列,一個是局部調度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創建的G會先保存在P的本地隊列中,如果P的本地隊列已經滿了就會保存在全局的隊列中;處理器本地隊列是一個使用數組構成的環形鏈表,它最多可以存儲 256 個待執行任務。
G只能運行在M中,一個M必須持有一個P,M與P是1:1的關係。M會從P的本地隊列彈出一個可執行狀態的G來執行,如果P的本地隊列為空,就會想其他的MP組合偷取一個可執行的G來執行;
一個M調度G執行的過程是一個循環機制;會一直從本地隊列或全局隊列中獲取G
上面說到P的個數默認等於CPU核數,每個M必須持有一個P才可以執行G,一般情況下M的個數會略大於P的個數,這多出來的M將會在G產生系統調用時發揮作用。類似線程池,Go也提供一個M的池子,需要時從池子中獲取,用完放回池子,不夠用時就再創建一個。
work-stealing調度算法:當M執行完了當前P的本地隊列隊列里的所有G後,P也不會就這麼在那躺屍啥都不幹,它會先嘗試從全局隊列隊列尋找G來執行,如果全局隊列為空,它會隨機挑選另外一個P,從它的隊列里中拿走一半的G到自己的隊列中執行。
如果一切正常,調度器會以上述的那種方式順暢地運行,但這個世界沒這麼美好,總有意外發生,以下分析goroutine在兩種例外情況下的行為。
Go runtime會在下面的goroutine被阻塞的情況下運行另外一個goroutine:
用戶態阻塞/喚醒
當goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時(實際上golang已經用netpoller實現了goroutine網絡I/O阻塞不會導致M被阻塞,僅阻塞G,這裡僅僅是舉個栗子),對應的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq),該G的狀態由_Gruning變為_Gwaitting,而M會跳過該G嘗試獲取並執行下一個G,如果此時沒有可運行的G供M運行,那麼M將解綁P,並進入sleep狀態;當阻塞的G被另一端的G2喚醒時(比如channel的可讀/寫通知),G被標記為,嘗試加入G2所在P的runnext(runnext是線程下一個需要執行的 Goroutine。), 然後再是P的本地隊列和全局隊列。
系統調用阻塞
當M執行某一個G時候如果發生了阻塞操作,M會阻塞,如果當前有一些G在執行,調度器會把這個線程M從P中摘除,然後再創建一個新的操作系統的線程(如果有空閑的線程可用就復用空閑線程)來服務於這個P。當M系統調用結束時候,這個G會嘗試獲取一個空閑的P執行,並放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P,那麼這個線程M變成休眠狀態, 加入到空閑線程中,然後這個G會被放入全局隊列中。
隊列輪轉
可見每個P維護着一個包含G的隊列,不考慮G進入系統調用或IO操作的情況下,P周期性的將G調度到M中執行,執行一小段時間,將上下文保存下來,然後將G放到隊列尾部,然後從隊列中重新取出一個G進行調度。
除了每個P維護的G隊列以外,還有一個全局的隊列,每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行並將其調度到M中執行,全局隊列中G的來源,主要有從系統調用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列,也是為了防止全局隊列中的G被餓死。
除了每個P維護的G隊列以外,還有一個全局的隊列,每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行並將其調度到M中執行,全局隊列中G的來源,主要有從系統調用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列,也是為了防止全局隊列中的G被餓死。
M0
M0是啟動程序後的編號為0的主線程,這個M對應的實例會在全局變量rutime.m0中,不需要在heap上分配,M0負責執行初始化操作和啟動第一個G,在之後M0就和其他的M一樣了
G0
G0是每次啟動一個M都會第一個創建的goroutine,G0僅用於負責調度G,G0不指向任何可執行的函數,每個M都會有一個自己的G0,在調度或系統調用時會使用G0的棧空間,全局變量的G0是M0的G0
一個G由於調度被中斷,此後如何恢復?
中斷的時候將寄存器里的棧信息,保存到自己的G對象裡面。當再次輪到自己執行時,將自己保存的棧信息複製到寄存器裡面,這樣就接着上次之後運行了。
我這裡只是根據自己的理解進行了簡單的介紹,想要詳細了解有關GMP的底層原理可以去看Go調度器 G-P-M 模型的設計者的文檔或直接看源碼
參考: ()
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原創文章,作者:小藍,如若轉載,請註明出處:https://www.506064.com/zh-hant/n/311574.html