Go語言是谷歌推出的一種全新的編程語言,可以在不損失應(yīng)用程序性能的情況下降低代碼的復(fù)雜性。谷歌首席軟件工程師羅布派克(Rob Pike)說:我們之所以開發(fā)Go,是因?yàn)檫^去10多年間軟件開發(fā)的難度令人沮喪。
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Go是谷歌2009發(fā)布的第二款編程語言。2009年7月份,谷歌曾發(fā)布了Simple語言,它是用來開發(fā)Android應(yīng)用
Go Logo
的一種BASIC語言.
北京時間2010年1月10日,Go語言摘得了TIOBE公布的2009年年度大獎。該獎項(xiàng)授予在2009年市場份額增長最多的編程語言。
谷歌資深軟件工程師羅布·派克(Rob Pike)表示,“Go讓我體驗(yàn)到了從未有過的開發(fā)效率?!迸煽吮硎?,和今天的C++或C一樣,Go是一種系統(tǒng)語言。他解釋道,“使用它可以進(jìn)行快速開發(fā),同時它還是一個真正的編譯語言,我們之所以現(xiàn)在將其開源,原因是我們認(rèn)為它已經(jīng)非常有用和強(qiáng)大?!?/p>
2007年,谷歌把Go作為一個20%項(xiàng)目開始研發(fā),即讓員工抽出本職工作之外時間的20%, 投入在該項(xiàng)目上。除了派克外,該項(xiàng)目的成員還有其他谷歌工程師也參與研發(fā)。
派克表示,編譯后Go代碼的運(yùn)行速度與C語言非常接近,而且編譯速度非???,就像在使用一個交互式語言?,F(xiàn)有編程語言均未專門對多核處理器進(jìn)行優(yōu)化。Go就是谷歌工程師為這類程序編寫的一種語言。它不是針對編程初學(xué)者設(shè)計(jì)的,但學(xué)習(xí)使用它也不是非常困難。Go支持面向?qū)ο?,而且具有真正的閉包(closures)和反射 (reflection)等功能。
在學(xué)習(xí)曲線方面,派克認(rèn)為Go與Java類似,對于Java開發(fā)者來說,應(yīng)該能夠輕松學(xué)會 Go。之所以將Go作為一個開源項(xiàng)目發(fā)布,目的是讓開源社區(qū)有機(jī)會創(chuàng)建更好的工具來使用該語言,例如 Eclipse IDE中的插件。
在谷歌公開發(fā)布的所有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,均沒有使用Go,但是谷歌已經(jīng)使用該語言開發(fā)了幾個內(nèi)部項(xiàng)目。派克表示,Go是否會對谷歌即將推出的Chrome OS產(chǎn)生影響,還言之尚早,不過Go的確可以和Native Client配合使用。他表示“Go可以讓應(yīng)用完美的運(yùn)行在瀏覽器內(nèi)?!崩?,使用Go可以更高效的實(shí)現(xiàn)Wave,無論是在前端還是后臺。
Go 同時具有兩種編譯器,一種是建立在GCC基礎(chǔ)上的Gccgo,另外一種是分別針對64位x64和32位x86計(jì)算機(jī)的一套編譯器(6g和8g)。谷歌目前正在研發(fā)其對ARM芯片和Android設(shè)備的支持。派克表示,“Android手機(jī)存在的問題是,我們一直沒有一個數(shù)學(xué)協(xié)處理器。
Goroutine調(diào)度是一個很復(fù)雜的機(jī)制,下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調(diào)度機(jī)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(yùn)行。
P ----------- processor處理器,調(diào)度G到M上,其維護(hù)了一個隊(duì)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(jī)制
當(dāng)本線程無可運(yùn)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(jī)制
當(dāng)本線程M0因?yàn)镚0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(duì)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(duì)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(yùn)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(jī)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(duì)列,如果本地隊(duì)列滿了,會將本地隊(duì)列的G移動到全局隊(duì)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(duì)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(duì)列,一個是局部調(diào)度器P的本地隊(duì)列、一個是全局G隊(duì)列。新創(chuàng)建的G會先保存在P的本地隊(duì)列中,如果P的本地隊(duì)列已經(jīng)滿了就會保存在全局的隊(duì)列中;處理器本地隊(duì)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(yùn)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(duì)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(duì)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(jī)制;會一直從本地隊(duì)列或全局隊(duì)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(duì)列隊(duì)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(duì)列隊(duì)列尋找G來執(zhí)行,如果全局隊(duì)列為空,它會隨機(jī)挑選另外一個P,從它的隊(duì)列里中拿走一半的G到自己的隊(duì)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(yùn)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(yùn)行另外一個goroutine:
用戶態(tài)阻塞/喚醒
當(dāng)goroutine因?yàn)閏hannel操作或者network I/O而阻塞時(實(shí)際上golang已經(jīng)用netpoller實(shí)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(duì)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(yùn)行的G供M運(yùn)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(duì)列和全局隊(duì)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(duì)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(duì)列中。
隊(duì)列輪轉(zhuǎn)
可見每個P維護(hù)著一個包含G的隊(duì)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(duì)列尾部,然后從隊(duì)列中重新取出一個G進(jìn)行調(diào)度。
除了每個P維護(hù)的G隊(duì)列以外,還有一個全局的隊(duì)列,每個P會周期性地查看全局隊(duì)列中是否有G待運(yùn)行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行,全局隊(duì)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(duì)列,也是為了防止全局隊(duì)列中的G被餓死。
除了每個P維護(hù)的G隊(duì)列以外,還有一個全局的隊(duì)列,每個P會周期性地查看全局隊(duì)列中是否有G待運(yùn)行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行,全局隊(duì)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(duì)列,也是為了防止全局隊(duì)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(shí)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?,保存到自己的G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(yùn)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(jì)者的文檔或直接看源碼
參考: ()
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剛?cè)腴TGo語言小白需要注意以下五點(diǎn):
1、注意書寫代碼的一些規(guī)范吧,特別是注意大小寫、英文標(biāo)點(diǎn)符號區(qū)別等,在特別的位置寫上注釋。
2、主要是理解偽代碼所描述的算法,偽代碼要注意是不能直接運(yùn)行的。
3、注意編譯器版本與書籍上所介紹版本是否一致,也注意特殊符號,印刷版本可能與實(shí)際不一致。
4、書上的版本和當(dāng)前所用的版本是否一致,有些情況下書上版本在現(xiàn)在來用已經(jīng)過時了。
5、邏輯走通;給自己信心,其實(shí)起步階段不難的。
個人認(rèn)為:
1、上手快
只要你有其會其他語言,學(xué)習(xí)go很快。
2、go語言非常適合寫服務(wù)端
因?yàn)樗_源,所以很容易找到你想要的框架,開發(fā)效率非常高。
3、跨平臺
你的一個程序可以隨意部署。
不受操作系統(tǒng)限制,windwos、linux、macos都能支持。
不受處理器限制,x86、arm也都可以,你要知道國產(chǎn)可替代的U就是arm。
4、部署簡單
編譯成一個文件就可以發(fā)布了,不需要環(huán)境支撐。
以上是最基本的理由,當(dāng)然這些對于.net core來說也一樣,但是對比一下發(fā)布的文件大小你就知道該選擇誰了。
Go語言主要用作服務(wù)器端開發(fā),其定位是用來開發(fā)“大型軟件”的,適合于需要很多程序員一起開發(fā),并且開發(fā)周期較長的大型軟件和支持云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
Go語言融合了傳統(tǒng)編譯型語言的高效性和腳本語言的易用性和富于表達(dá)性,不僅提高了項(xiàng)目的開發(fā)速度,而且后期維護(hù)起來也非常輕松。
編譯器
當(dāng)前有兩個Go編譯器分支,分別為官方編譯器gc和gccgo。官方編譯器在初期使用C寫成,后用Go重寫從而實(shí)現(xiàn)自舉。Gccgo是一個使用標(biāo)準(zhǔn)GCC作為后端的Go編譯器。
官方編譯器支持跨平臺編譯(但不支持CGO),允許將源代碼編譯為可在目標(biāo)系統(tǒng)、架構(gòu)上執(zhí)行的二進(jìn)制文件。
PHP(外文名:PHP: Hypertext Preprocessor,中文名:“超文本預(yù)處理器”)是一種通用開源腳本語言。語法吸收了C語言、Java和Perl的特點(diǎn),利于學(xué)習(xí),使用廣泛,主要適用于Web開發(fā)領(lǐng)域。PHP 獨(dú)特的語法混合了C、Java、Perl以及PHP自創(chuàng)的語法。它可以比CGI或者Perl更快速地執(zhí)行動態(tài)網(wǎng)頁。用PHP做出的動態(tài)頁面與其他的編程語言相比,PHP是將程序嵌入到HTML(標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個應(yīng)用)文檔中去執(zhí)行,執(zhí)行效率比完全生成HTML標(biāo)記的CGI要高許多;PHP還可以執(zhí)行編譯后代碼,編譯可以達(dá)到加密和優(yōu)化代碼運(yùn)行,使代碼運(yùn)行更快。