2021-11-10
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列表是一種非連續(xù)的存儲容器，有多個節(jié)點組成，節(jié)點通過一些變量記錄彼此之間的關(guān)系
單鏈表和雙鏈表就是列表的兩種方法。
原理：A、B、C三個人，B懂A的電話，C懂B的電話只是單方知道號碼，這樣就形成了一個單鏈表結(jié)構(gòu)。
如果C把自己的號碼給B，B把自己的號碼給A，因為是雙方都知道對方的號碼，這樣就形成了一個雙鏈表結(jié)構(gòu)
如果B換號碼了，他需要通知AC，把自己的號碼刪了，這個過程就是列表的刪除操作。
在Go語言中，列表使用 container/list 包來實現(xiàn)，內(nèi)部的實現(xiàn)原理是雙鏈表，列表能夠高效地進(jìn)行任意位置的元素插入和刪除操作。
列表初始化的兩種辦法
列表沒有給出具體的元素類型的限制，所以列表的元素可以是任意類型的，
例如給列表中放入了一個 interface{} 類型的值，取出值后，如果要將 interface{} 轉(zhuǎn)換為其他類型將會發(fā)生宕機。
雙鏈表支持從隊列前方或后方插入元素，分別對應(yīng)的方法是 PushFront 和 PushBack。
列表插入函數(shù)的返回值會提供一個 *list.Element 結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)記錄著列表元素的值以及與其他節(jié)點之間的關(guān)系等信息，從列表中刪除元素時，需要用到這個結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速刪除。
遍歷完也能看到最后的結(jié)果
學(xué)習(xí)地址：
Goroutine調(diào)度是一個很復(fù)雜的機制，下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調(diào)度機制，想要對其有更深入的了解可以去研讀一下源碼。
首先介紹一下GMP什么意思：
G ----------- goroutine: 即Go協(xié)程，每個go關(guān)鍵字都會創(chuàng)建一個協(xié)程。
M ---------- thread內(nèi)核級線程，所有的G都要放在M上才能運行。
P ----------- processor處理器，調(diào)度G到M上，其維護了一個隊列，存儲了所有需要它來調(diào)度的G。
Goroutine 調(diào)度器P和 OS 調(diào)度器是通過 M 結(jié)合起來的，每個 M 都代表了 1 個內(nèi)核線程，OS 調(diào)度器負(fù)責(zé)把內(nèi)核線程分配到 CPU 的核上執(zhí)行
模型圖：
避免頻繁的創(chuàng)建、銷毀線程，而是對線程的復(fù)用。
1）work stealing機制
當(dāng)本線程無可運行的G時，嘗試從其他線程綁定的P偷取G，而不是銷毀線程。
2）hand off機制
當(dāng)本線程M0因為G0進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用阻塞時，線程釋放綁定的P，把P轉(zhuǎn)移給其他空閑的線程執(zhí)行。進(jìn)而某個空閑的M1獲取P，繼續(xù)執(zhí)行P隊列中剩下的G。而M0由于陷入系統(tǒng)調(diào)用而進(jìn)被阻塞，M1接替M0的工作，只要P不空閑，就可以保證充分利用CPU。M1的來源有可能是M的緩存池，也可能是新建的。當(dāng)G0系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束后，根據(jù)M0是否能獲取到P，將會將G0做不同的處理：
如果有空閑的P，則獲取一個P，繼續(xù)執(zhí)行G0。
如果沒有空閑的P，則將G0放入全局隊列，等待被其他的P調(diào)度。然后M0將進(jìn)入緩存池睡眠。
如下圖
GOMAXPROCS設(shè)置P的數(shù)量，最多有GOMAXPROCS個線程分布在多個CPU上同時運行
在Go中一個goroutine最多占用CPU 10ms，防止其他goroutine被餓死。
具體可以去看另一篇文章
【Golang詳解】go語言調(diào)度機制 搶占式調(diào)度
當(dāng)創(chuàng)建一個新的G之后優(yōu)先加入本地隊列，如果本地隊列滿了，會將本地隊列的G移動到全局隊列里面，當(dāng)M執(zhí)行work stealing從其他P偷不到G時，它可以從全局G隊列獲取G。
協(xié)程經(jīng)歷過程
我們創(chuàng)建一個協(xié)程 go func()經(jīng)歷過程如下圖：
說明：
這里有兩個存儲G的隊列，一個是局部調(diào)度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創(chuàng)建的G會先保存在P的本地隊列中，如果P的本地隊列已經(jīng)滿了就會保存在全局的隊列中；處理器本地隊列是一個使用數(shù)組構(gòu)成的環(huán)形鏈表，它最多可以存儲 256 個待執(zhí)行任務(wù)。
G只能運行在M中，一個M必須持有一個P，M與P是1：1的關(guān)系。M會從P的本地隊列彈出一個可執(zhí)行狀態(tài)的G來執(zhí)行，如果P的本地隊列為空，就會想其他的MP組合偷取一個可執(zhí)行的G來執(zhí)行；
一個M調(diào)度G執(zhí)行的過程是一個循環(huán)機制；會一直從本地隊列或全局隊列中獲取G
上面說到P的個數(shù)默認(rèn)等于CPU核數(shù)，每個M必須持有一個P才可以執(zhí)行G，一般情況下M的個數(shù)會略大于P的個數(shù)，這多出來的M將會在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時發(fā)揮作用。類似線程池，Go也提供一個M的池子，需要時從池子中獲取，用完放回池子，不夠用時就再創(chuàng)建一個。
work-stealing調(diào)度算法：當(dāng)M執(zhí)行完了當(dāng)前P的本地隊列隊列里的所有G后，P也不會就這么在那躺尸啥都不干，它會先嘗試從全局隊列隊列尋找G來執(zhí)行，如果全局隊列為空，它會隨機挑選另外一個P，從它的隊列里中拿走一半的G到自己的隊列中執(zhí)行。
如果一切正常，調(diào)度器會以上述的那種方式順暢地運行，但這個世界沒這么美好，總有意外發(fā)生，以下分析goroutine在兩種例外情況下的行為。
Go runtime會在下面的goroutine被阻塞的情況下運行另外一個goroutine：
用戶態(tài)阻塞/喚醒
當(dāng)goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時（實際上golang已經(jīng)用netpoller實現(xiàn)了goroutine網(wǎng)絡(luò)I/O阻塞不會導(dǎo)致M被阻塞，僅阻塞G，這里僅僅是舉個栗子），對應(yīng)的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq)，該G的狀態(tài)由_Gruning變?yōu)開Gwaitting，而M會跳過該G嘗試獲取并執(zhí)行下一個G，如果此時沒有可運行的G供M運行，那么M將解綁P，并進(jìn)入sleep狀態(tài)；當(dāng)阻塞的G被另一端的G2喚醒時（比如channel的可讀/寫通知），G被標(biāo)記為，嘗試加入G2所在P的runnext（runnext是線程下一個需要執(zhí)行的 Goroutine。）， 然后再是P的本地隊列和全局隊列。
系統(tǒng)調(diào)用阻塞
當(dāng)M執(zhí)行某一個G時候如果發(fā)生了阻塞操作，M會阻塞，如果當(dāng)前有一些G在執(zhí)行，調(diào)度器會把這個線程M從P中摘除，然后再創(chuàng)建一個新的操作系統(tǒng)的線程(如果有空閑的線程可用就復(fù)用空閑線程)來服務(wù)于這個P。當(dāng)M系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束時候，這個G會嘗試獲取一個空閑的P執(zhí)行，并放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P，那么這個線程M變成休眠狀態(tài)， 加入到空閑線程中，然后這個G會被放入全局隊列中。
隊列輪轉(zhuǎn)
可見每個P維護著一個包含G的隊列，不考慮G進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)用或IO操作的情況下，P周期性的將G調(diào)度到M中執(zhí)行，執(zhí)行一小段時間，將上下文保存下來，然后將G放到隊列尾部，然后從隊列中重新取出一個G進(jìn)行調(diào)度。
除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。
除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。
M0
M0是啟動程序后的編號為0的主線程，這個M對應(yīng)的實例會在全局變量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0負(fù)責(zé)執(zhí)行初始化操作和啟動第一個G，在之后M0就和其他的M一樣了
G0
G0是每次啟動一個M都會第一個創(chuàng)建的goroutine，G0僅用于負(fù)責(zé)調(diào)度G，G0不指向任何可執(zhí)行的函數(shù)，每個M都會有一個自己的G0，在調(diào)度或系統(tǒng)調(diào)用時會使用G0的?？臻g，全局變量的G0是M0的G0
一個G由于調(diào)度被中斷，此后如何恢復(fù)？
中斷的時候?qū)⒓拇嫫骼锏臈Ｐ畔ⅲ４娴阶约旱腉對象里面。當(dāng)再次輪到自己執(zhí)行時，將自己保存的棧信息復(fù)制到寄存器里面，這樣就接著上次之后運行了。
我這里只是根據(jù)自己的理解進(jìn)行了簡單的介紹，想要詳細(xì)了解有關(guān)GMP的底層原理可以去看Go調(diào)度器 G-P-M 模型的設(shè)計者的文檔或直接看源碼
參考： ()
()
golang 中 map的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)為： 哈希表 + 鏈表。 其中鏈表，作用是當(dāng)發(fā)生hash沖突時，拉鏈法生成的結(jié)點。
可以看到， []bmap 是一個hash table， 每一個 bmap是我們常說的“桶”。 經(jīng)過hash 函數(shù)計算出來相同的hash值， 放到相同的桶中。 一個 bmap中可以存放 8個 元素， 如果多出8個，則生成新的結(jié)點，尾接到隊尾。
以上是只是靜態(tài)文件 src/runtime/map.go 中的定義。 實際上編譯期間會給它加料 ，動態(tài)地創(chuàng)建一個新的結(jié)構(gòu)：
上圖就是 bmap的內(nèi)存模型， HOB Hash 指的就是 top hash。 注意到 key 和 value 是各自放在一起的，并不是 key/value/key/value/... 這樣的形式。源碼里說明這樣的好處是在某些情況下可以省略掉 padding 字段，節(jié)省內(nèi)存空間。
每個 bmap設(shè)計成 最多只能放 8 個 key-value 對 ，如果有第 9 個 key-value 落入當(dāng)前的 bmap，那就需要再構(gòu)建一個 bmap，通過 overflow 指針連接起來。
map創(chuàng)建方法:
我們實際上是通過調(diào)用的 makemap ，來創(chuàng)建map的。實際工作只是初始化了hmap中的各種字段，如：設(shè)置B的大小， 設(shè)置hash 種子 hash 0.
注意 :
makemap 返回是*hmap 指針， 即 map 是引用對象， 對map的操作會影響到結(jié)構(gòu)體內(nèi)部 。
使用方式
對應(yīng)的是下面兩種方法
map的key的類型，實現(xiàn)了自己的hash 方式。每種類型實現(xiàn)hash函數(shù)方式不一樣。
key 經(jīng)過哈希計算后得到hash值，共 64 個 bit 位。 其中后B 個bit位置， 用來定位當(dāng)前元素落在哪一個桶里， 高8個bit 為當(dāng)前 hash 值的top hash。 實際上定位key的過程是一個雙重循環(huán)的過程， 外層循環(huán)遍歷 所有的overflow， 內(nèi)層循環(huán)遍歷 當(dāng)前bmap 中的 8個元素 。
舉例說明： 如果當(dāng)前 B 的值為 5， 那么buckets 的長度 為 2^5 = 32。假設(shè)有個key 經(jīng)過hash函數(shù)計算后，得到的hash結(jié)果為：
外層遍歷bucket 中的鏈表
內(nèi)層循環(huán)遍歷 bmap中的8個 cell
建議先不看此部分內(nèi)容，看完后續(xù) 修改 map中元素 - 擴容 操作后 再回頭看此部分內(nèi)容。
擴容前的數(shù)據(jù)：
等量擴容后的數(shù)據(jù)：
等量擴容后，查找方式和原本相同， 不多做贅述。
兩倍擴容后的數(shù)據(jù)
兩倍擴容后，oldbuckets 的元素，可能被分配成了兩部分。查找順序如下：
此處只分析 mapaccess1 ,。 mapaccess2 相比 mapaccess1 多添加了是否找到的bool值， 有興趣可自行看一下。
使用方式：
步驟如下：
擴容條件 ：
擴容的標(biāo)識 ： h.oldbuckets ！= nil
假設(shè)當(dāng)前定位到了新的buckets的3號桶中，首先會判斷oldbuckets中的對應(yīng)的桶有沒有被搬遷過。 如果搬遷過了，不需要看原來的桶了，直接遍歷新的buckets的3號桶。
擴容前：
等量擴容結(jié)果
雙倍擴容會將old buckets上的元素分配到x， y兩個部key 1 B == 0 分配到x部分，key 1 B == 1 分配到y(tǒng)部分
注意： 當(dāng)前只對雙倍擴容描述， 等量擴容只是重新填充了一下元素， 相對位置沒有改變。
假設(shè)當(dāng)前map 的B == 5，原本元素經(jīng)過hash函數(shù)計算的 hash 值為：
因為雙倍擴容之后 B = B + 1，此時B == 6。key 1 B == 1, 即 當(dāng)前元素rehash到高位，新buckets中 y 部分. 否則 key 1 B == 0 則rehash到低位，即x 部分。
使用方式：
可以看到，每一遍歷生成迭代器的時候，會隨機選取一個bucket 以及 一個cell開始。 從前往后遍歷，再次遍歷到起始位置時，遍歷完成。
重慶分公司
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