python和go語言的區(qū)別

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1、語法
Python的語法使用縮進來指示代碼塊。Go的語法基于打開和關閉括號。
2、范例
Python是一種基于面向?qū)ο缶幊痰亩喾妒剑钍胶秃瘮?shù)式編程語言。它堅持這樣一種觀點,即如果一種語言在某些情境中表現(xiàn)出某種特定的方式,理想情況下它應該在所有情境中都有相似的作用。但是,它又不是純粹的OOP語言,它不支持強封裝,這是OOP的主要原則之一。
Go是一種基于并發(fā)編程范式的過程編程語言,它與C具有表面相似性。實際上,Go更像是C的更新版本。
3、并發(fā)
Python沒有提供內(nèi)置的并發(fā)機制,而Go有內(nèi)置的并發(fā)機制。
4、類型化
Python是動態(tài)類型語言,而Go是一種靜態(tài)類型語言,它實際上有助于在編譯時捕獲錯誤,這可以進一步減少生產(chǎn)后期的嚴重錯誤。
5、安全性
Python是一種強類型語言,它是經(jīng)過編譯的,因此增加了一層安全性。Go具有分配給每個變量的類型,因此,它提供了安全性。但是,如果發(fā)生任何錯誤,用戶需要自己運行整個代碼。
6、管理內(nèi)存
Go允許程序員在很大程度上管理內(nèi)存。而,Python中的內(nèi)存管理完全自動化并由Python VM管理;它不允許程序員對內(nèi)存管理負責。
7、庫
與Go相比,Python提供的庫數(shù)量要大得多。然而,Go仍然是新的,并且還沒有取得很大進展。
8、速度:
Go的速度遠遠超過Python。
參考:
Goroutine并發(fā)調(diào)度模型深度解析手擼一個協(xié)程池
Golang 的 goroutine 是如何實現(xiàn)的?
Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】
OS線程初始棧為2MB。Go語言中,每個goroutine采用動態(tài)擴容方式,初始2KB,按需增長,最大1G。此外GC會收縮棧空間。
BTW,增長擴容都是有代價的,需要copy數(shù)據(jù)到新的stack,所以初始2KB可能有些性能問題。
更多關于stack的內(nèi)容,可以參見大佬的文章。 聊一聊goroutine stack
用戶線程的調(diào)度以及生命周期管理都是用戶層面,Go語言自己實現(xiàn)的,不借助OS系統(tǒng)調(diào)用,減少系統(tǒng)資源消耗。
Go語言采用兩級線程模型,即用戶線程與內(nèi)核線程KSE(kernel scheduling entity)是M:N的。最終goroutine還是會交給OS線程執(zhí)行,但是需要一個中介,提供上下文。這就是G-M-P模型
Go調(diào)度器有兩個不同的運行隊列:
go1.10\src\runtime\runtime2.go
Go調(diào)度器根據(jù)事件進行上下文切換。
調(diào)度的目的就是防止M堵塞,空閑,系統(tǒng)進程切換。
詳見 Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】
Linux可以通過epoll實現(xiàn)網(wǎng)絡調(diào)用,統(tǒng)稱網(wǎng)絡輪詢器N(Net Poller)。
文件IO操作
上面都是防止M堵塞,任務竊取是防止M空閑
每個M都有一個特殊的G,g0。用于執(zhí)行調(diào)度,gc,棧管理等任務,所以g0的棧稱為調(diào)度棧。g0的棧不會自動增長,不會被gc,來自os線程的棧。
go1.10\src\runtime\proc.go
G沒辦法自己運行,必須通過M運行
M通過通過調(diào)度,執(zhí)行G
從M掛載P的runq中找到G,執(zhí)行G
看今年二月份的go語言占比,go語言還是在緩慢上升。這門語言目前看還是比較有前景的,如果你對go語言感興趣,你可以轉。
Go語言作為出現(xiàn)比較晚的一門編程語言,在其原生支持高并發(fā)、云原生等領域的優(yōu)秀表現(xiàn),像目前比較流行的容器編排技術Kubernetes、容器技術Docker都是用Go語言寫的,像Java等其他面向?qū)ο蟮恼Z言,雖然也能做云原生相關的開發(fā),但是支持的程度遠沒有Go語言高,憑借其語言特性和簡單的編程方式,彌補了其他編程語言一定程度上的不足,一度成為一個熱門的編程語言。
最近在學習Go語言,我之前使用過C#、Java等面向?qū)ο缶幊痰恼Z言,發(fā)現(xiàn)其中有很多的編程方式和其他語言有區(qū)別的地方,好記性不如爛筆頭,總結一下,和其他語言做個對比。這里只總結差異的地方,具體的語法不做詳細的介紹。
種一棵樹最好的時間是十年前,其次是現(xiàn)在。
3)變量初始化時候可以和其他語言一樣直接在變量后面加等號,等號后面為要初始化的值,也可以使用變量名:=變量值的簡單方式
3)變量賦值 Go語言的變量賦值和多數(shù)語言一致,但是Go語言提供了多重賦值的功能,比如下面這個交換i、j變量的語句:
在不支持多重賦值的語言中,交換兩個變量的值需要引入一個中間變量:
4)匿名變量
在使用其他語言時,有時候要獲取一個值,卻因為該函數(shù)返回多個值而不得不定義很多沒有的變量,Go語言可以借助多重返回值和匿名變量來避免這種寫法,使代碼看起來更優(yōu)雅。
假如GetName()函數(shù)返回3個值,分別是firstName,lastName和nickName
若指向獲得nickName,則函數(shù)調(diào)用可以這樣寫
這種寫法可以讓代碼更清晰,從而大幅降低溝通的復雜度和維護的難度。
1)基本常量
常量使用關鍵字const 定義,可以限定常量類型,但不是必須的,如果沒有定義常量的類型,是無類型常量
2)預定義常量
Go語言預定義了這些常量 true、false和iota
iota比較特殊,可以被任務是一個可被編譯器修改的常量,在每個const關鍵字出現(xiàn)時被重置為0,然后在下一個const出現(xiàn)之前每出現(xiàn)一個iota,其所代表的數(shù)字會自動加1.
3)枚舉
1)int 和int32在Go語言中被認為是兩種不同類型的類型
2)Go語言定義了兩個浮點型float32和float64,其中前者等價于C語言的float類型,后者等價于C語言的double類型
3)go語言支持復數(shù)類型
復數(shù)實際上是由兩個實數(shù)(在計算機中使用浮點數(shù)表示)構成,一個表示實部(real)、一個表示虛部(imag)。也就是數(shù)學上的那個復數(shù)
復數(shù)的表示
實部與虛部
對于一個復數(shù)z=complex(x,y),就可以通過Go語言內(nèi)置函數(shù)real(z)獲得該復數(shù)的實部,也就是x,通過imag(z)獲得該復數(shù)的虛部,也就是y
4)數(shù)組(值類型,長度在定義后無法再次修改,每次傳遞都將產(chǎn)生一個副本。)
5)數(shù)組切片(slice)
數(shù)組切片(slice)彌補了數(shù)組的不足,其數(shù)據(jù)結構可以抽象為以下三個變量:
6)Map 在go語言中Map不需要引入任何庫,使用很方便
Go循環(huán)語句只支持for關鍵字,不支持while和do-while
goto語句的語義非常簡單,就是跳轉到本函數(shù)內(nèi)的某個標簽
今天就介紹到這里,以后我會在總結Go語言在其他方面比如并發(fā)編程、面向?qū)ο蟆⒕W(wǎng)絡編程等方面的不同及使用方法。希望對大家有所幫助。
是的,go語言的全稱是:go programming language。go 這個詞太通用了,搜索引擎不能很好辨認,所以習慣叫golang.
Goroutine調(diào)度是一個很復雜的機制,下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調(diào)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什么意思:
G ----------- goroutine: 即Go協(xié)程,每個go關鍵字都會創(chuàng)建一個協(xié)程。
M ---------- thread內(nèi)核級線程,所有的G都要放在M上才能運行。
P ----------- processor處理器,調(diào)度G到M上,其維護了一個隊列,存儲了所有需要它來調(diào)度的G。
Goroutine 調(diào)度器P和 OS 調(diào)度器是通過 M 結合起來的,每個 M 都代表了 1 個內(nèi)核線程,OS 調(diào)度器負責把內(nèi)核線程分配到 CPU 的核上執(zhí)行
模型圖:
避免頻繁的創(chuàng)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(tǒng)調(diào)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(zhí)行。進而某個空閑的M1獲取P,繼續(xù)執(zhí)行P隊列中剩下的G。而M0由于陷入系統(tǒng)調(diào)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(tǒng)調(diào)用結束后,根據(jù)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(xù)執(zhí)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(diào)度。然后M0將進入緩存池睡眠。
如下圖
GOMAXPROCS設置P的數(shù)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最多占用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(diào)度機制 搶占式調(diào)度
當創(chuàng)建一個新的G之后優(yōu)先加入本地隊列,如果本地隊列滿了,會將本地隊列的G移動到全局隊列里面,當M執(zhí)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(xié)程經(jīng)歷過程
我們創(chuàng)建一個協(xié)程 go func()經(jīng)歷過程如下圖:
說明:
這里有兩個存儲G的隊列,一個是局部調(diào)度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創(chuàng)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(jīng)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(shù)組構成的環(huán)形鏈表,它最多可以存儲 256 個待執(zhí)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的關系。M會從P的本地隊列彈出一個可執(zhí)行狀態(tài)的G來執(zhí)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(zhí)行的G來執(zhí)行;
一個M調(diào)度G執(zhí)行的過程是一個循環(huán)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(shù)默認等于CPU核數(shù),每個M必須持有一個P才可以執(zhí)行G,一般情況下M的個數(shù)會略大于P的個數(shù),這多出來的M將會在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時發(fā)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(chuàng)建一個。
work-stealing調(diào)度算法:當M執(zhí)行完了當前P的本地隊列隊列里的所有G后,P也不會就這么在那躺尸啥都不干,它會先嘗試從全局隊列隊列尋找G來執(zhí)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(zhí)行。
如果一切正常,調(diào)度器會以上述的那種方式順暢地運行,但這個世界沒這么美好,總有意外發(fā)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(tài)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(jīng)用netpoller實現(xiàn)了goroutine網(wǎng)絡I/O阻塞不會導致M被阻塞,僅阻塞G,這里僅僅是舉個栗子),對應的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq),該G的狀態(tài)由_Gruning變?yōu)開Gwaitting,而M會跳過該G嘗試獲取并執(zhí)行下一個G,如果此時沒有可運行的G供M運行,那么M將解綁P,并進入sleep狀態(tài);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(zhí)行的 Goroutine。), 然后再是P的本地隊列和全局隊列。
系統(tǒng)調(diào)用阻塞
當M執(zhí)行某一個G時候如果發(fā)生了阻塞操作,M會阻塞,如果當前有一些G在執(zhí)行,調(diào)度器會把這個線程M從P中摘除,然后再創(chuàng)建一個新的操作系統(tǒng)的線程(如果有空閑的線程可用就復用空閑線程)來服務于這個P。當M系統(tǒng)調(diào)用結束時候,這個G會嘗試獲取一個空閑的P執(zhí)行,并放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P,那么這個線程M變成休眠狀態(tài), 加入到空閑線程中,然后這個G會被放入全局隊列中。
隊列輪轉
可見每個P維護著一個包含G的隊列,不考慮G進入系統(tǒng)調(diào)用或IO操作的情況下,P周期性的將G調(diào)度到M中執(zhí)行,執(zhí)行一小段時間,將上下文保存下來,然后將G放到隊列尾部,然后從隊列中重新取出一個G進行調(diào)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待運行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行,全局隊列中G的來源,主要有從系統(tǒng)調(diào)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待運行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行,全局隊列中G的來源,主要有從系統(tǒng)調(diào)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是啟動程序后的編號為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(zhí)行初始化操作和啟動第一個G,在之后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(chuàng)建的goroutine,G0僅用于負責調(diào)度G,G0不指向任何可執(zhí)行的函數(shù),每個M都會有一個自己的G0,在調(diào)度或系統(tǒng)調(diào)用時會使用G0的棧空間,全局變量的G0是M0的G0
一個G由于調(diào)度被中斷,此后如何恢復?
中斷的時候?qū)⒓拇嫫骼锏臈P畔ⅲ4娴阶约旱腉對象里面。當再次輪到自己執(zhí)行時,將自己保存的棧信息復制到寄存器里面,這樣就接著上次之后運行了。
我這里只是根據(jù)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(diào)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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