Hello，大家好，又見面了！上一遍我們將 channel 相關基礎以及使用場景。這一篇，還需要再次進階理解channel 阻塞問題。以下創(chuàng)建一個chan類型為int，cap 為3。
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channel 內部其實是一個環(huán)形buf數(shù)據(jù)結構 ，是一種滑動窗口機制，當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，會出現(xiàn)什么情況？
看下面實例：
以上會出現(xiàn)什么，chan 緩沖區(qū)允許大小為1，如果再往chan仍數(shù)據(jù)，滿了就會被阻塞，那么是如何實現(xiàn)阻塞的呢？當 chan 滿時，會進入 gopark，此時 G1 進入一個 waiting 狀態(tài)，然后會創(chuàng)建一個 sudog 對象，其實就sendq隊列，把 200放進去。等 buf 不滿的時候，再喚醒放入buf里面。
通過如下源碼，你會更加清晰：
上面，從 chan 獲取數(shù)據(jù)：
Go 語言核心思想：“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，接收一個空對象，也會發(fā)生什么情況？
代碼示例 ：
也會報錯如下：
上面，從 chan 取出數(shù)據(jù)，可是沒有數(shù)據(jù)了。此時，它會把 接收者 G2 阻塞掉，也是和G1發(fā)送者一樣，也會執(zhí)行 gopark 將狀態(tài)改為 waiting，不一樣的點就是。
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，接收者G2會將sudog導出來，因為現(xiàn)在G2已經(jīng)被阻塞了嘛，會把G2給G，然后將 t := -ch 中變量 t 是在棧上的地址，放進去 elem ，也就是說，只存它的地址指針在sudog里面。
最后， ch - 200 當G1往 chan 添加200這個數(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。
你會認為，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，這個過程也是需要時間。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語言是為了高效及內存使用率的考慮這樣設計的。（注意，一般都是在runtime里面完成，不然會出現(xiàn)象安全問題。）
總結 ：
chan 類型的特點：chan 如果為空，receiver 接收數(shù)據(jù)的時候就會阻塞等待，直到 chan 被關閉或者有新的數(shù)據(jù)到來。有這種個機制，就可以實現(xiàn) wait/notify 的設計模式。
相關面試題：
操作字符串離不開字符串的拼接，但是Go中string是只讀類型，大量字符串的拼接會造成性能問題。
拼接字符串，無外乎四種方式，采用“+”，“fmt.Sprintf()”,"bytes.Buffer","strings.Builder"
上面我們創(chuàng)建10萬字符串拼接的測試，可以發(fā)現(xiàn)"bytes.Buffer","strings.Builder"的性能最好，約是“+”的1000倍級別。
這是由于string是不可修改的，所以在使用“+”進行拼接字符串，每次都會產生申請空間，拼接，復制等操作，數(shù)據(jù)量大的情況下非常消耗資源和性能。而采用Buffer等方式，都是預先計算拼接字符串數(shù)組的總長度（如果可以知道長度），申請空間，底層是slice數(shù)組，可以以append的形式向后進行追加。最后在轉換為字符串。這申請了不斷申請空間的操作，也減少了空間的使用和拷貝的次數(shù)，自然性能也高不少。
bytes.buffer是一個緩沖byte類型的緩沖器存放著都是byte
是一個變長的 buffer，具有 Read 和Write 方法。 Buffer 的 零值 是一個 空的 buffer，但是可以使用，底層就是一個 []byte， 字節(jié)切片。
向Buffer中寫數(shù)據(jù)，可以看出Buffer中有個Grow函數(shù)用于對切片進行擴容。
從Buffer中讀取數(shù)據(jù)
strings.Builder的方法和bytes.Buffer的方法的命名幾乎一致。
但實現(xiàn)并不一致，Builder的Write方法直接將字符拼接slice數(shù)組后。
其沒有提供read方法，但提供了strings.Reader方式
Reader 結構:
Buffer:
Builder:
可以看出Buffer和Builder底層都是采用[]byte數(shù)組進行裝載數(shù)據(jù)。
先來說說Buffer:
創(chuàng)建好Buffer是一個empty的，off 用于指向讀寫的尾部。
在寫的時候，先判斷當前寫入字符串長度是否大于Buffer的容量，如果大于就調用grow進行擴容，擴容申請的長度為當前寫入字符串的長度。如果當前寫入字符串長度小于最小字節(jié)長度64，直接創(chuàng)建64長度的[]byte數(shù)組。如果申請的長度小于二分之一總容量減去當前字符總長度，說明存在很大一部分被使用但已讀，可以將未讀的數(shù)據(jù)滑動到數(shù)組頭。如果容量不足，擴展2*c + n 。
其String()方法就是將字節(jié)數(shù)組強轉為string
Builder是如何實現(xiàn)的。
Builder采用append的方式向字節(jié)數(shù)組后添加字符串。
從上面可以看出，[]byte的內存大小也是以倍數(shù)進行申請的，初始大小為 0，第一次為大于當前申請的最大 2 的指數(shù)，不夠進行翻倍.
可以看出如果舊容量小于1024進行翻倍，否則擴展四分之一。（2048 byte 后，申請策略的調整）。
其次String()方法與Buffer的string方法也有明顯區(qū)別。Buffer的string是一種強轉，我們知道在強轉的時候是需要進行申請空間，并拷貝的。而Builder只是指針的轉換。
這里我們解析一下 *(*string)(unsafe.Pointer(b.buf)) 這個語句的意思。
先來了解下unsafe.Pointer 的用法。
也就是說，unsafe.Pointer 可以轉換為任意類型，那么意味著，通過unsafe.Pointer媒介，程序繞過類型系統(tǒng)，進行地址轉換而不是拷貝。
即*A = Pointer = *B
就像上面例子一樣，將字節(jié)數(shù)組轉為unsafe.Pointer類型，再轉為string類型，s和b中內容一樣，修改b,s也變了，說明b和s是同一個地址。但是對s重新賦值后，意味著s的地址指向了“WORLD”,它們所使用的內存空間不同了，所以s改變后，b并不會改變。
所以他們的區(qū)別就在于 bytes.Buffer 是重新申請了一塊空間，存放生成的string變量， 而strings.Builder直接將底層的[]byte轉換成了string類型返回了回來，去掉了申請空間的操作。
三次握手：
1. 主動發(fā)起連接請求端（客戶端），發(fā)送 SYN 標志位，攜帶數(shù)據(jù)包、包號
2. 被動接收連接請求端（服務器），接收 SYN，回復 ACK，攜帶應答序列號。同時，發(fā)送SYN標志位，攜帶數(shù)據(jù)包、包號
3. 主動發(fā)起連接請求端（客戶端），接收SYN 標志位，回復 ACK。
被動端（服務器）接收 ACK —— 標志著 三次握手建立完成（ Accept()/Dial() 返回 ）
四次揮手：
1. 主動請求斷開連接端（客戶端）， 發(fā)送 FIN標志，攜帶數(shù)據(jù)包
2. 被動接受斷開連接端（服務器）， 發(fā)送 ACK標志，攜帶應答序列號。 —— 半關閉完成。
3. 被動接受斷開連接端（服務器）， 發(fā)送 FIN標志，攜帶數(shù)據(jù)包
4. 主動請求斷開連接端（客戶端）， 發(fā)送 最后一個 ACK標志，攜帶應答序列號。—— 發(fā)送完成，客戶端不會直接退出，等 2MSL時長。
等 2MSL待目的：確保服務器 收到最后一個ACK
滑動窗口：
通知對端本地存儲數(shù)據(jù)的 緩沖區(qū)容量?！?write 函數(shù)在對端 緩沖區(qū)滿時，有可能阻塞。
TCP狀態(tài)轉換：
1. 主動發(fā)起連接請求端：
CLOSED —— 發(fā)送SYN —— SYN_SENT(了解) —— 接收ACK、SYN，回發(fā) ACK —— ESTABLISHED (數(shù)據(jù)通信)
2. 主動關閉連接請求端：
ESTABLISHED —— 發(fā)送FIN —— FIN_WAIT_1 —— 接收ACK —— FIN_WAIT_2 (半關閉、主動端)
—— 接收FIN、回復ACK —— TIME_WAIT (主動端) —— 等 2MSL 時長 —— CLOSED
3. 被動建立連接請求端：
CLOSED —— LISTEN —— 接收SYN、發(fā)送ACK、SYN —— SYN_RCVD —— 接收 ACK —— ESTABLISHED (數(shù)據(jù)通信)
4. 被動斷開連接請求端：
ESTABLISHED —— 接收 FIN、發(fā)送 ACK —— CLOSE_WAIT —— 發(fā)送 FIN —— LAST_ACK —— 接收ACK —— CLOSED
windows下查看TCP狀態(tài)轉換：
netstat -an | findstr? 端口號
Linux下查看TCP狀態(tài)轉換：
netstat -an | grep? 端口號
TCP和UDP對比:?
TCP: 面向連接的可靠的數(shù)據(jù)包傳遞。 針對不穩(wěn)定的 網(wǎng)絡層，完全彌補。ACK
UDP：無連接不可靠的報文傳輸。 針對不穩(wěn)定的 網(wǎng)絡層，完全不彌補。還原網(wǎng)絡真實狀態(tài)。
優(yōu)點???????????????????????????????????????????????????????????? 缺點
TCP： 可靠、順序、穩(wěn)定 ???????????????????????????????????? 系統(tǒng)資源消耗大，程序實現(xiàn)繁復、速度慢
UDP：系統(tǒng)資源消耗小，程序實現(xiàn)簡單、速度快 ???????????????????????? 不可靠、無序、不穩(wěn)定
使用場景：
TCP：大文件、可靠數(shù)據(jù)傳輸。 對數(shù)據(jù)的 穩(wěn)定性、準確性、一致性要求較高的場合。
UDP：應用于對數(shù)據(jù)時效性要求較高的場合。 網(wǎng)絡直播、電話會議、視頻直播、網(wǎng)絡游戲。
UDP-CS-Server實現(xiàn)流程：
1.? 創(chuàng)建 udp地址結構 ResolveUDPAddr(“協(xié)議”， “IP：port”) —— udpAddr 本質 struct{IP、port}
2.? 創(chuàng)建用于 數(shù)據(jù)通信的 socket ListenUDP(“協(xié)議”, udpAddr ) —— udpConn (socket)
3.? 從客戶端讀取數(shù)據(jù)，獲取對端的地址 udpConn.ReadFromUDP() —— 返回：n，clientAddr， err
4.? 發(fā)送數(shù)據(jù)包給 客戶端 udpConn.WriteToUDP("數(shù)據(jù)"， clientAddr)
UDP-CS-Client實現(xiàn)流程：
1.? 創(chuàng)建用于通信的 socket。 net.Dial("udp", "服務器IP：port") —— udpConn (socket)
2.? 以后流程參見 TCP客戶端實現(xiàn)源碼。
UDPserver默認就支持并發(fā)！
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命令行參數(shù)： 在main函數(shù)啟動時，向整個程序傳參。 【重點】
語法： go run xxx.go ? argv1 argv2? argv3? argv4 。。。
xxx.exe:? 第 0 個參數(shù)。
argv1 ：第 1 個參數(shù)。
argv2 ：第 2 個參數(shù)。
argv3 ：第 3 個參數(shù)。
argv4 ：第 4 個參數(shù)。
使用： list := os.Args? 提取所有命令行參數(shù)。
獲取文件屬性函數(shù)：
os.stat(文件訪問絕對路徑) —— fileInfo 接口
fileInfo 包含 兩個接口。
Name() 獲取文件名。 不帶訪問路徑
Size() 獲取文件大小。
網(wǎng)絡文件傳輸 —— 發(fā)送端（客戶端）
1.? 獲取命令行參數(shù)，得到文件名（帶路徑）filePath list := os.Args
2.? 使用 os.stat() 獲取 文件名（不帶路徑）fileName
3.? 創(chuàng)建 用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?socket? net.Dial("tcp"， “服務器IP+port”) —— conn
4.? 發(fā)送文件名(不帶路徑)? 給接收端， conn.write()
5.? 讀取 接收端回發(fā)“ok”，判斷無誤。封裝函數(shù) sendFile(filePath, conn) 發(fā)送文件內容
6.? 實現(xiàn) sendFile(filePath,? conn)
1) 只讀打開文件 os.Open(filePath)
for {
2) 從文件中讀數(shù)據(jù)? f.Read(buf)
3) 將讀到的數(shù)據(jù)寫到socket中? conn.write(buf[:n])
4）判斷讀取文件的 結尾。 io.EOF. 跳出循環(huán)
}
網(wǎng)絡文件傳輸 —— 接收端（服務器）
1. 創(chuàng)建用于監(jiān)聽的 socket net.Listen() —— listener
2. 借助listener 創(chuàng)建用于 通信的 socket listener.Accpet()? —— conn
3. 讀取 conn.read() 發(fā)送端的 文件名， 保存至本地。
4. 回發(fā) “ok”應答 發(fā)送端。
5. 封裝函數(shù)，接收文件內容 recvFile(文件路徑)
1) f = os.Create(帶有路徑的文件名)
for {
2）從 socket中讀取發(fā)送端發(fā)送的 文件內容 。 conn.read(buf)
3)? 將讀到的數(shù)據(jù) 保存至本地文件 f.Write(buf[:n])
4)? 判斷 讀取conn 結束， 代表文件傳輸完成。 n == 0? break
}
重慶分公司
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