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2024-11-06 15:43:17 来源:源码有什么好网站 分类:焦点

1.golang的源码对象池sync.pool源码解读
2.Golang sync.Cond 条件变量源码分析
3.Golang源码剖析panic与recover,看不懂你打我好了
4.Golang源码分析Golang如何实现自举(一)
5.golang源码系列---手把手带你看heap实现
6.golang chan 最详细原理剖析,源码全面源码分析!源码看完不可能不懂的源码!

golang 源码

golang的源码对象池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的源码安卓源码中设置的源码目录核心理念是复用已创建对象,减轻垃圾收集(GC)压力。源码以下是源码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。源码sync.pool就是源码为了解决这个问题,通过预先创建和存储对象,源码减少创建成本,源码提高性能。源码

       池与缓存的源码相似性

       无论是连接池、线程池还是源码对象池,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 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,通常涉及到一个互斥锁(Locker)以确保并发安全性。asp源码教程首先,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源码剖析panic与recover,看不懂你打我好了

       哈喽,大家好,我是asong,今天与大家来聊一聊go语言中的"throw、try.....catch{ }"。如果你之前是一名java程序员,我相信你一定吐槽过go语言错误处理方式,但是这篇文章不是来讨论好坏的,我们本文的重点是带着大家看一看panic与recover是如何实现的。上一文我们讲解了defer是如何实现的,但是没有讲解与defer紧密相连的recover,想搞懂panic与recover的实现也没那么简单,就放到这一篇来讲解了。废话不多说,直接开整。

       Go 语言中panic 关键字主要用于主动抛出异常,类似 java 等语言中的 throw 关键字。panic 能够改变程序的控制流,调用 panic 后会立刻停止执行当前函数的剩余代码,并在当前 Goroutine 中递归执行调用方的 defer;

       Go 语言中recover 关键字主要用于捕获异常,让程序回到正常状态,类似 java 等语言中的 try ... catch 。recover 可以中止 panic 造成的程序崩溃。它是一个只能在 defer 中发挥作用的函数,在其他作用域中调用不会发挥作用;

       recover只能在defer中使用这个在标准库的注释中已经写明白了,我们可以看一下:

       这里有一个要注意的春哥 源码点就是recover必须要要在defer函数中使用,否则无法阻止panic。最好的验证方法是先写两个例子:

       运行我们会发现example2()方法的panic是没有被recover住的,导致整个程序直接crash了。这里大家肯定会有疑问,为什么直接写recover()就不能阻止panic了呢。我们在 详解defer实现机制(附上三道面试题,我不信你们都能做对)讲解了defer实现原理,一个重要的知识点**defer将语句放入到栈中时,也会将相关的值拷贝同时入栈。**所以defer recover()这种写法在放入defer栈中时就已经被执行过了,panic是发生在之后,所以根本无法阻止住panic。

       通过运行结果可以看出panic不会影响defer函数的使用,所以他是安全的。

       这里我开了两个协程,一个协程会发生panic,导致程序崩溃,但是只会执行自己所在Goroutine的延迟函数,所以正好验证了多个 Goroutine 之间没有太多的关联,一个 Goroutine 在 panic 时也不应该执行其他 Goroutine 的延迟函数。

       其实我们在实际项目开发中,经常会遇到panic问题, Go 的 runtime 代码中很多地方都调用了 panic 函数,对于不了解 Go 底层实现的新人来说,这无疑是挖了一堆深坑。我们在实际生产环境中总会出现panic,但是我们的程序仍能正常运行,这是因为我们的框架已经做了recover,他已经为我们兜住底,比如gin,我们看一看他是怎么做的。

       我们先来写个简单的代码,看看他的汇编调用:执行go tool compile -N -l -S main.go就可以看到对应的汇编码了,我们截取部分片段分析:

       上面重点部分就是画红线的三处,第一步调用runtime.deferprocStack创建defer对象,这一步大家可能会有疑惑,我上一文忘记讲个这个了,这里先简单概括一下,defer总共有三种模型,编译一个函数里只会有一种defer模式。在讲defer实现机制时,我们一起看过defer的结构,其中有一个字段就是_panic,是触发defer的作用,我们来看看的panic的结构:

       简单介绍一下上面的字段:

       上面的pc、sp、goexit我们单独讲一下,runtime包中有一个Goexit方法,Goext能够终止调用它的goroutine,其他的goroutine是不受影响的,goexit也会在终止goroutine之前运行所有延迟调用函数,Goexit不是一个panic,所以这些延迟函数中的任何recover调用都将返回nil。如果我们在主函数中调用了Goexit会终止该goroutine但不会返回func main。由于func main没有返回,因此程序将继续执行其他gorountine,直到所有其他goroutine退出,程序才会crash。qq号码源码

       下面就开始我们的重点吧~。

       在讲defer实现机制时,我们一起看过defer的结构,其中有一个字段就是_panic,是触发defer的作用,我们来看看的panic的结构:简单介绍一下上面的字段:上面的pc、sp、goexit我们单独讲一下,runtime包中有一个Goexit方法,Goext能够终止调用它的goroutine,其他的goroutine是不受影响的,goexit也会在终止goroutine之前运行所有延迟调用函数,Goexit不是一个panic,所以这些延迟函数中的任何recover调用都将返回nil。如果我们在主函数中调用了Goexit会终止该goroutine但不会返回func main。由于func main没有返回,因此程序将继续执行其他gorountine,直到所有其他goroutine退出,程序才会crash。写个简单的例子:运行上面的例子你就会发现,即使在主goroutine中调用了runtime.Goexit,其他goroutine是没有任何影响的。所以结构中的pc、sp、goexit三个字段都是为了修复runtime.Goexit,这三个字段就是为了保证该函数的一定会生效,因为如果在defer中发生panic,那么goexit函数就会被取消,所以才有了这三个字段做保护。看这个例子:

       英语好的可以看一看这个: github.com/golang/go/is...,这就是上面的一个例子,这里就不过多解释了,了解就好。

       接下来我们再来看一看gopanic方法。

       gopanic的代码有点长,我们一点一点来分析:

       根据不同的类型判断当前发生panic错误,这里没什么多说的,接着往下看。

       上面的代码都是截段,这些部分都是为了判断当前defer是否可以使用开发编码模式,具体怎么操作的就不展开了。

       在第三部分进行defer内联优化选择时会执行调用延迟函数(reflectcall就是这个作用),也就是会调用runtime.gorecover把recoverd = true,具体这个函数的操作留在下面讲,因为runtime.gorecover函数并不包含恢复程序的逻辑,程序的恢复是在gopanic中执行的。先看一下代码:

       这段代码有点长,主要就是分为两部分:

       第一部分主要是这个判断if gp._panic != nil && gp._panic.goexit && gp._panic.aborted { ... },正常recover是会绕过Goexit的,所以为了解决这个,添加了这个判断,这样就可以保证Goexit也会被recover住,这里是通过从runtime._panic中取出了程序计数器pc和栈指针sp并且调用runtime.recovery函数触发goroutine的调度,调度之前会准备好 sp、pc 以及函数的返回值。

       第二部分主要是做panic的recover,这也与上面的流程基本差不多,他是sdk 源码下载从runtime._defer中取出了程序计数器pc和栈指针sp并调用recovery函数触发Goroutine,跳转到recovery函数是通过runtime.call进行的,我们看一下其源码(src/runtime/asm_amd.s 行):

       因为go语言中的runtime环境是有自己的堆栈和goroutine,recovery函数也是在runtime环境执行的,所以要调度到m->g0来执行recovery函数,我们在看一下recovery函数:

       在recovery 函数中,利用 g 中的两个状态码回溯栈指针 sp 并恢复程序计数器 pc 到调度器中,并调用 gogo 重新调度 g , goroutine 继续执行,recovery在调度过程中会将函数的返回值设置为1。这个有什么作用呢? 在deferproc函数中找到了答案:

       当延迟函数中recover了一个panic时,就会返回1,当 runtime.deferproc 函数的返回值是 1 时,编译器生成的代码会直接跳转到调用方函数返回之前并执行 runtime.deferreturn,跳转到runtime.deferturn函数之后,程序就已经从panic恢复了正常的逻辑。

       在这里runtime.fatalpanic实现了无法被恢复的程序崩溃,它在中止程序之前会通过 runtime.printpanics 打印出全部的 panic 消息以及调用时传入的参数。

       这就是这个逻辑流程,累死我了。。。。

       结尾给大家发一个小福利,哈哈,这个福利就是如果避免出现panic,要注意这些:这几个是比较典型的,还有很多会发生panic的地方,交给你们自行学习吧~。

       好啦,这篇文章就到这里啦,素质三连(分享、点赞、在看)都是笔者持续创作更多优质内容的动力!

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,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,允许实现堆功能。Push和Pop方法分别用于添加元素与移除堆顶元素。

       构建堆时需实现sort.Interface接口。Heap包内部仅包含两个非导出函数,作为堆导出方法的基础。

       down函数将堆顶元素下沉,保持堆结构。up函数则将当前节点上浮,确保堆的性质。

       Init函数初始化堆结构。Push与Pop方法用于添加与移除元素,底层依赖up和down函数。

       Remove方法移除指定位置元素,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 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。

golang map 源码解读(8问)

       map底层数据结构为hmap,包含以下几个关键部分:

       1. buckets - 指向桶数组的指针,存储键值对。

       2. count - 记录key的数量。

       3. B - 桶的数量的对数值,用于计算增量扩容。

       4. noverflow - 溢出桶的数量,用于等量扩容。

       5. hash0 - hash随机值,增加hash值的随机性,减少碰撞。

       6. oldbuckets - 扩容过程中的旧桶指针,判断桶是否在扩容中。

       7. nevacuate - 扩容进度值,小于此值的已经完成扩容。

       8. flags - 标记位,用于迭代或写操作时检测并发场景。

       每个桶数据结构bmap包含8个key和8个value,以及8个tophash值,用于第一次比对。

       overflow指向下一个桶,桶与桶形成链表存储key-value。

       结构示意图在此。

       map的初始化分为3种,具体调用的函数根据map的初始长度确定:

       1. makemap_small - 当长度不大于8时,只创建hmap,不初始化buckets。

       2. makemap - 当长度参数为int时,底层调用makemap。

       3. makemap - 初始化hash0,计算对数B,并初始化buckets。

       map查询底层调用mapaccess1或mapaccess2,前者无key是否存在的bool值,后者有。

       查询过程:计算key的hash值,与低B位取&确定桶位置,获取tophash值,比对tophash,相同则比对key,获得value,否则继续寻找,直至返回0值。

       map新增调用mapassign,步骤包括计算hash值,确定桶位置,比对tophash和key值,插入元素。

       map的扩容有两种情况:当count/B大于6.5时进行增量扩容,容量翻倍,渐进式完成,每次最多2个bucket;当count/B小于6.5且noverflow大于时进行等量扩容,容量不变,但分配新bucket数组。

       map删除元素通过mapdelete实现,查找key,计算hash,找到桶,遍历元素比对tophash和key,找到后置key,value为nil,修改tophash为1。

       map遍历是无序的,依赖mapiterinit和mapiternext,选择一个bucket和offset进行随机遍历。

       在迭代过程中,可以通过修改元素的key,value为nil,设置tophash为1来删除元素,不会影响遍历的顺序。

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