Go 语言基础知识

 
什么是 Go 语言
Go是一门 并发支持 、垃圾回收 的 编译型 系统编程语言，旨在创造一门具有在静态编译语言的 高性能 和动态语言的 高效开发 之间拥有良好平衡点的一门编程语言。
 
一些设计思想
  • 不要通过共享内存来通信，要通过通信来共享内存
 
Go 的主要特点
  • 类型安全 和 内存安全
  • 以非常直观和极低代价的方案实现 高并发
  • 高效的垃圾回收机制
  • 快速编译（同时解 决C语言中头文件 太多的问题）
  • 为多核计算机提供性能提升的方案
  • UTF-8编码支持
Go 代码的一般格式
  • -通过 import 关键字来导入其它 非 main 包
  • -通过 const关键字来进行常量的定义
  • -通过在函数体外部使用 var关键字来进行全局变量的声明与赋值
  • -通过 type 关键字来进行结构(struct)或接口(interface)的声明
  • -通过 func关键字来进行函数的声明
､
可见行规则：Go语言中，使用 大小写 来决定该 常量、变量、类型、接口、结构或函数 是否可以被外部包所调用
 
Go 语言的数据类型
  • 布尔型：bool、1 字节l
  • 整型：int/uint、根据平台可能是 32 位或者是 64 位
  • 8 位整型：int8/uint8、1 字节
  • 字节型：byte、1 字节
  • 16 位整型：int16/uint16、2 字节
  • 浮点型：float32/float64、4/8 字节
  • 复数：complex64/complex128、8/16字节
  • 其他值类型：array、struct、string
  • 引用类型：slice、map、chan
  • 接口类型：interface
  • 函数类型：func（引用类型）
 
Golang 的 rune 类型
参考链接
// int32的别名，几乎在所有方面等同于int32// 它用来区分字符值和整数值（就是用在字符串）
byte 等同于int8，常用来处理ascii字符
rune 等同于int32,常用来处理unicode或utf-8字符
 
Golang 的 string 类型
你不知道的 Go 之 string
  • string 类型使用的 utf8采用变长字节存储（英文字母是单字节存储，中文是3个字节存储）
  • len 会返回 string 的字节数，string 是字节的集合，for-range 时下标可能不连续
  • string 拼接，不要循坏使用 +，可以考虑使用 strings.Join 函数








 


Golang 的 channel 类型


使用 make 创建有无缓冲区的管道 ch1 := make(channel string,5)


使用场景：消息传递、同步异步、并发控制、结果汇总


 






type hchan struct {
    qcount   uint           // 环形队列长度，即已有元素个数 ¥
    dataqsiz uint           // 环形队列容量，即可容纳元素个数 ¥
    buf      unsafe.Pointer // 环形队列地址（底层使用数组实现）¥
    elemsize uint16         // 元素大小
    closed   uint32        // 标识关闭状态（关闭时会唤醒队列里的 channel）
    elemtype *_type     // 元素类型
    sendx    uint       // 下一次写下标位置
    recvx    uint       // 下一次读下标位置
   recvq    waitq      // 读等待队列（阻塞时加到这个队列）¥
   sendq    waitq      // 写等待队列（阻塞时加到这个队列）¥
   lock     mutex          // 互斥锁 ¥
}






 


阻塞场景


    

  1. 向无缓冲的队列写数据或者读数据
    2. 

    

  1. 读缓冲区无数据，写缓冲区已满
    2. 



panic 场景


    

  • 关闭已经关闭或者为 nil 的 channel
    • 



    

  • 向已经关闭的 channel 写数据
    • 



 


Golang 的 slice 类型


 






type slice struct {
    array    unsafe.Pointer // 指向底层数组
    len      int       // 切片长度
    cap      int       // 底层数组容量
}






 


Go语言中的 slice 陷阱：如何避免常见的错误


参考链接


    

  1. 在函数里修改切片元素的值，原切片的值也会改变（如果在函数内发生扩容，函数外的值不会改变）
    2. 

    

  1. 调用 append 方法追加元素，如果切片的容量不够会引起切片扩容（内存分配和性能问题）
    2. 

    

  1. 谨慎使用多个切片共享一个数组，会出现写冲突
    2. 

    

  1. 当切片容量小于 1024 时，以 2 倍的规则扩容，否则以 1.25 倍的规则扩容
    2. 



 


Golang 的 Map 类型


    

  1. 不是线程安全的，避免并发的读写 Map，或者使用读写锁 或者 sync.map 解决这个问题
    2. 

    

  1. 使用了链地址法解决 Hash 冲突
    2. 

    

  1. 使用了增量扩容解决负载因子大于 6.5（键数量/Bucket数量）过高的问题
    2. 



 


Golang 数据类型的特点


数组：


    

  • 数组是值，将一个数组赋值给另一个，会拷贝所有的元素（如果你给函数传递一个数组，其将收到一个数组的拷贝，而不是它的指针）
    • 



    

  • 数组的大小是其类型的一部分。类型[10]int和[20]int是不同的。
    • 



切片：


切片持有对底层数组的引用，如果你将一个切片赋值给另一个，二者都将引用同一个数组（如果函数接受一个切片参数，对切片的元素所做的改动，对于调用者是可见的，好比是传递了一个底层数组的指针）


字典：


和切片类似，map持有对底层数据结构的引用。如果将map传递给函数，其对map的内容做了改变，则这 些改变对于调用者是可见的。


 


Golang 使用 defer 技巧


用于延迟函数的调用，常用于释放锁或其他资源


    

  • 多个defer出现的时候，它是一个“栈”的关系，也就是先进后出（一般写在函数开头捕获异常）
    • 



    

  • return 之后的语句先执行，defer 可以修改 return 的返回值
    • 



    

  • defer 函数的参数在执行时就已经确认了
    • 



    

  • 单个函数不能有过多 defer，影响执行的机制，导致效率下降
    • 



 


Golang panic 介绍


对于一些危险的操作，比如数组越界，会抛出 panic，提前结束程序执行，panic 的退出方式相对于 os.Exit() 比较优雅，支持使用 defer 和 recover 解决 panic


 


 


Golang recover 介绍


    

  • recover 必须要位于 defer 函数中
    • 



    

  • recover可以清除本函数产生的 panic，让上游函数以为一切正常执行
    • 



 


Go 变量作用域


花括号来控制变量的作用域，花括号中的变量是单独的作用域，同名变量会覆盖外层


 


Golang 控制结构


select 的特点


golang 提供的多路 I/O 复用机制 和 linux 的 select 机制类似


    

  • select 的每个 case 只能操作一个管道，根据管道的特性区分是否阻塞
    • 



    

  • 全部 case 都阻塞时陷入阻塞
    • 



    

  • 多个 case 不阻塞时，随机执行一个 case
    • 



    

  • 存在 default 时，永远不会阻塞
    • 



 


Golang 并发控制


一、使用 channel 控制协程同步


    

  • 实现简单，需要创建大量的协程
    • 



二、使用 WaitGroup 控制协程同步（实现原理信号量机制）


三、使用 Context 上下文控制子协程


    

  • 方便进行子协程的控制
    • 



四、使用 Mutex 控制并发


mutex 详解










type Mutex struct {
    state int32  //32 位数字，低 3 位分别表示 3 种状态：唤醒状态、上锁状态、饥饿状态，剩下的位数则表示当前阻塞等待的 goroutine 数量。
    sema  uint32 //信号量
}










    

  • 类似于操作系统的 PV 原语操作，通过控制信号量 S 处理共享资源的抢占
    • 



    

  • 三种模式
    • 



    

  • 正常模式
    • 



    

  • 饥饿模式（解决一直被新来的 G 占用资源，队列里的 G 占有不了资源的情况）
    • 



    

  • 自旋模式（通过信号量唤起 G 比较耗资源，G 空转 CPU 去占有资源）
    • 



    

  • 其他细节
    • 



    

  • 多次 unlock 会出发 panic
    • 



 








            

            
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2023-08-22 20:55 
_春华秋实 
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