go语言高并发原理,java go 并发性能
为什么要学习go语言
go语言是Google开发的新语言,它的创造者之一是c语言的创造者,go语言编译速度快,运行效率高,并且语言本身内置多线程机制,特别适合多线程高并发的场景,YouTube网站的后端全部有go语言实现,go语言也是Google内部高并发项目的开发语言首选,学习go语言在高并发项目中非常有用,如果你致力于这方面的工作可以学习go语言
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golang sync.pool对象复用 并发原理 缓存池
在go http每一次go serve(l)都会构建Request数据结构。在大量数据请求或高并发的场景中,频繁创建销毁对象,会导致GC压力。解决办法之一就是使用对象复用技术。在http协议层之下,使用对象复用技术创建Request数据结构。在http协议层之上,可以使用对象复用技术创建(w,*r,ctx)数据结构。这样即可以回快TCP层读包之后的解析速度,也可也加快请求处理的速度。
先上一个测试:
结论是这样的:
貌似使用池化,性能弱爆了???这似乎与net/http使用sync.pool池化Request来优化性能的选择相违背。这同时也说明了一个问题,好的东西,如果滥用反而造成了性能成倍的下降。在看过pool原理之后,结合实例,将给出正确的使用方法,并给出预期的效果。
sync.Pool是一个 协程安全 的 临时对象池 。数据结构如下:
local 成员的真实类型是一个 poolLocal 数组,localSize 是数组长度。这涉及到Pool实现,pool为每个P分配了一个对象,P数量设置为runtime.GOMAXPROCS(0)。在并发读写时,goroutine绑定的P有对象,先用自己的,没有去偷其它P的。go语言将数据分散在了各个真正运行的P中,降低了锁竞争,提高了并发能力。
不要习惯性地误认为New是一个关键字,这里的New是Pool的一个字段,也是一个闭包名称。其API:
如果不指定New字段,对象池为空时会返回nil,而不是一个新构建的对象。Get()到的对象是随机的。
原生sync.Pool的问题是,Pool中的对象会被GC清理掉,这使得sync.Pool只适合做简单地对象池,不适合作连接池。
pool创建时不能指定大小,没有数量限制。pool中对象会被GC清掉,只存在于两次GC之间。实现是pool的init方法注册了一个poolCleanup()函数,这个方法在GC之前执行,清空pool中的所有缓存对象。
为使多协程使用同一个POOL。最基本的想法就是每个协程,加锁去操作共享的POOL,这显然是低效的。而进一步改进,类似于ConcurrentHashMap(JDK7)的分Segment,提高其并发性可以一定程度性缓解。
注意到pool中的对象是无差异性的,加锁或者分段加锁都不是较好的做法。go的做法是为每一个绑定协程的P都分配一个子池。每个子池又分为私有池和共享列表。共享列表是分别存放在各个P之上的共享区域,而不是各个P共享的一块内存。协程拿自己P里的子池对象不需要加锁,拿共享列表中的就需要加锁了。
Get对象过程:
Put过程:
如何解决Get最坏情况遍历所有P才获取得对象呢:
方法1止前sync.pool并没有这样的设置。方法2由于goroutine被分配到哪个P由调度器调度不可控,无法确保其平衡。
由于不可控的GC导致生命周期过短,且池大小不可控,因而不适合作连接池。仅适用于增加对象重用机率,减少GC负担。2
执行结果:
单线程情况下,遍历其它无元素的P,长时间加锁性能低下。启用协程改善。
结果:
测试场景在goroutines远大于GOMAXPROCS情况下,与非池化性能差异巨大。
测试结果
可以看到同样使用*sync.pool,较大池大小的命中率较高,性能远高于空池。
结论:pool在一定的使用条件下提高并发性能,条件1是协程数远大于GOMAXPROCS,条件2是池中对象远大于GOMAXPROCS。归结成一个原因就是使对象在各个P中均匀分布。
池pool和缓存cache的区别。池的意思是,池内对象是可以互换的,不关心具体值,甚至不需要区分是新建的还是从池中拿出的。缓存指的是KV映射,缓存里的值互不相同,清除机制更为复杂。缓存清除算法如LRU、LIRS缓存算法。
池空间回收的几种方式。一些是GC前回收,一些是基于时钟或弱引用回收。最终确定在GC时回收Pool内对象,即不回避GC。用java的GC解释弱引用。GC的四种引用:强引用、弱引用、软引用、虚引用。虚引用即没有引用,弱引用GC但有空间则保留,软引用GC即清除。ThreadLocal的值为弱引用的例子。
regexp 包为了保证并发时使用同一个正则,而维护了一组状态机。
fmt包做字串拼接,从sync.pool拿[]byte对象。避免频繁构建再GC效率高很多。
【golang】高并发下TCP常见问题解决方案
首先,看一下TCP握手简单描绘过程:
其握手过程原理,就不必说了,有很多详细文章进行叙述,本文只关注研究重点。
在第三次握手过程中,如果服务器收到ACK,就会与客户端建立连接,此时内核会把连接从半连接队列移除,然后创建新的连接,并将其添加到全连接队列,等待进程调用。
如果服务器繁忙,来不及调用连接导致全连接队列溢出,服务器就会放弃当前握手连接,发送RST给客户端,即connection reset by peer。
在linux平台上,客户端在进行高并发TCP连接处理时,最高并发数量都要受系统对用户单一进程同时打开文件数量的限制(这是因为系统每个TCP都是SOCKET句柄,每个soker句柄都是一个文件),当打开连接超过限制,就会出现too many open files。
使用下指令查看最大句柄数量:
增加句柄解决方案
go语言到底有什么好处
1. 部署简单
Go
编译生成的是一个静态可执行文件,除了glibc外没有其他外部依赖。这让部署变得异常方便:目标机器上只需要一个基础的系统和必要的管理、监控工具,完全不需要操心应用所需的各种包、库的依赖关系,大大减轻了维护的负担。
2. 并发性好
Goroutine和channel使得编写高并发的服务端软件变得相当容易,很多情况下完全不需要考虑锁机制以及由此带来的各种问题。单个Go应用也能有效的利用多个CPU核,并行执行的性能好。
3. 良好的语言设计
从学术的角度讲Go语言其实非常平庸,不支持许多高级的语言特性;但从工程的角度讲,Go的设计是非常优秀的:规范足够简单灵活,有其他语言基础的程序员都能迅速上手。更重要的是
Go 自带完善的工具链,大大提高了团队协作的一致性。
4. 执行性能好
虽然不如 C 和 Java,但相比于其他编程语言,其执行性能还是很好的,适合编写一些瓶颈业务,内存占用也非常省。
Go语言能在中国这么火是因为什么?
go语言之所以能成为我国最火的语言,是因为编写服务端高并发程序的优势。我大中华区但凡pv,日活高点的网站,应用,谁没点这个需求。这个领域中最优的几个:golang,erlang,rust。日常生活中人类社交是当今社会上的必然性,人们也伴随着科技时代的发展,智能电子产品的使用中也必然少不了语言输入,文字的编辑,语言转换的便利都均可来源于go语音输入法。
国内大学本科教育,哪个学校不以c/c++为入门教学语言。都十几年了,谭浩强还在大卖。语法相近的语言总是学习和使用成本最低的。这一点非常重要。coursera上有一门程序设计语言理论课上,开篇就阐述了这一点的重要性。假设go的入门成本是一个月,erlang的入门成本是2个月,那么整个程序员群体在学习后者的付出成本就很可观了。
google由于众所周知的原因,在国内程序员中不一般的地位。golang有个好背景。
go语言之前一直都没有接受待见,如今广大的群众开始接待,因为腾讯服务器段代码编译是支持go语言的
go语言会成为主流也是一个问题,
多虑了,没有竞争来关系。
虽然go成为源了世界上最并发的语言,这并不妨碍php成为世界上最好的语言,
也不妨碍java成为世界上最有模式的语言,
更不会妨碍c++成为21天就能学会了的语言。为什么Go语言如此不受待见
其实并没有不受待见,用的人还是很多的,解决一些特定领域的问题也很方便。
每种语言的流行程度主要取决于这个语言最著名的killerapp的流行程度,C有Linux,Go有Docker。
面试问题总结(一)Golang
使用go语言的好处: go语言的设计是务实的, go在针对并发上进行了优化, 并且支持大规模高并发, 又由于单一的码格式, 相比于其他语言更具有可读性, 在垃圾回收上比java和Python更有效, 因为他是和程序同时执行的.
1. 进程, 线程, 协程的区别, 协程的优势
2. 讲一下GMP模型(重点)
3. Go的GC, 混合写屏障(重点)
4. go的Slice和数组的区别, slice的扩容原理(重点)
5. 讲一下channel,实现原理(重点)
6. 讲一下Go的Map的实现原理, 是否线程安全, 如何实现安全(重点)
7. new 和 make 的区别
8. 说一下内存逃逸
9. 函数传指针和传值有什么区别
10. goroutine之间的通信方式
11. 测试是怎么做的(单元测试, 压力测试)
12. 堆和栈的区别
本文名称:go语言高并发原理,java go 并发性能
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