如何學(xué)習(xí)GO語言？

Go語言也稱 Golang，兼具效率、性能、安全、健壯等特性。這套Go語言教程（Golang教程）通俗易懂，深入淺出，既適合沒有基礎(chǔ)的讀者快速入門，也適合工作多年的程序員查閱知識(shí)點(diǎn)。

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Go 語言

這套教程在講解一些知識(shí)點(diǎn)時(shí)，將 Go 語言和其他多種語言進(jìn)行對(duì)比，讓掌握其它編程語言的讀者能迅速理解 Go 語言的特性。Go語言從底層原生支持并發(fā)，無須第三方庫、開發(fā)者的編程技巧和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)就可以輕松搞定。

Go語言（或 Golang）起源于 2007 年，并在 2009 年正式對(duì)外發(fā)布。Go 是非常年輕的一門語言，它的主要目標(biāo)是“兼具 Python 等動(dòng)態(tài)語言的開發(fā)速度和 C/C++ 等編譯型語言的性能與安全性”。

Go語言是編程語言設(shè)計(jì)的又一次嘗試，是對(duì)類C語言的重大改進(jìn)，它不但能讓你訪問底層操作系統(tǒng)，還提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)編程和并發(fā)編程支持。Go語言的用途眾多，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程、系統(tǒng)編程、并發(fā)編程、分布式編程。

Go語言的推出，旨在不損失應(yīng)用程序性能的情況下降低代碼的復(fù)雜性，具有“部署簡單、并發(fā)性好、語言設(shè)計(jì)良好、執(zhí)行性能好”等優(yōu)勢，目前國內(nèi)諸多 IT 公司均已采用Go語言開發(fā)項(xiàng)目。Go語言有時(shí)候被描述為“C 類似語言”，或者是“21 世紀(jì)的C語言”。Go 從C語言繼承了相似的表達(dá)式語法、控制流結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型、調(diào)用參數(shù)傳值、指針等很多思想，還有C語言一直所看中的編譯后機(jī)器碼的運(yùn)行效率以及和現(xiàn)有操作系統(tǒng)的無縫適配。

因?yàn)镚o語言沒有類和繼承的概念，所以它和 Java 或 C++ 看起來并不相同。但是它通過接口（interface）的概念來實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。Go語言有一個(gè)清晰易懂的輕量級(jí)類型系統(tǒng)，在類型之間也沒有層級(jí)之說。因此可以說Go語言是一門混合型的語言。

此外，很多重要的開源項(xiàng)目都是使用Go語言開發(fā)的，其中包括 Docker、Go-Ethereum、Thrraform 和 Kubernetes。Go 是編譯型語言，Go 使用編譯器來編譯代碼。編譯器將源代碼編譯成二進(jìn)制（或字節(jié)碼）格式；在編譯代碼時(shí)，編譯器檢查錯(cuò)誤、優(yōu)化性能并輸出可在不同平臺(tái)上運(yùn)行的二進(jìn)制文件。要?jiǎng)?chuàng)建并運(yùn)行 Go 程序，程序員必須執(zhí)行如下步驟。

使用文本編輯器創(chuàng)建 Go 程序；

保存文件；編譯程序；運(yùn)行編譯得到的可執(zhí)行文件。

這不同于 Python、Ruby 和 JavaScript 等語言，它們不包含編譯步驟。Go 自帶了編譯器，因此無須單獨(dú)安裝編譯器。

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go程序如何分配堆棧的

在Go語言中有一些調(diào)試技巧能幫助我們快速找到問題，有時(shí)候你想盡可能多的記錄異常但仍覺得不夠，搞清楚堆棧的意義有助于定位Bug或者記錄更完整的信息。

本文將討論堆棧跟蹤信息以及如何在堆棧中識(shí)別函數(shù)所傳遞的參數(shù)。

Functions

先從這段代碼開始：

Listing 1

01 package main

02

03 func main() {

04 ? ? slice := make([]string, 2, 4)

05 ? ? Example(slice, "hello", 10)

06 }

07

08 func Example(slice []string, str string, i int) {

09 ? ? panic("Want stack trace")

10 }

Example函數(shù)定義了3個(gè)參數(shù)，1個(gè)string類型的slice, 1個(gè)string和1個(gè)integer, 并且拋出了panic，運(yùn)行這段代碼可以看到這樣的結(jié)果：

Listing 2

Panic: Want stack trace

goroutine 1 [running]:

main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:9 +0x64

main.main()

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:5 +0x85

goroutine 2 [runnable]:

runtime.forcegchelper()

/Users/bill/go/src/runtime/proc.go:90

runtime.goexit()

/Users/bill/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0x1

goroutine 3 [runnable]:

runtime.bgsweep()

/Users/bill/go/src/runtime/mgc0.go:82

runtime.goexit()

/Users/bill/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0x1

堆棧信息中顯示了在panic拋出這個(gè)時(shí)間所有的goroutines狀態(tài)，發(fā)生的panic的goroutine會(huì)顯示在最上面。

Listing 3

01 goroutine 1 [running]:

02 main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:9 +0x64

03 main.main()

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:5 +0x85

第1行顯示最先發(fā)出panic的是goroutine 1, 第二行顯示panic位于main.Example中, 并能定位到該行代碼，在本例中第9行引發(fā)了panic。

下面我們關(guān)注參數(shù)是如何傳遞的：

Listing 4

// Declaration

main.Example(slice []string, str string, i int)

// Call to Example by main.

slice := make([]string, 2, 4)

Example(slice, "hello", 10)

// Stack trace

main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)

這里展示了在main中帶參數(shù)調(diào)用Example函數(shù)時(shí)的堆棧信息，比較就能發(fā)現(xiàn)兩者的參數(shù)數(shù)量并不相同，Example定義了3個(gè)參數(shù)，堆棧中顯示了6個(gè)參數(shù)。現(xiàn)在的關(guān)鍵問題是我們要弄清楚它們是如何匹配的。

第1個(gè)參數(shù)是string類型的slice，我們知道在Go語言中slice是引用類型，即slice變量結(jié)構(gòu)會(huì)包含三個(gè)部分：指針、長度(Lengthe)、容量(Capacity)

Listing 5

// Slice parameter value

slice := make([]string, 2, 4)

// Slice header values

Pointer: ?0x2080c3f50

Length: ? 0x2

Capacity: 0x4

// Declaration

main.Example(slice []string, str string, i int)

// Stack trace

main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)

因此，前面3個(gè)參數(shù)會(huì)匹配slice， 如下圖所示：

Figure 1

figure provided by Georgi Knox

我們現(xiàn)在來看第二個(gè)參數(shù)，它是string類型，string類型也是引用類型，它包括兩部分：指針、長度。

Listing 6

// String parameter value

"hello"

// String header values

Pointer: 0x425c0

Length: ?0x5

// Declaration

main.Example(slice []string,?str string, i int)

// Stack trace

main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4,?0x425c0, 0x5, 0xa)

可以確定，堆棧信息中第4、5兩個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)代碼中的string參數(shù)，如下圖所示：

Figure 2

figure provided by Georgi Knox

最后一個(gè)參數(shù)integer是single word值。

Listing 7

// Integer parameter value

10

// Integer value

Base 16: 0xa

// Declaration

main.Example(slice []string, str string,?i int)

// Stack trace

main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5,?0xa)

現(xiàn)在我們可以匹配代碼中的參數(shù)到堆棧信息了。

Figure 3

figure provided by Georgi Knox

Methods

如果我們將Example作為結(jié)構(gòu)體的方法會(huì)怎么樣呢?

Listing 8

01 package main

02

03 import "fmt"

04

05 type trace struct{}

06

07 func main() {

08 ? ? slice := make([]string, 2, 4)

09

10 ? ? var t trace

11 ? ? t.Example(slice, "hello", 10)

12 }

13

14 func (t *trace) Example(slice []string, str string, i int) {

15 ? ? fmt.Printf("Receiver Address: %p\n", t)

16 ? ? panic("Want stack trace")

17 }

如上所示修改代碼，將Example定義為trace的方法，并通過trace的實(shí)例t來調(diào)用Example。

再次運(yùn)行程序，會(huì)發(fā)現(xiàn)堆棧信息有一點(diǎn)不同：

Listing 9

Receiver Address:?0x1553a8

panic: Want stack trace

01 goroutine 1 [running]:

02 main.(*trace).Example(0x1553a8, 0x2081b7f50, 0x2, 0x4, 0xdc1d0, 0x5, 0xa)

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:16 +0x116

03 main.main()

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:11 +0xae

首先注意第2行的方法調(diào)用使用了pointer receiver，在package名字和方法名之間多出了"*trace"字樣。另外，參數(shù)列表的第1個(gè)參數(shù)標(biāo)明了結(jié)構(gòu)體(t)地址。我們從堆棧信息中看到了內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

Packing

如果有多個(gè)參數(shù)可以填充到一個(gè)single word, 則這些參數(shù)值會(huì)合并打包：

Listing 10

01 package main

02

03 func main() {

04 ? ? Example(true, false, true, 25)

05 }

06?

07 func Example(b1, b2, b3 bool, i uint8) {

08 ? ? panic("Want stack trace")

09 }

這個(gè)例子修改Example函數(shù)為4個(gè)參數(shù)：3個(gè)bool型和1個(gè)八位無符號(hào)整型。bool值也是用8個(gè)bit表示，所以在32位和64位架構(gòu)下，4個(gè)參數(shù)可以合并為一個(gè)single word。

Listing 11

01 goroutine 1 [running]:

02 main.Example(0x19010001)

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:8 +0x64

03 main.main()

/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/

temp/main.go:4 +0x32

這是本例的堆棧信息，看下圖的具體分析：

Listing 12

// Parameter values

true, false, true, 25

// Word value

Bits ? ?Binary ? ? ?Hex ? Value

00-07 ? 0000 0001 ??01? ??true

08-15 ? 0000 0000 ??00? ? false

16-23 ? 0000 0001 ??01? ? true

24-31 ? 0001 1001 ??19? ? 25

// Declaration

main.Example(b1, b2, b3 bool, i uint8)

// Stack trace

main.Example(0x19010001)

以上展示了參數(shù)值是如何匹配到4個(gè)參數(shù)的。當(dāng)我們看到堆棧信息中包括十六進(jìn)制值，需要知道這些值是如何傳遞的。

【原創(chuàng)】樹莓派3B開發(fā)Go語言（四）-自寫庫實(shí)現(xiàn)pwm輸出

在前一小節(jié)中介紹了點(diǎn)亮第一個(gè)LED燈，這里我們準(zhǔn)備進(jìn)階嘗試下，輸出第一段PWM波形。（PWM也就是脈寬調(diào)制，一種可調(diào)占空比的技術(shù)，得到的效果就是：如果用示波器測量引腳會(huì)發(fā)現(xiàn)有方波輸出，而且高電平、低電平的時(shí)間是可調(diào)的。）

這里爪爪熊準(zhǔn)備寫成一個(gè)golang的庫，并開源到github上，后續(xù)更新將直接更新到github中，如果你有興趣可以和我聯(lián)系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

我在很多的教程中都看到說樹莓派的PWM（硬件）只有一個(gè)GPIO能夠輸出，就是 GPIO1 。這可是不小的打擊，因?yàn)槲蚁胧褂弥辽偎膫€(gè) PWM ，還是不死心，想通過硬件手冊(cè)上找尋蛛絲馬跡，看看究竟怎么回事。

手冊(cè)上找尋東西稍等下講述，這里先提供一種方法測試 樹莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬件PWM。

這里通過指令的方式掌握了基本的pwm設(shè)置技巧，決定去翻一下手冊(cè)看看到底PWM怎么回事，這里因?yàn)闆]有 BCM2837 的手冊(cè)，根據(jù)之前文章引用官網(wǎng)所說， BCM2835 和 BCM2837 應(yīng)該是一樣的。這里我們直接翻閱 BCM2835 的手冊(cè)，直接找到 PWM 章節(jié)。找到了如下圖：

圖中可以看到在博通的命名規(guī)則中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作為PWM輸出。但是只有兩路PWM0 PWM1。根據(jù)我之前所學(xué)知識(shí)，不出意外應(yīng)該是PWM0 和 PWM1可以輸出不一樣的占空比，但是頻率應(yīng)該是一樣的。因?yàn)闆]有示波器，暫時(shí)不好測試。先找到下面對(duì)應(yīng)圖：

根據(jù)以上兩個(gè)圖對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

對(duì)照上面的表可以看出從 BCM2837 中印出來的能夠使用在PWM上的就這幾個(gè)了。

為了驗(yàn)證個(gè)人猜想是否正確，這里先直接使用指令的模式，模擬配置下是否能夠正常輸出。

通過上面一系列指令模擬發(fā)現(xiàn)，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是綁定在一起的，調(diào)節(jié)任意一個(gè)，另外一個(gè)也會(huì)發(fā)生變化。也即是PWM0、PWM1雖然輸出了兩路，可以理解成兩路其實(shí)都是連在一個(gè)輸出口上。這里由于沒有示波器或者邏輯分析儀這類設(shè)備（僅有一個(gè)LED燈），所以測試很簡陋，下一步是使用示波器這類東西對(duì)頻率以及信號(hào)穩(wěn)定性進(jìn)行下測試。

小節(jié)：樹莓派具有四路硬件輸出PWM能力，但是四路中只能輸出兩個(gè)獨(dú)立（占空比獨(dú)立）的PWM，同時(shí)四路輸出的頻率均是恒定的。

上面大概了解清楚了樹莓派3B的PWM結(jié)構(gòu)，接下來就是探究如何使用Go語言進(jìn)行設(shè)置。

因?yàn)槟玫搅耸謨?cè)，這里我想直接操作寄存器的方式進(jìn)行設(shè)置，也是順便學(xué)習(xí)下Go語言處理寄存器的過程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)只有偏移，沒有找到基地址。

經(jīng)過了一段時(shí)間的努力后，決定寫一個(gè) 樹莓派3B golang包開源放在github上，只需要寫相關(guān)程序進(jìn)行調(diào)用就可以了，以下是相關(guān)demo（pwm）（在GPIO.12 上輸出PWM波，放上LED燈會(huì)有呼吸燈的效果，具體多少頻率還沒有進(jìn)行測試）

以下是demo(pwm) 源碼

文章題目：go語言精髓技巧 go語言入門
本文URL：http://chinadenli.net/article6/dodeeog.html

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