「測試開發全棧化-Go」(1) Go語言基本了解

作為一個測試，作為一個測試開發， 全棧化+管理 是我們未來的發展方向。已經掌握了Java、Python、HTML的你，是不是也想了解下最近異?；鸨腉o語言呢？來吧，讓我們一起了解下。

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Go 是一個開源的編程語言 ，它能讓構造簡單、可靠且高效的軟件變得容易。

Go是從2007年末由Robert Griesemer, Rob Pike, Ken Thompson主持開發，后來還加入了Ian Lance Taylor, Russ Cox等人，并最終于2009年11月開源，在2012年早些時候發布了Go 1穩定版本。現在Go的開發已經是完全開放的，并且擁有一個活躍的社區。這三個人都是計算機界的大神，有的參與了C語言的編寫，有的還是數學大神，有的還獲得了計算機最高榮譽-圖靈獎。

接下來說說 Go語言的特色 :

簡潔、快速、安全

并行、有趣、開源

內存管理、數組安全、編譯迅速

Go語言的用途 :

Go 語言被設計成一門應用于搭載 Web 服務器，存儲集群或類似用途的巨型中央服務器的系統編程語言。

對于高性能分布式系統領域而言，Go 語言無疑比大多數其它語言有著更高的開發效率。它提供了海量并行的支持，這對于 游戲 服務端的開發而言是再好不過了。

Go語言的環境安裝:

建議直接打開 官方地址因為墻的原因打不開

因為我用的是windows系統，這里主要講下Windows系統上使用Go語言來編程。

Windows 下可以使用 .msi 后綴(在下載列表中可以找到該文件，如go1.17.2.windows-amd64.msi)的安裝包來安裝。

默認情況下 .msi 文件會安裝在 c:Go 目錄下。你可以將 c:Gobin 目錄添加到 Path 環境變量中。添加后你需要重啟命令窗口才能生效。個人建議還是安裝到 Program Files文件夾中。

使用什么開發工具來對Go語言進行編寫:

個人建議用VS code, 也可以用Sublime Text來編輯。如果你之前看了我講的HTML語言的學習，肯定已經下載了VS code. 那么這時你需要在VS code中下載Go語言的擴展插件。

這里有一個巨大的坑，就是在下載Go的插件和依賴包時，會提示一些包沒有。主要是因為下載的依賴包部分被墻了，只能想別的辦法去下載。

建議參考網頁:

解決vscode中golang插件安裝失敗方法

在學習go的過程中，使用的是vscode，但是一直提示安裝相關插件失敗，然后上網查方法，基本上是叫你建立golang.org目錄什么的，結果全是錯的，而且都是抄襲，很煩。無意之中看到一位博主分享的方法，他也是飽受上述的垃圾博文困擾，然后找到了解決方法，這里向他致敬，秉著讓更多人看到正確解決方法的心，我寫下正確的解決方法，希望對你有所幫助，也可以點開原博主鏈接參考：

Go有一個全球模塊代理，設置代理再去安裝golang的插件，就可以安裝成功了。步驟有，首先Windows用戶打開Powershell，一個藍色的界面，注意不是cmd！不知道的直接打開window下面的搜索，然后輸入powershell，搜索出來就可以了。

$env:GO111MODULE=“on”

$env:GOPROXY=“”

go env -w GOPROXY=

go env -w GOPRIVATE=*.corp.example點抗

然后我們打開VsCode界面，下面會提示安裝插件，我們選擇Install ALL，就會安裝成功

當你在運行Go語言程序時，提示所有的插件包都已經安裝成功了時，就可以正常使用了，要不然一堆報錯會讓你非常心煩。

好了，今天先到這里，晚安、下班~

【golang詳解】go語言GMP(GPM)原理和調度

Goroutine調度是一個很復雜的機制，下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調度機制，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協程，每個go關鍵字都會創建一個協程。

M ---------- thread內核級線程，所有的G都要放在M上才能運行。

P ----------- processor處理器，調度G到M上，其維護了一個隊列，存儲了所有需要它來調度的G。

Goroutine 調度器P和 OS 調度器是通過 M 結合起來的，每個 M 都代表了 1 個內核線程，OS 調度器負責把內核線程分配到 CPU 的核上執行

模型圖：

避免頻繁的創建、銷毀線程，而是對線程的復用。

1）work stealing機制

當本線程無可運行的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機制

當本線程M0因為G0進行系統調用阻塞時，線程釋放綁定的P，把P轉移給其他空閑的線程執行。進而某個空閑的M1獲取P，繼續執行P隊列中剩下的G。而M0由于陷入系統調用而進被阻塞，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G0系統調用結束后，根據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，繼續執行G0。

如果沒有空閑的P，則將G0放入全局隊列，等待被其他的P調度。然后M0將進入緩存池睡眠。

如下圖

GOMAXPROCS設置P的數量，最多有GOMAXPROCS個線程分布在多個CPU上同時運行

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語言調度機制 搶占式調度

當創建一個新的G之后優先加入本地隊列，如果本地隊列滿了，會將本地隊列的G移動到全局隊列里面，當M執行work stealing從其他P偷不到G時，它可以從全局G隊列獲取G。

協程經歷過程

我們創建一個協程 go func()經歷過程如下圖：

說明：

這里有兩個存儲G的隊列，一個是局部調度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創建的G會先保存在P的本地隊列中，如果P的本地隊列已經滿了就會保存在全局的隊列中；處理器本地隊列是一個使用數組構成的環形鏈表，它最多可以存儲 256 個待執行任務。

G只能運行在M中，一個M必須持有一個P，M與P是1：1的關系。M會從P的本地隊列彈出一個可執行狀態的G來執行，如果P的本地隊列為空，就會想其他的MP組合偷取一個可執行的G來執行；

一個M調度G執行的過程是一個循環機制；會一直從本地隊列或全局隊列中獲取G

上面說到P的個數默認等于CPU核數，每個M必須持有一個P才可以執行G，一般情況下M的個數會略大于P的個數，這多出來的M將會在G產生系統調用時發揮作用。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，不夠用時就再創建一個。

work-stealing調度算法：當M執行完了當前P的本地隊列隊列里的所有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列隊列尋找G來執行，如果全局隊列為空，它會隨機挑選另外一個P，從它的隊列里中拿走一半的G到自己的隊列中執行。

如果一切正常，調度器會以上述的那種方式順暢地運行，但這個世界沒這么美好，總有意外發生，以下分析goroutine在兩種例外情況下的行為。

Go runtime會在下面的goroutine被阻塞的情況下運行另外一個goroutine：

用戶態阻塞/喚醒

當goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時（實際上golang已經用netpoller實現了goroutine網絡I/O阻塞不會導致M被阻塞，僅阻塞G，這里僅僅是舉個栗子），對應的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq)，該G的狀態由_Gruning變為_Gwaitting，而M會跳過該G嘗試獲取并執行下一個G，如果此時沒有可運行的G供M運行，那么M將解綁P，并進入sleep狀態；當阻塞的G被另一端的G2喚醒時（比如channel的可讀/寫通知），G被標記為，嘗試加入G2所在P的runnext（runnext是線程下一個需要執行的 Goroutine。）， 然后再是P的本地隊列和全局隊列。

系統調用阻塞

當M執行某一個G時候如果發生了阻塞操作，M會阻塞，如果當前有一些G在執行，調度器會把這個線程M從P中摘除，然后再創建一個新的操作系統的線程(如果有空閑的線程可用就復用空閑線程)來服務于這個P。當M系統調用結束時候，這個G會嘗試獲取一個空閑的P執行，并放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P，那么這個線程M變成休眠狀態， 加入到空閑線程中，然后這個G會被放入全局隊列中。

隊列輪轉

可見每個P維護著一個包含G的隊列，不考慮G進入系統調用或IO操作的情況下，P周期性的將G調度到M中執行，執行一小段時間，將上下文保存下來，然后將G放到隊列尾部，然后從隊列中重新取出一個G進行調度。

除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調度到M中執行，全局隊列中G的來源，主要有從系統調用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。

除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調度到M中執行，全局隊列中G的來源，主要有從系統調用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。

M0

M0是啟動程序后的編號為0的主線程，這個M對應的實例會在全局變量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0負責執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都會第一個創建的goroutine，G0僅用于負責調度G，G0不指向任何可執行的函數，每個M都會有一個自己的G0，在調度或系統調用時會使用G0的?？臻g，全局變量的G0是M0的G0

一個G由于調度被中斷，此后如何恢復？

中斷的時候將寄存器里的棧信息，保存到自己的G對象里面。當再次輪到自己執行時，將自己保存的棧信息復制到寄存器里面，這樣就接著上次之后運行了。

我這里只是根據自己的理解進行了簡單的介紹，想要詳細了解有關GMP的底層原理可以去看Go調度器 G-P-M 模型的設計者的文檔或直接看源碼

參考： ()

()

Golang 語言深入理解：channel

本文是對 Gopher 2017 中一個非常好的 Talk?: [Understanding Channel](GopherCon 2017: Kavya Joshi - Understanding Channels) 的學習筆記，希望能夠通過對 channel 的關鍵特性的理解，進一步掌握其用法細節以及 Golang 語言設計哲學的管窺蠡測。

channel 是可以讓一個 goroutine 發送特定值到另一個 gouroutine 的通信機制。

原生的 channel 是沒有緩存的(unbuffered channel)，可以用于 goroutine 之間實現同步。

關閉后不能再寫入，可以讀取直到 channel 中再沒有數據，并返回元素類型的零值。

gopl/ch3/netcat3

首先從 channel 是怎么被創建的開始:

在 heap 上分配一個 hchan 類型的對象，并將其初始化，然后返回一個指向這個 hchan 對象的指針。

理解了 channel 的數據結構實現，現在轉到 channel 的兩個最基本方法: sends 和 receivces ，看一下以上的特性是如何體現在 sends 和 receives 中的:

假設發送方先啟動，執行 ch - task0 :

如此為 channel 帶來了 goroutine-safe 的特性。

在這樣的模型里， sender goroutine - channel - receiver goroutine 之間， hchan 是唯一的共享內存，而這個唯一的共享內存又通過 mutex 來確保 goroutine-safe ，所有在隊列中的內容都只是副本。

這便是著名的 golang 并發原則的體現:

發送方 goroutine 會阻塞，暫停，并在收到 receive 后才恢復。

goroutine 是一種 用戶態線程 , 由 Go runtime 創建并管理，而不是操作系統，比起操作系統線程來說，goroutine更加輕量。

Go runtime scheduler 負責將 goroutine 調度到操作系統線程上。

runtime scheduler 怎么將 goroutine 調度到操作系統線程上？

當阻塞發生時，一次 goroutine 上下文切換的全過程:

然而，被阻塞的 goroutine 怎么恢復過來？

阻塞發生時，調用 runtime sheduler 執行 gopark 之前，G1 會創建一個 sudog ，并將它存放在 hchan 的 sendq 中。 sudog 中便記錄了即將被阻塞的 goroutine G1 ，以及它要發送的數據元素 task4 等等。

接收方 將通過這個 sudog 來恢復 G1

接收方 G2 接收數據, 并發出一個 receivce ，將 G1 置為 runnable :

同樣的, 接收方 G2 會被阻塞，G2 會創建 sudoq ，存放在 recvq ，基本過程和發送方阻塞一樣。

不同的是，發送方 G1如何恢復接收方 G2，這是一個非常神奇的實現。

理論上可以將 task 入隊，然后恢復 G2, 但恢復 G2后，G2會做什么呢？

G2會將隊列中的 task 復制出來，放到自己的 memory 中，基于這個思路，G1在這個時候，直接將 task 寫到 G2的 stack memory 中！

這是違反常規的操作，理論上 goroutine 之間的 stack 是相互獨立的，只有在運行時可以執行這樣的操作。

這么做純粹是出于性能優化的考慮，原來的步驟是：

優化后，相當于減少了 G2 獲取鎖并且執行 memcopy 的性能消耗。

channel 設計背后的思想可以理解為 simplicity 和 performance 之間權衡抉擇，具體如下：

queue with a lock prefered to lock-free implementation:

比起完全 lock-free 的實現，使用鎖的隊列實現更簡單，容易實現