Go語言的應用

Go語言由Google公司開發(fā)，并于2009年開源，相比Java/Python/C等語言，Go尤其擅長并發(fā)編程，性能堪比C語言，開發(fā)效率肩比Python，被譽為“21世紀的C語言”。

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Go語言在云計算、大數(shù)據(jù)、微服務、高并發(fā)領(lǐng)域應用應用非常廣泛。BAT大廠正在把Go作為新項目開發(fā)的首選語言。

Go語言應用范圍：

1、服務端開發(fā)：以前你使用C或者C++做的那些事情，用Go來做很合適，例如日志處理、文件系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等;

2、DevOps：運維生態(tài)中的Docker、K8s、prometheus、grafana、open-falcon等都是使用Go語言開發(fā);

3、網(wǎng)絡編程：大量優(yōu)秀的Web框架如Echo、Gin、Iris、beego等，而且Go內(nèi)置的 net/http包十分的優(yōu)秀;

4、Paas云平臺領(lǐng)域：Kubernetes和Docker Swarm等;

5、分布式存儲領(lǐng)域：etcd、Groupcache、TiDB、Cockroachdb、Influxdb等;

6、區(qū)塊鏈領(lǐng)域：區(qū)塊鏈里面有兩個明星項目以太坊和fabric都使用Go語言;

7、容器虛擬化：大名鼎鼎的Docker就是使用Go語言實現(xiàn)的;

8、爬蟲及大數(shù)據(jù)：Go語言天生支持并發(fā)，所以十分適合編寫分布式爬蟲及大數(shù)據(jù)處理。

國內(nèi)重要的 Go 語言項目：TiDB 3.0 GA，穩(wěn)定性和性能大幅提升

TiDB 是 PingCAP 自主研發(fā)的開源分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，具備商業(yè)級數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可靠性，可用性，安全性等特性，支持在線彈性水平擴展，兼容 MySQL 協(xié)議及生態(tài)，創(chuàng)新性實現(xiàn) OLTP 及 OLAP 融合。

TiDB 3.0 版本顯著提升了大規(guī)模集群的穩(wěn)定性，集群支持 150+ 存儲節(jié)點，300+TB 存儲容量長期穩(wěn)定運行。易用性方面引入大量降低用戶運維成本的優(yōu)化，包括引入 Information_Schema 中的多個實用系統(tǒng)視圖、EXPLAIN ANALYZE、SQL Trace 等。在性能方面，特別是 OLTP 性能方面，3.0 比 2.1 也有大幅提升，其中 TPC-C 性能提升約 4.5 倍，Sysbench 性能提升約 1.5 倍，OLAP 方面，TPC-H 50G Q15 因?qū)崿F(xiàn) View 可以執(zhí)行，至此 TPC-H 22 個 Query 均可正常運行。新功能方面增加了窗口函數(shù)、視圖（實驗特性）、分區(qū)表、插件系統(tǒng)、悲觀鎖（實驗特性）。

截止本文發(fā)稿時 TiDB 已在 500+ 用戶的生產(chǎn)環(huán)境中長期穩(wěn)定運行，涵蓋金融、保險、制造，互聯(lián)網(wǎng)， 游戲 等領(lǐng)域，涉及交易、數(shù)據(jù)中臺、 歷史 庫等多個業(yè)務場景。不同業(yè)務場景對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的訴求可用 “百花齊放”來形容，但對關(guān)系數(shù)據(jù)庫最根本的訴求未發(fā)生任何變化，如數(shù)據(jù)可靠性，系統(tǒng)穩(wěn)定性，可擴展性，安全性，易用性等。請跟隨我們的腳步梳理 TiDB 3.0 有什么樣的驚喜。

3.0 與 2.1 版本相比，顯著提升了大規(guī)模集群的穩(wěn)定性，支持單集群 150+ 存儲節(jié)點，300+TB 存儲容量長期穩(wěn)定運行，主要的優(yōu)化點如下：

1. 優(yōu)化 Raft 副本之間的心跳機制，按照 Region 的活躍程度調(diào)整心跳頻率，減小冷數(shù)據(jù)對集群的負擔。

2. 熱點調(diào)度策略支持更多參數(shù)配置，采用更高優(yōu)先級，并提升熱點調(diào)度的準確性。

3. 優(yōu)化 PD 調(diào)度流程，提供調(diào)度限流機制，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4. 新增分布式 GC 功能，提升 GC 的性能，降低大集群 GC 時間，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

眾所周知，數(shù)據(jù)庫查詢計劃的穩(wěn)定性對業(yè)務至關(guān)重要，TiDB 3.0 版本采用多種優(yōu)化手段提升查詢計劃的穩(wěn)定性，如下：

1. 新增 Fast Analyze 功能，提升收集統(tǒng)計信息的速度，降低集群資源的消耗及對業(yè)務的影響。

2. 新增 Incremental Analyze 功能，提升收集單調(diào)遞增的索引統(tǒng)計信息的速度，降低集群資源的消耗及對業(yè)務的影響。

3. 在 CM-Sketch 中新增 TopN 的統(tǒng)計信息，緩解 CM-Sketch 哈希沖突導致估算偏大，提升代價估算的準確性，提升查詢計劃的穩(wěn)定性。

4. 引入 Skyline Pruning 框架，利用規(guī)則防止查詢計劃過度依賴統(tǒng)計信息，緩解因統(tǒng)計信息滯后導致選擇的查詢計劃不是最優(yōu)的情況，提升查詢計劃的穩(wěn)定性。

5. 新增 SQL Plan Management 功能，支持在查詢計劃不準確時手動綁定查詢計劃，提升查詢計劃的穩(wěn)定性。

1. OLTP

3.0 與 2.1 版本相比 Sysbench 的 Point Select，Update Index，Update Non-Index 均提升約 1.5 倍，TPC-C 性能提升約 4.5 倍。主要的優(yōu)化點如下：

1. TiDB 持續(xù)優(yōu)化 SQL 執(zhí)行器，包括：優(yōu)化 NOT EXISTS 子查詢轉(zhuǎn)化為 Anti Semi Join，優(yōu)化多表 Join 時 Join 順序選擇等。

2. 優(yōu)化 Index Join 邏輯，擴大 Index Join 算子的適用場景并提升代價估算的準確性。

3. TiKV 批量接收和發(fā)送消息功能，提升寫入密集的場景的 TPS 約 7%，讀密集的場景提升約 30%。

4. TiKV 優(yōu)化內(nèi)存管理，減少 Iterator Key Bound Option 的內(nèi)存分配和拷貝，多個 Column Families 共享 block cache 提升 cache 命中率等手段大幅提升性能。

5. 引入 Titan 存儲引擎插件，提升 Value 值超過 1KB 時性能，緩解 RocksDB 寫放大問題，減少磁盤 IO 的占用。

6. TiKV 新增多線程 Raftstore 和 Apply 功能，提升單節(jié)點內(nèi)可擴展性，進而提升單節(jié)點內(nèi)并發(fā)處理能力和資源利用率，降低延時，大幅提升集群寫入能力。

TiDB Lightning 性能與 2019 年年初相比提升 3 倍，從 100GB/h 提升到 300GB/h，即 28MB/s 提升到 85MB/s，優(yōu)化點，如下：

1. 提升 SQL 轉(zhuǎn)化成 KV Pairs 的性能，減少不必要的開銷。

2. 提升單表導入性能，單表支持批量導入。

3. 提升 TiKV-Importer 導入數(shù)據(jù)性能，支持將數(shù)據(jù)和索引分別導入。

4. TiKV-Importer 支持上傳 SST 文件限速功能。

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的權(quán)限訪問控制） 是商業(yè)系統(tǒng)中最常見的權(quán)限管理技術(shù)之一，通過 RBAC 思想可以構(gòu)建最簡單“用戶-角色-權(quán)限”的訪問權(quán)限控制模型。RBAC 中用戶與角色關(guān)聯(lián)，權(quán)限與角色關(guān)聯(lián)，角色與權(quán)限之間一般是多對多的關(guān)系，用戶通過成為什么樣的角色獲取該角色所擁有的權(quán)限，達到簡化權(quán)限管理的目的，通過此版本的迭代 RBAC 功能開發(fā)完成。

IP 白名單功能（企業(yè)版特性） ：TiDB 提供基于 IP 白名單實現(xiàn)網(wǎng)絡安全訪問控制，用戶可根據(jù)實際情況配置相關(guān)的訪問策略。

Audit log 功能（企業(yè)版特性） ：Audit log 記錄用戶對數(shù)據(jù)庫所執(zhí)行的操作，通過記錄 Audit log 用戶可以對數(shù)據(jù)庫進行故障分析，行為分析，安全審計等，幫助用戶獲取數(shù)據(jù)執(zhí)行情況。

加密存儲（企業(yè)版特性） ：TiDB 利用 RocksDB 自身加密功能，實現(xiàn)加密存儲的功能，保證所有寫入到磁盤的數(shù)據(jù)都經(jīng)過加密，降低數(shù)據(jù)泄露的風險。

完善權(quán)限語句的權(quán)限檢查 ，新增 ANALYZE，USE，SET GLOBAL，SHOW PROCESSLIST 語句權(quán)限檢查。

1. 新增 SQL 方式查詢慢查詢，豐富 TiDB 慢查詢?nèi)罩緝?nèi)容，如：Coprocessor 任務數(shù)，平均/最長/90% 執(zhí)行/等待時間，執(zhí)行/等待時間最長的 TiKV 地址，簡化慢查詢定位工作，提高排查慢查詢問題效率，提升產(chǎn)品易用性。

2. 新增系統(tǒng)配置項合法性檢查，優(yōu)化系統(tǒng)監(jiān)控項等，提升產(chǎn)品易用性。

3. 新增對 TableReader、IndexReader 和 IndexLookupReader 算子內(nèi)存使用情況統(tǒng)計信息，提高 Query 內(nèi)存使用統(tǒng)計的準確性，提升處理內(nèi)存消耗較大語句的效率。

4. 制定日志規(guī)范，重構(gòu)日志系統(tǒng)，統(tǒng)一日志格式，方便用戶理解日志內(nèi)容，有助于通過工具對日志進行定量分析。

5. 新增 EXPLAIN ANALYZE 功能，提升SQL 調(diào)優(yōu)的易用性。

6. 新增 SQL 語句 Trace 功能，方便排查問題。

7. 新增通過 unix_socket 方式連接數(shù)據(jù)庫。

8. 新增快速恢復被刪除表功能，當誤刪除數(shù)據(jù)時可通過此功能快速恢復數(shù)據(jù)。

TiDB 3.0 新增 TiFlash 組件，解決復雜分析及 HTAP 場景。TiFlash 是列式存儲系統(tǒng)，與行存儲系統(tǒng)實時同步，具備低延時，高性能，事務一致性讀等特性。 通過 Raft 協(xié)議從 TiKV 中實時同步行存數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化成列存儲格式持久化到一組獨立的節(jié)點，解決行列混合存儲以及資源隔離性問題。TiFlash 可用作行存儲系統(tǒng)（TiKV）實時鏡像，實時鏡像可獨立于行存儲系統(tǒng)，將行存儲及列存儲從物理隔離開，提供完善的資源隔離方案，HTAP 場景最優(yōu)推薦方案；亦可用作行存儲表的索引，配合行存儲對外提供智能的 OLAP 服務，提升約 10 倍復雜的混合查詢的性能。

TiFlash 目前處于 Beta 階段，計劃 2019 年 12 月 31 日之前 GA，歡迎大家申請試用。

未來我們會繼續(xù)投入到系統(tǒng)穩(wěn)定性，易用性，性能，彈性擴展方面，向用戶提供極致的彈性伸縮能力，極致的性能體驗，極致的用戶體驗。

穩(wěn)定性方面 V4.0 版本將繼續(xù)完善 V3.0 未 GA 的重大特性，例如：悲觀事務模型，View，Table Partition，Titan 行存儲引擎，TiFlash 列存儲引擎；引入近似物理備份恢復解決分布數(shù)據(jù)庫備份恢復難題；優(yōu)化 PD 調(diào)度功能等。

性能方面 V4.0 版本將繼續(xù)優(yōu)化事務處理流程，減少事務資源消耗，提升性能，例如：1PC，省去獲取 commit ts 操作等。

彈性擴展方面，PD 將提供彈性擴展所需的元信息供外部系統(tǒng)調(diào)用，外部系統(tǒng)可根據(jù)元信息及負載情況動態(tài)伸縮集群規(guī)模，達成節(jié)省成本的目標。

我們相信戰(zhàn)勝“未知”最好的武器就是社區(qū)的力量，基礎軟件需要堅定地走開源路線。截止發(fā)稿我們已經(jīng)完成 41 篇源碼閱讀文章。TiDB 開源社區(qū)總計 265 位 Contributor，6 位 Committer，在這里我們對社區(qū)貢獻者表示由衷的感謝，希望更多志同道合的人能加入進來，也希望大家在 TiDB 這個開源社區(qū)能夠有所收獲。

TiDB 3.0 GA Release Notes：

為什么要使用 Go 語言？Go 語言的優(yōu)勢在哪里

1、學習曲線

它包含了類C語法、GC內(nèi)置和工程工具。這一點非常重要，因為Go語言容易學習，所以一個普通的大學生花一個星期就能寫出來可以上手的、高性能的應用。在國內(nèi)大家都追求快，這也是為什么國內(nèi)Go流行的原因之一。

2、效率

Go擁有接近C的運行效率和接近PHP的開發(fā)效率，這就很有利的支撐了上面大家追求快速的需求。

3、出身名門、血統(tǒng)純正

之所以說Go語言出身名門，是因為我們知道Go語言出自Google公司，這個公司在業(yè)界的知名度和實力自然不用多說。Google公司聚集了一批牛人，在各種編程語言稱雄爭霸的局面下推出新的編程語言，自然有它的戰(zhàn)略考慮。而且從Go語言的發(fā)展態(tài)勢來看，Google對它這個新的寵兒還是很看重的，Go自然有一個良好的發(fā)展前途。我們看看Go語言的主要創(chuàng)造者，血統(tǒng)純正這點就可見端倪了。

4、組合的思想、無侵入式的接口

Go語言可以說是開發(fā)效率和運行效率二者的完美融合，天生的并發(fā)編程支持。Go語言支持當前所有的編程范式，包括過程式編程、面向?qū)ο缶幊桃约昂瘮?shù)式編程。

5、強大的標準庫

這包括互聯(lián)網(wǎng)應用、系統(tǒng)編程和網(wǎng)絡編程。Go里面的標準庫基本上已經(jīng)是非常穩(wěn)定，特別是我這里提到的三個，網(wǎng)絡層、系統(tǒng)層的庫非常實用。

6、部署方便

我相信這一點是很多人選擇Go的最大理由，因為部署太方便，所以現(xiàn)在也有很多人用Go開發(fā)運維程序。

7、簡單的并發(fā)

它包含降低心智的并發(fā)和簡易的數(shù)據(jù)同步，我覺得這是Go最大的特色。之所以寫正確的并發(fā)、容錯和可擴展的程序如此之難，是因為我們用了錯誤的工具和錯誤的抽象，Go可以說這一塊做的相當簡單。

8、穩(wěn)定性

Go擁有強大的編譯檢查、嚴格的編碼規(guī)范和完整的軟件生命周期工具，具有很強的穩(wěn)定性，穩(wěn)定壓倒一切。那么為什么Go相比于其他程序會更穩(wěn)定呢?這是因為Go提供了軟件生命周期的各個環(huán)節(jié)的工具，如go

tool、gofmt、go test。

網(wǎng)頁題目：go語言開發(fā)的運維工具,go語言開發(fā)軟件
網(wǎng)站網(wǎng)址：http://chinadenli.net/article26/dsghojg.html

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