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、大數據、微服務、高并發(fā)領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、網絡編程：大量優(yōu)秀的Web框架如Echo、Gin、Iris、beego等，而且Go內置的 net/http包十分的優(yōu)秀;

4、Paas云平臺領域：Kubernetes和Docker Swarm等;

5、分布式存儲領域：etcd、Groupcache、TiDB、Cockroachdb、Influxdb等;

6、區(qū)塊鏈領域：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語言實現的;

8、爬蟲及大數據：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據處理。

Go CSP并發(fā)模型

Go的CSP并發(fā)模型

Go實現了兩種并發(fā)形式。第一種是大家普遍認知的：多線程共享內存。其實就是Java或者C++等語言中的多線程開發(fā)。另外一種是Go語言特有的，也是Go語言推薦的：CSP（communicating sequential processes）并發(fā)模型。

CSP 是 Communicating Sequential Process 的簡稱，中文可以叫做通信順序進程，是一種并發(fā)編程模型，由 Tony Hoare 于 1977 年提出。簡單來說，CSP 模型由并發(fā)執(zhí)行的實體（線程或者進程）所組成，實體之間通過發(fā)送消息進行通信，這里發(fā)送消息時使用的就是通道，或者叫 channel。CSP 模型的關鍵是關注 channel，而不關注發(fā)送消息的實體。 Go 語言實現了 CSP 部分理論 。

“ 不要以共享內存的方式來通信，相反， 要通過通信來共享內存。”

Go的CSP并發(fā)模型，是通過 goroutine和channel 來實現的。

goroutine 是Go語言中并發(fā)的執(zhí)行單位。其實就是協(xié)程。

channel是Go語言中各個并發(fā)結構體(goroutine)之前的通信機制。 通俗的講，就是各個goroutine之間通信的”管道“，有點類似于Linux中的管道。

Channel

Goroutine

六星教育：Python和go語言都很火，我要怎么選？

python和go語言有區(qū)別：1、Python語法使用縮進來指示代碼塊；Go語法基于打開和關閉括號；2、Python是基于面向對象編程的多范式語言；Go是基于并發(fā)編程范式的過程編程語言。3、Python是動態(tài)類型語言，Go是靜態(tài)類型語言。

Go語言（又稱 Golang）是 Google 的 Robert Griesemer，Rob Pike 及 Ken Thompson 開發(fā)的一種靜態(tài)強類型、編譯型語言。Go 語言語法與 C 相近，但功能上有：內存安全，GC（垃圾回收），結構形態(tài)以及 CSP-style 并發(fā)計算。

python是一種廣泛使用的具有動態(tài)語義的解釋型，面向對象的高級編程語言。

Python是一種面向對象的高級編程語言，具有集成的動態(tài)語義，主要用于Web和應用程序開發(fā)。它在快速應用程序開發(fā)領域極具吸引力，因為它提供動態(tài)類型和動態(tài)綁定選項。

Python是一種解釋型語言，這意味著用Python編寫的程序不需要事先編譯就可以運行，從而可以輕松地測試小段代碼并使用Python編寫的代碼更容易在平臺之間移動。

python和go語言的區(qū)別：

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是一種基于面向對象編程的多范式，命令式和函數式編程語言。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沒有提供內置的并發(fā)機制，而Go有內置的并發(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后期的嚴重錯誤。

5、安全性

Python是一種強類型語言，它是經過編譯的，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、管理內存

Go允許程序員在很大程度上管理內存。而，Python中的內存管理完全自動化并由Python VM管理；它不允許程序員對內存管理負責。

7、庫

與Go相比，Python提供的庫數量要大得多。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。

Python與Golang對比：

1、特點：

Golang

①靜態(tài)強類型、編譯型、并發(fā)型

靜態(tài)類型語言，但是有動態(tài)語言的感覺。(靜態(tài)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(tài)語言的感覺就是有很多的包可以使用，寫起來的效率很高)

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。

語言層面支持并發(fā)，這個就是Go最大的特色，天生的支持并發(fā)。Go就是基因里面支持的并發(fā)，可以充分地利用多核，很容易地使用并發(fā)。

②垃圾回收機制

內置runtime，支持垃圾回收，這屬于動態(tài)語言的特性之一吧，雖然目前來說GC(內存垃圾回收機制)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之后的GC。

③支持面向對象編程

有接口類型和實現類型的概念，但是用嵌入替代了繼承。

④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。

⑤內嵌C支持

Go里面也可以直接包含C代碼，利用現有的豐富的C庫

Python

①解釋型語言

程序不需要在運行前編譯，在運行程序的時候才翻譯，專門的解釋器負責在每個語句執(zhí)行的時候解釋程序代碼。這樣解釋型語言每執(zhí)行一次就要翻譯一次，效率比較低。

②動態(tài)數據類型　

支持重載運算符，也支持泛型設計。（運算符重載，就是對已有的運算符重新進行定義，賦予其另一種功能，以適應不同的數據類型。泛型設計就是定義的時候不需要指定類型，在客戶端使用的時候再去指定類型）

③完全面向對象的語言

函數，模塊，數字，字符串都是對象，在Python中，一切接對象

完全支持繼承，重載，多重繼承　

④擁有強大的標準庫

Python語言的核心只包含數字，字符串，列表，元祖，字典，集合，文件等常見類型和函數，而由Python標準庫提供了系統(tǒng)管理，網絡通信，文本處理，數據庫接口，圖形系統(tǒng)，XML處理等額外的功能。

⑤社區(qū)提供了大量第三方庫

Python 社區(qū)提供了大量的第三方模塊，使用方式與標準庫類似。它們的功能覆蓋 科學計算、人工智能、機器學習、Web 開發(fā)、數據庫接口、圖形系統(tǒng) 多個領域。

2、應用

Python

①網絡編程

web應用，網絡爬蟲

②數據分析和機器學習

③自動化測試

④自動化運維

Golang

①服務器編程

處理日志、數據打包、虛擬機處理、文件系統(tǒng)等。

②分布式系統(tǒng)，數據庫代理器等

③網絡編程

這一塊目前應用最廣，包括Web應用、API應用、下載應用。

④內存數據庫

如google開發(fā)的groupcache，couchbase的部分組件。

⑥云平臺

Go語言和Python學哪個好?

Python 可以很好地集成到企業(yè)級應用中，可用于機器語言和 AI 應用。Go 語言的特點表明它具備輕量級線程實現(Goroutine)、智能標準庫、強大的內置安全性，且可使用最簡語法進行編程。Go 在大部分案例中領先，被認為是 Python 的有效替代方案。開發(fā)者在選擇編程語言時，應考慮開發(fā)項目的性質和規(guī)模，以及所需的技能組合。

放下個人偏見和喜好，從優(yōu)點和功能的角度來評價兩種語言。不管選擇了哪種語言，Go 和 Python 都在持續(xù)演進。盡管在大多數情況下 Golang 可能是更好的選擇，但Python語言也是不斷更新迭代的。以上就是本次分享的全部內容，如果你也想學習一門編程語言，可以考慮下 六星教育 ，這里的課程體系，師資團隊以及售后服務，一定不會讓你失望!

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簡介：本書作者帶你一步一步深入這些方法。你將理解 Go語言為何選定這些并發(fā)模型，這些模型又會帶來什么問題，

以及你如何組合利用這些模型中的原語去解決問題。學習那些讓你在獨立且自信的編寫與實現任何規(guī)模并發(fā)系統(tǒng)時所需要用到的技巧和工具。 ?

Go語言——goroutine并發(fā)模型

參考：

Goroutine并發(fā)調度模型深度解析手擼一個協(xié)程池

Golang 的 goroutine 是如何實現的？

Golang - 調度剖析【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數據到新的stack，所以初始2KB可能有些性能問題。

更多關于stack的內容，可以參見大佬的文章。 聊一聊goroutine stack

用戶線程的調度以及生命周期管理都是用戶層面，Go語言自己實現的，不借助OS系統(tǒng)調用，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調度器有兩個不同的運行隊列：

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go調度器根據事件進行上下文切換。

調度的目的就是防止M堵塞，空閑，系統(tǒng)進程切換。

詳見 Golang - 調度剖析【第二部分】

Linux可以通過epoll實現網絡調用，統(tǒng)稱網絡輪詢器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)行調度，gc，棧管理等任務，所以g0的棧稱為調度棧。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通過通過調度，執(zhí)行G

從M掛載P的runq中找到G，執(zhí)行G

本文名稱：go語言爬蟲并發(fā) go語言并發(fā)編程實戰(zhàn)
轉載源于：http://chinadenli.net/article6/hijdog.html

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