1.golang源码系列---手把手带你看heap实现
2.Golang sync.Cond 条件变量源码分析
3.Golang源码分析Golang如何实现自举(一)
4.Golang Context 源码解读
5.Golang sort源码阅读
6.golang的项目项目对象池sync.pool源码解读
golang源码系列---手把手带你看heap实现
heap包定义实现堆所需结构与操作方法,包含Interface接口,源码阅读允许实现堆功能。开源Push和Pop方法分别用于添加元素与移除堆顶元素。项目项目
构建堆时需实现sort.Interface接口。源码阅读Heap包内部仅包含两个非导出函数,开源大型程序源码多大作为堆导出方法的项目项目基础。
down函数将堆顶元素下沉,源码阅读保持堆结构。开源up函数则将当前节点上浮,项目项目确保堆的源码阅读性质。
Init函数初始化堆结构。开源Push与Pop方法用于添加与移除元素,项目项目底层依赖up和down函数。源码阅读
Remove方法移除指定位置元素,开源类似Pop,通过上浮下沉操作恢复堆结构。
Fix函数在节点值变化后,用于修复堆结构。
使用案例:以学生信息为例,根据年龄排序,并按升序输出。
总结:heap包提供实现堆所需的接口与方法,通过非导出函数与导出方法的配合,完成堆的操作与构建。实例化堆后,可根据具体需求使用Push、Pop、Remove与Fix方法,实现元素的添加、删除与结构修复。
Golang sync.Cond 条件变量源码分析
sync.Cond 是 Golang 标准库 sync 包中一个关键的条件变量类型,用于在多个goroutine间协调等待特定条件。它常用于生产者-消费者模型等场景,确保在某些条件满足后才能继续执行。本文基于 go-1. 源码,深入解析 sync.Cond 的核心机制与用法。
sync.Cond 的基本用法包括创建条件变量、等待唤醒与发送信号。使用时,javs源码下载通常涉及到一个互斥锁(Locker)以确保并发安全性。首先,通过`sync.NewCond(l Locker)`创建条件变量。其次,`cond.Wait()`使当前执行的goroutine等待直到被唤醒,期间会释放锁并暂停执行。`cond.Signal()`和`Broadcast()`用于唤醒等待的goroutine,前者唤醒一个,后者唤醒所有。
在底层实现中,sync.Cond 采用了一种称为 notifyList 的数据结构来管理等待和唤醒过程。notifyList 由一组元素构成,其中`wait`和`notify`表示当前最大ticket值和已唤醒的最大ticket值,而`head`和`tail`则分别代表等待的goroutine链表的头和尾。在`Wait`操作中,每次调用`runtime_notifyListAdd`生成唯一的ticket,并将当前goroutine添加到链表中。当调用`Signal`或`Broadcast`时,会查找并唤醒当前`notify`值对应的等待goroutine,并更新`notify`值。
信号唤醒过程确保了FIFO的顺序,即最早等待的goroutine会首先被唤醒。这种机制有效地防止了并发操作下列表的乱序,确保了正确的唤醒顺序,尽管在实际执行中,遍历整个列表的过程在大多数情况下效率较高。
在使用sync.Cond时,需注意避免潜在的死锁风险和错误的唤醒顺序。确保合理管理互斥锁的使用,以及在适当情况下使用`Signal`或`Broadcast`来唤醒等待的goroutine。正确理解和应用sync.Cond,能有效提升并发编程的效率与稳定性。
Golang源码分析Golang如何实现自举(一)
本文旨在探索Golang如何实现自举这一复杂且关键的技术。在深入研究之前,让我们先回顾Golang的历史。Golang的开发始于年,其编译器在早期阶段是由C语言编写。直到Go 1.5版本,Golang才实现了自己的aide精选源码编译器。研究自举的最佳起点是理解从Go 1.2到Go 1.3的版本,这些版本对自举有重要影响,后续还将探讨Go 1.4。
接下来,我们来了解一下Golang的编译过程。Golang的编译主要涉及几个阶段:词法解析、语法解析、优化器和生成机器码。这一过程始于用户输入的“go build”等命令,这些命令实际上触发了其他内部命令的执行。这些命令被封装在环境变量GOTOOLDIR中,具体位置因系统而异。尽管编译过程看似简单,但实际上包含了多个复杂步骤,包括词法解析、语法解析、优化器、生成机器码以及连接器和buildid过程。
此外,本文还将介绍Golang的目录结构及其功能,包括API、文档、C头文件、依赖库、源代码、杂项脚本和测试目录。编译后生成的文件将被放置在bin和pkg目录中,其中bin目录包含go、godoc和gofmt等文件,pkg目录则包含动态链接库和工具命令。
在编译Golang时,首先需要了解如何安装GCC环境。为了确保兼容性,推荐使用GCC 4.7.0或4.7.1版本。通过使用Docker镜像简化了GCC的安装过程,使得编译变得更为便捷。编译Golang的命令相对简单,通过执行./all即可完成编译过程。
最后,淘宝源码图片本文对编译文件all.bash和make.bash进行了深入解析。all.bash脚本主要针对nix系统执行,而make.bash脚本则包含了编译过程的关键步骤,包括设置SELinux、编译dist文件、编译go_bootstrap文件,直至最终生成Golang可执行文件。通过分析这些脚本,我们可以深入了解Golang的自举过程,即如何通过go_bootstrap文件来编译生成最终的Golang。
总结而言,Golang的自举过程是一个复杂且多步骤的技术,包含了从早期C语言编译器到自动生成编译器的转变。通过系列文章的深入探讨,我们可以更全面地理解Golang自举的实现细节及其背后的逻辑。本文仅是这一过程的起点,后续将详细解析自举的关键组件和流程。
Golang Context 源码解读
本文对Golang中的Context作用进行综合解析,同时深入探讨其源码实现。
为何需要Context?在Go服务中,每个请求在独立的goroutine中执行,处理过程中可能需要访问特定参数,如用户身份、token或请求超时等。Context引入,用于传递请求上下文内的值、取消信号和超时限制。
Context提供了一个只读channel(Done),关闭后执行方法立即停止。Err方法返回channel被取消的原因。
Context实现了并发安全的interface,支持在多个goroutine间传递并可取消。Deadline方法允许根据剩余时间决定逻辑执行与否。
Context派生:使用背景(Background)作为根节点,空上下文,无法取消,适用于定时任务或初始化方法。WithCancle/WithTimeout用于创建比父context更快取消的派生context。
可取消context核心在于能由现有context派生、javaee设计源码传播取消消息至所有子context、包含取消方法。在源码实现中,验证父context非空,propagateCancel确保取消信息传递。
取消流程图示展示了从父context派生出的context如何接收取消信号并取消。在流程中,当父context取消,子context依次接收并取消。timerCtx则在此基础上添加了自动取消的定时功能。
valueCtx用于在请求范围内传递数据,减少参数传递量,增强灵活性。定义包含一个键值对,遵循派生context不可空原则,确保key比较并使用自定义类型避免冲突。
Golang sort源码阅读
深入解析Go语言的sort源码,你会发现它并非简单的快排应用。首先,要排序的对象需要遵循特定的接口:
接下来,以sort.Ints为例,尽管它的名称暗示了快速排序,但实际上是个多算法融合的策略。在源码中,你会看到:
Go的sort函数巧妙地根据输入数据的特性,动态地切换到不同的排序算法。例如,在某些情况下,它会选择快速排序,而在其他情况下,又可能采用其他高效的排序方法。
这种灵活性并非Go所独有,Python和Java的排序方法,如TimSort,同样采用了混合排序的策略。这种设计让这些语言的sort函数能够在性能和效率上达到良好的平衡。
总的来说,Go的sort函数展现了一种智能的排序策略,通过结合多种算法,优化了排序过程,是值得深入研究的实现细节。
golang的对象池sync.pool源码解读
Go语言对象池sync.pool源码深度解析
对象池在Go语言中被设计用于解决频繁创建和销毁对象导致的性能问题。sync.pool的核心理念是复用已创建对象,减轻垃圾收集(GC)压力。以下是关键点的理解和代码分析:对象池的动机
新对象的创建会消耗内存,并可能对GC造成负担。sync.pool就是为了解决这个问题,通过预先创建和存储对象,减少创建成本,提高性能。池与缓存的相似性
无论是连接池、线程池还是对象池,它们都体现了池化和缓存的思想:复用资源,减少临时创建,提升响应速度。池化和缓存都是为了减少资源消耗,提升服务效率。go1.原理与用法
对象池使用简单,通过New函数创建,Get和Put操作实现对象的复用。go1.之前的版本可能频繁清空池,导致性能损失。1.改进了设计,引入了victim cache机制,通过双向链表优化获取和存储对象,减少锁竞争。源码解析
从pool的结构体可以看到,victim和victimSize用于管理受害缓存,popTail函数通过无锁操作处理链表,保证了高性能。put操作时,根据对象状态决定放入private或shared区域。总结
对象池通过复用对象、提前准备和性能优化的存储提高性能。理解对象池的关键在于:复用、存储策略和并发控制。在Go 1.中,通过victim cache和链表操作,进一步提升了性能和并发处理能力。深入理解
理解对象池的细节包括如何禁用抢占P以防止GC影响,以及如何通过noCopy防止对象拷贝导致的潜在问题。同时,伪共享的处理也是优化对象池性能的关键点。 持续学习和实践是技术成长的基石,让我们保持对技术的热情,不断探索和优化。golang chan 最详细原理剖析,全面源码分析!看完不可能不懂的!
大纲
概述
chan 是 golang 的核心结构,是与其他高级语言区别的显著特色之一,也是 goroutine 通信的关键要素。尽管广泛使用,但对其深入理解的人却不多。本文将从源码编译器的视角,全面剖析 channel 的用法。
channel 的本质
从实现角度来看,golang 的 channel 实质上是环形队列(ringbuffer)的实现。我们将 chan 称为管理结构,channel 中可以放置任何类型的对象,称为元素。
channel 的使用方法
我们从 channel 的使用方式入手,详细介绍 channel 的使用方法。
channel 的创建
创建 channel 时,用户通常有两种选择:创建带有缓冲区和不带缓冲区的 channel。这对应于 runtime/chan.go 文件中的 makechan 函数。
channel 入队
用户使用姿势:对应函数实现为 chansend,位于 runtime/chan.go 文件。
channel 出队
用户使用姿势:对应函数分别是 chanrecv1 和 chanrecv2,位于 runtime/chan.go 文件。
结合 select 语句
用户使用姿势:对应函数实现为 selectnbsend,位于 runtime/chan.go 文件中。
结合 for-range 语句
用户使用姿势:对应使用函数 chanrecv2,位于 runtime/chan.go 文件中。
源码解析
以上,我们通过宏观的用户使用姿势,了解了不同使用姿势对应的不同实现函数,接下来将详细分析这些函数的实现。
makechan 函数
负责 channel 的创建。在 go 程序中,当我们写类似 v := make(chan int) 的初始化语句时,就会调用不同类型对应的初始化函数,其中 channel 的初始化函数就是 makechen。
runtime.makechan
定义原型:
通过这个,我们可以了解到,声明创建一个 channel 实际上是得到了一个 hchan 的指针,因此 channel 的核心结构就是基于 hchan 实现的。
其中,t 参数指定元素类型,size 指定 channel 缓冲区槽位数量。如果是带缓冲区的 channel,那么 size 就是槽位数;如果没有指定,那么就是 0。
makechan 函数执行了以下两件事:
1. 参数校验:主要是越界或 limit 的校验。
2. 初始化 hchan:分为三种情况:
所以,我们看到除了 hchan 结构体本身的内存分配,该结构体初始化的关键在于四个字段:
hchan 结构
makechan 函数负责创建了 chan 的核心结构-hchan,接下来我们将详细分析 hchan 结构体本身。
在 makechan 中,初始化时实际上只初始化了四个核心字段:
我们使用 channel 时知道,channel 常常会因为两种情况而阻塞:1)投递时没有空间;2)取出时还没有元素。
从以上描述来看,就涉及到 goroutine 阻塞和 goroutine 唤醒,这个功能与 recvq,sendq 这两个字段有关。
waitq 类型实际上是一个双向列表的实现,与 linux 中的 LIST 实现非常相似。
chansend 函数
chansend 函数是在编译器解析到 c <- x 这样的代码时插入的,本质上就是把一个用户元素投递到 hchan 的 ringbuffer 中。chansend 调用时,一般用户会遇到两种情况:
接下来,我们看看 chansend 究竟做了什么。
当我们在 golang 中执行 c <- x 这样的代码,意图将一个元素投递到 channel 时,实际上调用的是 chansend 函数。这个函数分几个场景来处理,总结来说:
关于返回值:chansend 返回值标明元素是否成功入队,成功则返回 true,否则 false。
select 的提前揭秘:
golang 源代码经过编译会变成类似如下:
而 selectnbasend 只是一个代理:
小结:没错,chansend 功能就是这么简单,本质上就是一句话:将元素投递到 channel 中。
chanrecv 函数
对应的 golang 语句是 <- c。该函数实现了 channel 的元素出队功能。举个例子,编译对应一般如下:
golang 语句:
对应:
golang 语句(这次的区别在于是否有返回值):
对应:
编译器在遇到 <- c 和 v, ok := <- c 的语句时,会换成对应的 chanrecv1,chanrecv2 函数,这两个函数本质上都是一个简单的封装,元素出队的实现函数是 chanrecv,我们详细分析这个函数。
chanrecv 函数的返回值有两个值,selected,received,其中 selected 一般作为 select 结合的函数返回值,指明是否要进入 select-case 的代码分支,received 表明是否从队列中成功获取到元素,有几种情况:
selectnbsend 函数
该函数是 c <- v 结合到 select 时的函数,我们使用 select 的 case 里面如果是一个 chan 的表达式,那么编译器会转换成对应的 selectnbsend 函数,如下:
对应编译函数逻辑如下:
selectnbsend 本质上也就是个 chansend 的封装:
chansend 的内部逻辑上面已经详细说明过,唯一不同的就是 block 参数被赋值为 false,也就是说,在 ringbuffer 没有空间的情况下也不会阻塞,直接返回。划重点:chan 在这里不会切走执行权限。
selectnbrecv 函数
该函数是 v := <- c 结合到 select 时的函数,我们使用 select 的 case 里面如果是一个 chan 的表达式,那么编译器会转换成对应的 selectnbsrecv 函数,如下:
对应编译函数逻辑如下:
selectnbrecv 本质上也就是个 chanrecv 的封装:
chanrecv 的内部逻辑上面已经详细说明过,在 ringbuffer 没有元素的情况下也不会阻塞,直接返回。这里不会因此而切走调度权限。
selectnbrecv2 函数
该函数是 v, ok = <- c 结合到 select 时的函数,我们使用 select 的 case 里面如果是一个 chan 的表达式,那么编译器会转换成对应的 selectnbrecv2 函数,如下:
对应编译函数逻辑如下:
selectnbrecv2 本质上是个 chanrecv 的封装,只不过返回值不一样而已:
chanrecv 的内部逻辑上面已经详细说明过,在 ringbuffer 没有元素的情况下也不会阻塞,直接返回。这里不会因此而切走调度权限。selectnbrecv2 与 selectnbrecv 函数的不同之处在于还有一个 ok 参数指明是否获取到了元素。
chanrecv2 函数
chan 可以与 for-range 结合使用,编译器会识别这种语法。如下:
这个本质上是个 for 循环,我们知道 for 循环关键是拆分成三个部分:初始化、条件判断、条件递进。
那么在我们 for-range 和 chan 结合起来之后,这三个关键因素又是怎么理解的呢?简述如下:
init 初始化:无
condition 条件判断:
increment 条件递进:无
当编译器遇到上面 chan 结合 for-range 写法时,会转换成 chanrecv2 的函数调用。目的是从 channel 中出队元素,返回值为 received。首先看下 chanrecv2 的实现:
chan 结合 for-range 编译之后的伪代码如下:
划重点:从这个实现中,我们可以获取一个非常重要的信息,for-range 和 chan 的结束条件只有这个 chan 被 close 了,否则一直会处于这个死循环内部。为什么?注意看 chanrecv 接收的参数是 block=true,并且这个 for-range 是一个死循环,除非 chanrecv2 返回值为 false,才有可能跳出循环,而 chanrecv2 在 block=true 场景下返回值为 false 的唯一原因只有:这个 chan 是 close 状态。
总结
golang 的 chan 使用非常简单,这些简单的语法糖背后其实都是对应了相应的函数实现,这个翻译由编译器来完成。深入理解这些函数的实现,对于彻底理解 chan 的使用和限制条件是必不可少的。深入理解原理,知其然知其所以然,你才能随心所欲地使用 golang。