Go 语言基础知识

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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

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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. 读缓冲区无数据，写缓冲区已满

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. 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）

3. 谨慎使用多个切片共享一个数组，会出现写冲突

4. 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

 

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. 使用了链地址法解决 Hash 冲突

3. 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

 

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