go语言任务编排,go语言快速排序
go语言可以做什么
1、服务器编程:以前你如果使用C或者C++做的那些事情,用Go来做很合适,例如处理日志、数据打包、虚拟机处理、文件系统等。
创新互联网站建设公司是一家服务多年做网站建设策划设计制作的公司,为广大用户提供了网站制作、网站建设,成都网站设计,一元广告,成都做网站选创新互联,贴合企业需求,高性价比,满足客户不同层次的需求一站式服务欢迎致电。
2、分布式系统、数据库代理器、中间件:例如Etcd。
3、网络编程:这一块目前应用最广,包括Web应用、API应用、下载应用,而且Go内置的net/http包基本上把我们平常用到的网络功能都实现了。
4、开发云平台:目前国外很多云平台在采用Go开发,我们所熟知的七牛云、华为云等等都有使用Go进行开发并且开源的成型的产品。
5、区块链:目前有一种说法,技术从业人员把Go语言称作为区块链行业的开发语言。如果大家学习区块链技术的话,就会发现现在有很多很多的区块链的系统和应用都是采用Go进行开发的,比如ehtereum是目前知名度最大的公链,再比如fabric是目前最知名的联盟链,两者都有go语言的版本,且go-ehtereum还是以太坊官方推荐的版本。
自1.0版发布以来,go语言引起了众多开发者的关注,并得到了广泛的应用。go语言简单、高效、并发的特点吸引了许多传统的语言开发人员,其数量也在不断增加。
使用 Go 语言开发的开源项目非常多。早期的 Go 语言开源项目只是通过 Go 语言与传统项目进行C语言库绑定实现,例如 Qt、Sqlite 等。
后期的很多项目都使用 Go 语言进行重新原生实现,这个过程相对于其他语言要简单一些,这也促成了大量使用 Go 语言原生开发项目的出现。
【golang详解】go语言GMP(GPM)原理和调度
Goroutine调度是一个很复杂的机制,下面尝试用简单的语言描述一下Goroutine调度机制,想要对其有更深入的了解可以去研读一下源码。
首先介绍一下GMP什么意思:
G ----------- goroutine: 即Go协程,每个go关键字都会创建一个协程。
M ---------- thread内核级线程,所有的G都要放在M上才能运行。
P ----------- processor处理器,调度G到M上,其维护了一个队列,存储了所有需要它来调度的G。
Goroutine 调度器P和 OS 调度器是通过 M 结合起来的,每个 M 都代表了 1 个内核线程,OS 调度器负责把内核线程分配到 CPU 的核上执行
模型图:
避免频繁的创建、销毁线程,而是对线程的复用。
1)work stealing机制
当本线程无可运行的G时,尝试从其他线程绑定的P偷取G,而不是销毁线程。
2)hand off机制
当本线程M0因为G0进行系统调用阻塞时,线程释放绑定的P,把P转移给其他空闲的线程执行。进而某个空闲的M1获取P,继续执行P队列中剩下的G。而M0由于陷入系统调用而进被阻塞,M1接替M0的工作,只要P不空闲,就可以保证充分利用CPU。M1的来源有可能是M的缓存池,也可能是新建的。当G0系统调用结束后,根据M0是否能获取到P,将会将G0做不同的处理:
如果有空闲的P,则获取一个P,继续执行G0。
如果没有空闲的P,则将G0放入全局队列,等待被其他的P调度。然后M0将进入缓存池睡眠。
如下图
GOMAXPROCS设置P的数量,最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行
在Go中一个goroutine最多占用CPU 10ms,防止其他goroutine被饿死。
具体可以去看另一篇文章
【Golang详解】go语言调度机制 抢占式调度
当创建一个新的G之后优先加入本地队列,如果本地队列满了,会将本地队列的G移动到全局队列里面,当M执行work stealing从其他P偷不到G时,它可以从全局G队列获取G。
协程经历过程
我们创建一个协程 go func()经历过程如下图:
说明:
这里有两个存储G的队列,一个是局部调度器P的本地队列、一个是全局G队列。新创建的G会先保存在P的本地队列中,如果P的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中;处理器本地队列是一个使用数组构成的环形链表,它最多可以存储 256 个待执行任务。
G只能运行在M中,一个M必须持有一个P,M与P是1:1的关系。M会从P的本地队列弹出一个可执行状态的G来执行,如果P的本地队列为空,就会想其他的MP组合偷取一个可执行的G来执行;
一个M调度G执行的过程是一个循环机制;会一直从本地队列或全局队列中获取G
上面说到P的个数默认等于CPU核数,每个M必须持有一个P才可以执行G,一般情况下M的个数会略大于P的个数,这多出来的M将会在G产生系统调用时发挥作用。类似线程池,Go也提供一个M的池子,需要时从池子中获取,用完放回池子,不够用时就再创建一个。
work-stealing调度算法:当M执行完了当前P的本地队列队列里的所有G后,P也不会就这么在那躺尸啥都不干,它会先尝试从全局队列队列寻找G来执行,如果全局队列为空,它会随机挑选另外一个P,从它的队列里中拿走一半的G到自己的队列中执行。
如果一切正常,调度器会以上述的那种方式顺畅地运行,但这个世界没这么美好,总有意外发生,以下分析goroutine在两种例外情况下的行为。
Go runtime会在下面的goroutine被阻塞的情况下运行另外一个goroutine:
用户态阻塞/唤醒
当goroutine因为channel操作或者network I/O而阻塞时(实际上golang已经用netpoller实现了goroutine网络I/O阻塞不会导致M被阻塞,仅阻塞G,这里仅仅是举个栗子),对应的G会被放置到某个wait队列(如channel的waitq),该G的状态由_Gruning变为_Gwaitting,而M会跳过该G尝试获取并执行下一个G,如果此时没有可运行的G供M运行,那么M将解绑P,并进入sleep状态;当阻塞的G被另一端的G2唤醒时(比如channel的可读/写通知),G被标记为,尝试加入G2所在P的runnext(runnext是线程下一个需要执行的 Goroutine。), 然后再是P的本地队列和全局队列。
系统调用阻塞
当M执行某一个G时候如果发生了阻塞操作,M会阻塞,如果当前有一些G在执行,调度器会把这个线程M从P中摘除,然后再创建一个新的操作系统的线程(如果有空闲的线程可用就复用空闲线程)来服务于这个P。当M系统调用结束时候,这个G会尝试获取一个空闲的P执行,并放入到这个P的本地队列。如果获取不到P,那么这个线程M变成休眠状态, 加入到空闲线程中,然后这个G会被放入全局队列中。
队列轮转
可见每个P维护着一个包含G的队列,不考虑G进入系统调用或IO操作的情况下,P周期性的将G调度到M中执行,执行一小段时间,将上下文保存下来,然后将G放到队列尾部,然后从队列中重新取出一个G进行调度。
除了每个P维护的G队列以外,还有一个全局的队列,每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行,全局队列中G的来源,主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列,也是为了防止全局队列中的G被饿死。
除了每个P维护的G队列以外,还有一个全局的队列,每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行,全局队列中G的来源,主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列,也是为了防止全局队列中的G被饿死。
M0
M0是启动程序后的编号为0的主线程,这个M对应的实例会在全局变量rutime.m0中,不需要在heap上分配,M0负责执行初始化操作和启动第一个G,在之后M0就和其他的M一样了
G0
G0是每次启动一个M都会第一个创建的goroutine,G0仅用于负责调度G,G0不指向任何可执行的函数,每个M都会有一个自己的G0,在调度或系统调用时会使用G0的栈空间,全局变量的G0是M0的G0
一个G由于调度被中断,此后如何恢复?
中断的时候将寄存器里的栈信息,保存到自己的G对象里面。当再次轮到自己执行时,将自己保存的栈信息复制到寄存器里面,这样就接着上次之后运行了。
我这里只是根据自己的理解进行了简单的介绍,想要详细了解有关GMP的底层原理可以去看Go调度器 G-P-M 模型的设计者的文档或直接看源码
参考: ()
()
Go语言设计与实现(上)
基本设计思路:
类型转换、类型断言、动态派发。iface,eface。
反射对象具有的方法:
编译优化:
内部实现:
实现 Context 接口有以下几个类型(空实现就忽略了):
互斥锁的控制逻辑:
设计思路:
(以上为写被读阻塞,下面是读被写阻塞)
总结,读写锁的设计还是非常巧妙的:
设计思路:
WaitGroup 有三个暴露的函数:
部件:
设计思路:
结构:
Once 只暴露了一个方法:
实现:
三个关键点:
细节:
让多协程任务的开始执行时间可控(按顺序或归一)。(Context 是控制结束时间)
设计思路: 通过一个锁和内置的 notifyList 队列实现,Wait() 会生成票据,并将等待协程信息加入链表中,等待控制协程中发送信号通知一个(Signal())或所有(Boardcast())等待者(内部实现是通过票据通知的)来控制协程解除阻塞。
暴露四个函数:
实现细节:
部件:
包: golang.org/x/sync/errgroup
作用:开启 func() error 函数签名的协程,在同 Group 下协程并发执行过程并收集首次 err 错误。通过 Context 的传入,还可以控制在首次 err 出现时就终止组内各协程。
设计思路:
结构:
暴露的方法:
实现细节:
注意问题:
包: "golang.org/x/sync/semaphore"
作用:排队借资源(如钱,有借有还)的一种场景。此包相当于对底层信号量的一种暴露。
设计思路:有一定数量的资源 Weight,每一个 waiter 携带一个 channel 和要借的数量 n。通过队列排队执行借贷。
结构:
暴露方法:
细节:
部件:
细节:
包: "golang.org/x/sync/singleflight"
作用:防击穿。瞬时的相同请求只调用一次,response 被所有相同请求共享。
设计思路:按请求的 key 分组(一个 *call 是一个组,用 map 映射存储组),每个组只进行一次访问,组内每个协程会获得对应结果的一个拷贝。
结构:
逻辑:
细节:
部件:
如有错误,请批评指正。
Go语言和其他语言的不同之基本语法
Go语言作为出现比较晚的一门编程语言,在其原生支持高并发、云原生等领域的优秀表现,像目前比较流行的容器编排技术Kubernetes、容器技术Docker都是用Go语言写的,像Java等其他面向对象的语言,虽然也能做云原生相关的开发,但是支持的程度远没有Go语言高,凭借其语言特性和简单的编程方式,弥补了其他编程语言一定程度上的不足,一度成为一个热门的编程语言。
最近在学习Go语言,我之前使用过C#、Java等面向对象编程的语言,发现其中有很多的编程方式和其他语言有区别的地方,好记性不如烂笔头,总结一下,和其他语言做个对比。这里只总结差异的地方,具体的语法不做详细的介绍。
种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在。
3)变量初始化时候可以和其他语言一样直接在变量后面加等号,等号后面为要初始化的值,也可以使用变量名:=变量值的简单方式
3)变量赋值 Go语言的变量赋值和多数语言一致,但是Go语言提供了多重赋值的功能,比如下面这个交换i、j变量的语句:
在不支持多重赋值的语言中,交换两个变量的值需要引入一个中间变量:
4)匿名变量
在使用其他语言时,有时候要获取一个值,却因为该函数返回多个值而不得不定义很多没有的变量,Go语言可以借助多重返回值和匿名变量来避免这种写法,使代码看起来更优雅。
假如GetName()函数返回3个值,分别是firstName,lastName和nickName
若指向获得nickName,则函数调用可以这样写
这种写法可以让代码更清晰,从而大幅降低沟通的复杂度和维护的难度。
1)基本常量
常量使用关键字const 定义,可以限定常量类型,但不是必须的,如果没有定义常量的类型,是无类型常量
2)预定义常量
Go语言预定义了这些常量 true、false和iota
iota比较特殊,可以被任务是一个可被编译器修改的常量,在每个const关键字出现时被重置为0,然后在下一个const出现之前每出现一个iota,其所代表的数字会自动加1.
3)枚举
1)int 和int32在Go语言中被认为是两种不同类型的类型
2)Go语言定义了两个浮点型float32和float64,其中前者等价于C语言的float类型,后者等价于C语言的double类型
3)go语言支持复数类型
复数实际上是由两个实数(在计算机中使用浮点数表示)构成,一个表示实部(real)、一个表示虚部(imag)。也就是数学上的那个复数
复数的表示
实部与虚部
对于一个复数z=complex(x,y),就可以通过Go语言内置函数real(z)获得该复数的实部,也就是x,通过imag(z)获得该复数的虚部,也就是y
4)数组(值类型,长度在定义后无法再次修改,每次传递都将产生一个副本。)
5)数组切片(slice)
数组切片(slice)弥补了数组的不足,其数据结构可以抽象为以下三个变量:
6)Map 在go语言中Map不需要引入任何库,使用很方便
Go循环语句只支持for关键字,不支持while和do-while
goto语句的语义非常简单,就是跳转到本函数内的某个标签
今天就介绍到这里,以后我会在总结Go语言在其他方面比如并发编程、面向对象、网络编程等方面的不同及使用方法。希望对大家有所帮助。
分享名称:go语言任务编排,go语言快速排序
网页URL:http://scyanting.com/article/dsesspg.html