go是啥 語(yǔ)言.

GO語(yǔ)言由Google公司開發(fā)，并于2009年開源，對(duì)比Java、Python、C等語(yǔ)言，GO尤其擅長(zhǎng)并發(fā)編程，性能堪比C語(yǔ)言，開發(fā)效率比肩Python，被譽(yù)為21世紀(jì)的C語(yǔ)言。GO語(yǔ)言在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、微服務(wù)、高并發(fā)領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。BAT大廠正在把GO作為新項(xiàng)目開發(fā)的首選語(yǔ)言。

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Golang 語(yǔ)言深入理解：channel

本文是對(duì) Gopher 2017 中一個(gè)非常好的 Talk?: [Understanding Channel](GopherCon 2017: Kavya Joshi - Understanding Channels) 的學(xué)習(xí)筆記，希望能夠通過對(duì) channel 的關(guān)鍵特性的理解，進(jìn)一步掌握其用法細(xì)節(jié)以及 Golang 語(yǔ)言設(shè)計(jì)哲學(xué)的管窺蠡測(cè)。

channel 是可以讓一個(gè) goroutine 發(fā)送特定值到另一個(gè) gouroutine 的通信機(jī)制。

原生的 channel 是沒有緩存的(unbuffered channel)，可以用于 goroutine 之間實(shí)現(xiàn)同步。

關(guān)閉后不能再寫入，可以讀取直到 channel 中再?zèng)]有數(shù)據(jù)，并返回元素類型的零值。

gopl/ch3/netcat3

首先從 channel 是怎么被創(chuàng)建的開始:

在 heap 上分配一個(gè) hchan 類型的對(duì)象，并將其初始化，然后返回一個(gè)指向這個(gè) hchan 對(duì)象的指針。

理解了 channel 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在轉(zhuǎn)到 channel 的兩個(gè)最基本方法: sends 和 receivces ，看一下以上的特性是如何體現(xiàn)在 sends 和 receives 中的:

假設(shè)發(fā)送方先啟動(dòng)，執(zhí)行 ch - task0 :

如此為 channel 帶來了 goroutine-safe 的特性。

在這樣的模型里， sender goroutine - channel - receiver goroutine 之間， hchan 是唯一的共享內(nèi)存，而這個(gè)唯一的共享內(nèi)存又通過 mutex 來確保 goroutine-safe ，所有在隊(duì)列中的內(nèi)容都只是副本。

這便是著名的 golang 并發(fā)原則的體現(xiàn):

發(fā)送方 goroutine 會(huì)阻塞，暫停，并在收到 receive 后才恢復(fù)。

goroutine 是一種 用戶態(tài)線程 , 由 Go runtime 創(chuàng)建并管理，而不是操作系統(tǒng)，比起操作系統(tǒng)線程來說，goroutine更加輕量。

Go runtime scheduler 負(fù)責(zé)將 goroutine 調(diào)度到操作系統(tǒng)線程上。

runtime scheduler 怎么將 goroutine 調(diào)度到操作系統(tǒng)線程上？

當(dāng)阻塞發(fā)生時(shí)，一次 goroutine 上下文切換的全過程:

然而，被阻塞的 goroutine 怎么恢復(fù)過來？

阻塞發(fā)生時(shí)，調(diào)用 runtime sheduler 執(zhí)行 gopark 之前，G1 會(huì)創(chuàng)建一個(gè) sudog ，并將它存放在 hchan 的 sendq 中。 sudog 中便記錄了即將被阻塞的 goroutine G1 ，以及它要發(fā)送的數(shù)據(jù)元素 task4 等等。

接收方 將通過這個(gè) sudog 來恢復(fù) G1

接收方 G2 接收數(shù)據(jù), 并發(fā)出一個(gè) receivce ，將 G1 置為 runnable :

同樣的, 接收方 G2 會(huì)被阻塞，G2 會(huì)創(chuàng)建 sudoq ，存放在 recvq ，基本過程和發(fā)送方阻塞一樣。

不同的是，發(fā)送方 G1如何恢復(fù)接收方 G2，這是一個(gè)非常神奇的實(shí)現(xiàn)。

理論上可以將 task 入隊(duì)，然后恢復(fù) G2, 但恢復(fù) G2后，G2會(huì)做什么呢？

G2會(huì)將隊(duì)列中的 task 復(fù)制出來，放到自己的 memory 中，基于這個(gè)思路，G1在這個(gè)時(shí)候，直接將 task 寫到 G2的 stack memory 中！

這是違反常規(guī)的操作，理論上 goroutine 之間的 stack 是相互獨(dú)立的，只有在運(yùn)行時(shí)可以執(zhí)行這樣的操作。

這么做純粹是出于性能優(yōu)化的考慮，原來的步驟是：

優(yōu)化后，相當(dāng)于減少了 G2 獲取鎖并且執(zhí)行 memcopy 的性能消耗。

channel 設(shè)計(jì)背后的思想可以理解為 simplicity 和 performance 之間權(quán)衡抉擇，具體如下：

queue with a lock prefered to lock-free implementation:

比起完全 lock-free 的實(shí)現(xiàn)，使用鎖的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)

Go 語(yǔ)言 channel 的阻塞問題

Hello，大家好，又見面了！上一遍我們將 channel 相關(guān)基礎(chǔ)以及使用場(chǎng)景。這一篇，還需要再次進(jìn)階理解channel 阻塞問題。以下創(chuàng)建一個(gè)chan類型為int，cap 為3。

channel 內(nèi)部其實(shí)是一個(gè)環(huán)形buf數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，是一種滑動(dòng)窗口機(jī)制，當(dāng)make完后，就分配在 Heap 上。

上面，向 chan 發(fā)送一條“hello”數(shù)據(jù)：

如果 G1 發(fā)送數(shù)據(jù)超過指定cap時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況？

看下面實(shí)例：

以上會(huì)出現(xiàn)什么，chan 緩沖區(qū)允許大小為1，如果再往chan仍數(shù)據(jù)，滿了就會(huì)被阻塞，那么是如何實(shí)現(xiàn)阻塞的呢？當(dāng) chan 滿時(shí)，會(huì)進(jìn)入 gopark，此時(shí) G1 進(jìn)入一個(gè) waiting 狀態(tài)，然后會(huì)創(chuàng)建一個(gè) sudog 對(duì)象，其實(shí)就sendq隊(duì)列，把 200放進(jìn)去。等 buf 不滿的時(shí)候，再喚醒放入buf里面。

通過如下源碼，你會(huì)更加清晰：

上面，從 chan 獲取數(shù)據(jù)：

Go 語(yǔ)言核心思想：“Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.” 你可以看看這本書名叫：Effective Go

如果接收者，接收一個(gè)空對(duì)象，也會(huì)發(fā)生什么情況？

代碼示例 ：

也會(huì)報(bào)錯(cuò)如下：

上面，從 chan 取出數(shù)據(jù)，可是沒有數(shù)據(jù)了。此時(shí)，它會(huì)把 接收者 G2 阻塞掉，也是和G1發(fā)送者一樣，也會(huì)執(zhí)行 gopark 將狀態(tài)改為 waiting，不一樣的點(diǎn)就是。

正常情況下，接收者G2作為取出數(shù)據(jù)是去 buf 讀取數(shù)據(jù)的，但現(xiàn)在，buf 為空了，此時(shí)，接收者G2會(huì)將sudog導(dǎo)出來，因?yàn)楝F(xiàn)在G2已經(jīng)被阻塞了嘛，會(huì)把G2給G，然后將 t := -ch 中變量 t 是在棧上的地址，放進(jìn)去 elem ，也就是說，只存它的地址指針在sudog里面。

最后， ch - 200 當(dāng)G1往 chan 添加200這個(gè)數(shù)據(jù)，正常情況是將數(shù)據(jù)添加到buf里面，然后喚醒 G2 是吧，而現(xiàn)在是將 G1 的添加200數(shù)據(jù)直接干到剛才G2阻塞的t這里變量里面。

你會(huì)認(rèn)為，這樣真的可以嗎？想一想，G2 本來就是已經(jīng)阻塞了，然后我們直接這么干肯定沒有什么毛病，而且效率提高了，不需要再次放入buf再取出，這個(gè)過程也是需要時(shí)間。不然，不得往chan添加數(shù)據(jù)需要加鎖、拷貝、解鎖一序列操作，那肯定就慢了，我想Go語(yǔ)言是為了高效及內(nèi)存使用率的考慮這樣設(shè)計(jì)的。（注意，一般都是在runtime里面完成，不然會(huì)出現(xiàn)象安全問題。）

總結(jié) ：

chan 類型的特點(diǎn)：chan 如果為空，receiver 接收數(shù)據(jù)的時(shí)候就會(huì)阻塞等待，直到 chan 被關(guān)閉或者有新的數(shù)據(jù)到來。有這種個(gè)機(jī)制，就可以實(shí)現(xiàn) wait/notify 的設(shè)計(jì)模式。

相關(guān)面試題：

為什么要使用 Go 語(yǔ)言，Go 語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)在哪里

部署簡(jiǎn)單。Go編譯生成的是一個(gè)靜態(tài)可執(zhí)行文件，除了glibc外沒有其他外部依賴。這讓部署變得異常方便：目標(biāo)機(jī)器上只需要一個(gè)基礎(chǔ)的系統(tǒng)和必要的管理、監(jiān)控工具，完全不需要操心應(yīng)用所需的各種包、庫(kù)的依賴關(guān)系，大大減輕了維護(hù)的負(fù)擔(dān)。這和Python有著巨大的區(qū)別。由于歷史的原因，Python的部署工具生態(tài)相當(dāng)混亂【比如setuptools,distutils,pip,

buildout的不同適用場(chǎng)合以及兼容性問題】。官方PyPI源又經(jīng)常出問題，需要搭建私有鏡像，而維護(hù)這個(gè)鏡像又要花費(fèi)不少時(shí)間和精力。

并發(fā)性好。Goroutine和channel使得編寫高并發(fā)的服務(wù)端軟件變得相當(dāng)容易，很多情況下完全不需要考慮鎖機(jī)制以及由此帶來的各種問題。單個(gè)Go應(yīng)用也能有效的利用多個(gè)CPU核，并行執(zhí)行的性能好。這和Python也是天壤之比。多線程和多進(jìn)程的服務(wù)端程序編寫起來并不簡(jiǎn)單，而且由于全局鎖GIL的原因，多線程的Python程序并不能有效利用多核，只能用多進(jìn)程的方式部署;如果用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里的multiprocessing包又會(huì)對(duì)監(jiān)控和管理造成不少的挑戰(zhàn)【我們用的supervisor管理進(jìn)程，對(duì)fork支持不好】。部署Python應(yīng)用的時(shí)候通常是每個(gè)CPU核部署一個(gè)應(yīng)用，這會(huì)造成不少資源的浪費(fèi)，比如假設(shè)某個(gè)Python應(yīng)用啟動(dòng)后需要占用100MB內(nèi)存，而服務(wù)器有32個(gè)CPU核，那么留一個(gè)核給系統(tǒng)、運(yùn)行31個(gè)應(yīng)用副本就要浪費(fèi)3GB的內(nèi)存資源。

良好的語(yǔ)言設(shè)計(jì)。從學(xué)術(shù)的角度講Go語(yǔ)言其實(shí)非常平庸，不支持許多高級(jí)的語(yǔ)言特性;但從工程的角度講，Go的設(shè)計(jì)是非常優(yōu)秀的：規(guī)范足夠簡(jiǎn)單靈活，有其他語(yǔ)言基礎(chǔ)的程序員都能迅速上手。更重要的是Go自帶完善的工具鏈，大大提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的一致性。比如gofmt自動(dòng)排版Go代碼，很大程度上杜絕了不同人寫的代碼排版風(fēng)格不一致的問題。把編輯器配置成在編輯存檔的時(shí)候自動(dòng)運(yùn)行g(shù)ofmt，這樣在編寫代碼的時(shí)候可以隨意擺放位置，存檔的時(shí)候自動(dòng)變成正確排版的代碼。此外還有g(shù)ofix,

govet等非常有用的工具。

執(zhí)行性能好。雖然不如C和Java，但通常比原生Python應(yīng)用還是高一個(gè)數(shù)量級(jí)的，適合編寫一些瓶頸業(yè)務(wù)。內(nèi)存占用也非常省。

為什么要使用 Go 語(yǔ)言?Go 語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)在哪里?

1、簡(jiǎn)單易學(xué)。

Go語(yǔ)言的作者本身就很懂C語(yǔ)言，所以同樣Go語(yǔ)言也會(huì)有C語(yǔ)言的基因，所以對(duì)于程序員來說，Go語(yǔ)言天生就會(huì)讓人很熟悉，容易上手。

2、并發(fā)性好。

Go語(yǔ)言天生支持并發(fā)，可以充分利用多核，輕松地使用并發(fā)。 這是Go語(yǔ)言最大的特點(diǎn)。

描述

Go的語(yǔ)法接近C語(yǔ)言，但對(duì)于變量的聲明有所不同。Go支持垃圾回收功能。Go的并行模型是以東尼·霍爾的通信順序進(jìn)程（CSP）為基礎(chǔ)，采取類似模型的其他語(yǔ)言包括Occam和Limbo，但它也具有Pi運(yùn)算的特征，比如通道傳輸。

在1.8版本中開放插件（Plugin）的支持，這意味著現(xiàn)在能從Go中動(dòng)態(tài)加載部分函數(shù)。

與C++相比，Go并不包括如枚舉、異常處理、繼承、泛型、斷言、虛函數(shù)等功能，但增加了 切片(Slice) 型、并發(fā)、管道、垃圾回收、接口（Interface）等特性的語(yǔ)言級(jí)支持。

網(wǎng)站名稱：go語(yǔ)言chanel,go語(yǔ)言場(chǎng)景
標(biāo)題路徑：http://chinadenli.net/article28/dsicscp.html

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