網關=反向代理+負載均衡+各種策略，技術實現(xiàn)也有多種多樣，有基于 nginx 使用 lua 的實現(xiàn)，比如 openresty、kong；也有基于 zuul 的通用網關；還有就是 golang 的網關，比如 tyk。
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這篇文章主要是講如何基于 golang 實現(xiàn)一個簡單的網關。
轉自： troy.wang/docs/golang/posts/golang-gateway/
整理：go語言鐘文文檔:
啟動兩個后端 web 服務（代碼）
這里使用命令行工具進行測試
具體代碼
直接使用基礎庫 httputil 提供的NewSingleHostReverseProxy即可，返回的reverseProxy對象實現(xiàn)了serveHttp方法，因此可以直接作為 handler。
具體代碼
director中定義回調函數(shù)，入參為*http.Request，決定如何構造向后端的請求，比如 host 是否向后傳遞，是否進行 url 重寫，對于 header 的處理，后端 target 的選擇等，都可以在這里完成。
director在這里具體做了：
modifyResponse中定義回調函數(shù)，入參為*http.Response，用于修改響應的信息，比如響應的 Body，響應的 Header 等信息。
最終依舊是返回一個ReverseProxy，然后將這個對象作為 handler 傳入即可。
參考 2.2 中的NewSingleHostReverseProxy，只需要實現(xiàn)一個類似的、支持多 targets 的方法即可，具體實現(xiàn)見后面。
作為一個網關服務，在上面 2.3 的基礎上，需要支持必要的負載均衡策略，比如：
隨便 random 一個整數(shù)作為索引，然后取對應的地址即可，實現(xiàn)比較簡單。
具體代碼
使用curIndex進行累加計數(shù)，一旦超過 rss 數(shù)組的長度，則重置。
具體代碼
輪詢帶權重，如果使用計數(shù)遞減的方式，如果權重是5,1,1那么后端 rs 依次為a,a,a,a,a,b,c,a,a,a,a…，其中 a 后端會瞬間壓力過大；參考 nginx 內部的加權輪詢，或者應該稱之為平滑加權輪詢，思路是：
后端真實節(jié)點包含三個權重：
操作步驟：
具體代碼
一致性 hash 算法，主要是用于分布式 cache 熱點/命中問題；這里用于基于某 key 的 hash 值，路由到固定后端，但是只能是基本滿足流量綁定，一旦后端目標節(jié)點故障，會自動平移到環(huán)上最近的那么個節(jié)點。
實現(xiàn)：
具體代碼
每一種不同的負載均衡算法，只需要實現(xiàn)添加以及獲取的接口即可。
然后使用工廠方法，根據(jù)傳入的參數(shù)，決定使用哪種負載均衡策略。
具體代碼
作為網關，中間件必不可少，這類包括請求響應的模式，一般稱作洋蔥模式，每一層都是中間件，一層層進去，然后一層層出來。
中間件的實現(xiàn)一般有兩種，一種是使用數(shù)組，然后配合 index 計數(shù)；一種是鏈式調用。
具體代碼
1、簡單易學。
Go語言的作者本身就很懂C語言，所以同樣Go語言也會有C語言的基因，所以對于程序員來說，Go語言天生就會讓人很熟悉，容易上手。
2、并發(fā)性好。
Go語言天生支持并發(fā)，可以充分利用多核，輕松地使用并發(fā)。 這是Go語言最大的特點。
描述
Go的語法接近C語言，但對于變量的聲明有所不同。Go支持垃圾回收功能。Go的并行模型是以東尼·霍爾的通信順序進程（CSP）為基礎，采取類似模型的其他語言包括Occam和Limbo，但它也具有Pi運算的特征，比如通道傳輸。
在1.8版本中開放插件（Plugin）的支持，這意味著現(xiàn)在能從Go中動態(tài)加載部分函數(shù)。
與C++相比，Go并不包括如枚舉、異常處理、繼承、泛型、斷言、虛函數(shù)等功能，但增加了 切片(Slice) 型、并發(fā)、管道、垃圾回收、接口（Interface）等特性的語言級支持。
類型 在變量名后邊
也可不顯式聲明類型, 類型推斷, 但是是靜態(tài)語言, name一開始放字符串就不能再賦值數(shù)字
方法,屬性 分開 方法名首字母大寫就是就是外部可調的
面向對象設計的一個重要原則：“優(yōu)先使用組合而不是繼承”
Dog 也是Animal , 要復用Animal 的屬性和方法,
只需要在結構體 type 里面寫 Animal
入口也是main, 用用試試
多態(tài), 有這個方法就是這個接口的實現(xiàn), 具體的類 不需要知道自己實現(xiàn)了什么接口,
使用: 在一個函數(shù)調用之前加上關鍵字go 就啟動了一個goroutine
創(chuàng)建一個goroutine,它會被加入到一個全局的運行隊列當中，
調度器 會把他們分配給某個 邏輯處理器 的隊列，
一個邏輯處理器 綁定到一個 操作系統(tǒng)線程 ，在上面運行goroutine，
如果goroutine需要讀寫文件, 阻塞 ,就脫離邏輯處理器 直接 goroutine - 系統(tǒng)線程 綁定
編譯成同名.exe 來執(zhí)行, 不通過虛擬機, 直接是機器碼, 和C 一樣, 所以非?？?/p>
但是也有自動垃圾回收,每個exe文件當中已經包含了一個類似于虛擬機的runtime,進行goroutine的調度
默認是靜態(tài)鏈接的，那個exe會把運行時所需要的所有東西都加進去，這樣就可以把exe復制到任何地方去運行了, 因此 生成的 .exe 文件非常大
Goroutine調度是一個很復雜的機制，下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調度機制，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關鍵字都會創(chuàng)建一個協(xié)程。
M ---------- thread內核級線程，所有的G都要放在M上才能運行。
P ----------- processor處理器，調度G到M上，其維護了一個隊列，存儲了所有需要它來調度的G。
Goroutine 調度器P和 OS 調度器是通過 M 結合起來的，每個 M 都代表了 1 個內核線程，OS 調度器負責把內核線程分配到 CPU 的核上執(zhí)行
模型圖：
避免頻繁的創(chuàng)建、銷毀線程，而是對線程的復用。
1）work stealing機制
當本線程無可運行的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
當本線程M0因為G0進行系統(tǒng)調用阻塞時，線程釋放綁定的P，把P轉移給其他空閑的線程執(zhí)行。進而某個空閑的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)調用而進被阻塞，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G0系統(tǒng)調用結束后，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調度。然后M0將進入緩存池睡眠。
如下圖
GOMAXPROCS設置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語言調度機制 搶占式調度
當創(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)程經歷過程
我們創(chuàng)建一個協(xié)程 go func()經歷過程如下圖：
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)組構成的環(huán)形鏈表，它最多可以存儲 256 個待執(zhí)行任務。
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產生系統(tǒng)調用時發(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調度算法：當M執(zhí)行完了當前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goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時（實際上golang已經用netpoller實現(xiàn)了goroutine網絡I/O阻塞不會導致M被阻塞，僅阻塞G，這里僅僅是舉個栗子），對應的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，并進入sleep狀態(tài)；當阻塞的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)調用阻塞
當M執(zhí)行某一個G時候如果發(fā)生了阻塞操作，M會阻塞，如果當前有一些G在執(zhí)行，調度器會把這個線程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用空閑線程)來服務于這個P。當M系統(tǒng)調用結束時候，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
可見每個P維護著一個包含G的隊列，不考慮G進入系統(tǒng)調用或IO操作的情況下，P周期性的將G調度到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進行調度。
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待運行并將其調度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調用中恢復的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待運行并將其調度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調用中恢復的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對應的實例會在全局變量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0負責執(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僅用于負責調度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，在調度或系統(tǒng)調用時會使用G0的?？臻g，全局變量的G0是M0的G0
一個G由于調度被中斷，此后如何恢復？
中斷的時候將寄存器里的棧信息，保存到自己的G對象里面。當再次輪到自己執(zhí)行時，將自己保存的棧信息復制到寄存器里面，這樣就接著上次之后運行了。
我這里只是根據(jù)自己的理解進行了簡單的介紹，想要詳細了解有關GMP的底層原理可以去看Go調度器 G-P-M 模型的設計者的文檔或直接看源碼
參考： ()
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首先理解是錯的，不管用戶態(tài)的API(syscall)是否是同步還是異步，在kernel層面都是異步的。
其實實現(xiàn)原理很簡單，就是利用C(嵌入匯編)語言可以直接修改寄存器(setcontext/setjmp/longjmp均是類似原理，修改程序指針eip實現(xiàn)跳轉，棧指針實現(xiàn)上線文切換)來實現(xiàn)從func_a調進去，從func_b返回出來這種行為。對于golang來說，func_a/func_b屬于不同的goroutine，從而就實現(xiàn)了goroutine的調度切換。
另外對于所有可能阻塞的syscall，golang對其進行了封裝，底層實際是epoll方式做的，注冊回調后切換到另一個runnable的goroutine。
重慶分公司
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