如何看待go語言泛型的最新設計？

Go 由于不支持泛型而臭名昭著，但最近，泛型已接近成為現實。Go 團隊實施了一個看起來比較穩定的設計草案，并且正以源到源翻譯器原型的形式獲得關注。本文講述的是泛型的最新設計，以及如何自己嘗試泛型。

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例子

FIFO Stack

假設你要創建一個先進先出堆棧。沒有泛型，你可能會這樣實現：

type?Stack?[]interface{}func?(s?Stack)?Peek()?interface{}?{

return?s[len(s)-1]

}

func?(s?*Stack)?Pop()?{

*s?=?(*s)[:

len(*s)-1]

}

func?(s?*Stack)?Push(value?interface{})?{

*s?=?

append(*s,?value)

}

但是，這里存在一個問題：每當你 Peek 項時，都必須使用類型斷言將其從 interface{} 轉換為你需要的類型。如果你的堆棧是 *MyObject 的堆棧，則意味著很多 s.Peek().(*MyObject)這樣的代碼。這不僅讓人眼花繚亂，而且還可能引發錯誤。比如忘記 * 怎么辦？或者如果您輸入錯誤的類型怎么辦？s.Push(MyObject{})` 可以順利編譯，而且你可能不會發現到自己的錯誤，直到它影響到你的整個服務為止。

通常，使用 interface{} 是相對危險的。使用更多受限制的類型總是更安全，因為可以在編譯時而不是運行時發現問題。

泛型通過允許類型具有類型參數來解決此問題：

type?Stack(type?T)?[]Tfunc?(s?Stack(T))?Peek()?T?{

return?s[len(s)-1]

}

func?(s?*Stack(T))?Pop()?{

*s?=?(*s)[:

len(*s)-1]

}

func?(s?*Stack(T))?Push(value?T)?{

*s?=?

append(*s,?value)

}

這會向 Stack 添加一個類型參數，從而完全不需要 interface{}。現在，當你使用 Peek() 時，返回的值已經是原始類型，并且沒有機會返回錯誤的值類型。這種方式更安全，更容易使用。（譯注：就是看起來更丑陋，^-^）

此外，泛型代碼通常更易于編譯器優化，從而獲得更好的性能（以二進制大小為代價）。如果我們對上面的非泛型代碼和泛型代碼進行基準測試，我們可以看到區別：

type?MyObject?struct?{

X?

int

}

var?sink?MyObjectfunc?BenchmarkGo1(b?*testing.B)?{

for?i?:=?0;?i??b.N;?i++?{

var?s?Stack

s.Push(MyObject{})

s.Push(MyObject{})

s.Pop()

sink?=?s.Peek().(MyObject)

}

}

func?BenchmarkGo2(b?*testing.B)?{

for?i?:=?0;?i??b.N;?i++?{

var?s?Stack(MyObject)

s.Push(MyObject{})

s.Push(MyObject{})

s.Pop()

sink?=?s.Peek()

}

}

結果：

BenchmarkGo1BenchmarkGo1-16?????12837528?????????87.0?ns/op???????48?B/op????????2?allocs/opBenchmarkGo2BenchmarkGo2-16?????28406479?????????41.9?ns/op???????24?B/op????????2?allocs/op

在這種情況下，我們分配更少的內存，同時泛型的速度是非泛型的兩倍。

合約（Contracts）

上面的堆棧示例適用于任何類型。但是，在許多情況下，你需要編寫僅適用于具有某些特征的類型的代碼。例如，你可能希望堆棧要求類型實現 String() 函數

GO語言（十五）：泛型入門（下）-

在本節中，您將添加通用函數調用的修改版本，進行小的更改以簡化調用代碼。您將刪除在這種情況下不需要的類型參數。

當 Go 編譯器可以推斷您要使用的類型時，您可以在調用代碼中省略類型參數。編譯器從函數參數的類型推斷類型參數。

請注意，這并不總是可能的。例如，如果您需要調用沒有參數的泛型函數，則需要在函數調用中包含類型參數。

在 main.go 中，在您已有的代碼下方，粘貼以下代碼。

在此代碼中：

（1）調用泛型函數，省略類型參數。

從包含 main.go 的目錄中的命令行，運行代碼。

接下來，您將通過將整數和浮點數的并集捕獲到您可以重用的類型約束（例如從其他代碼中）來進一步簡化函數。

正如您將在本節中看到的，約束接口也可以引用特定類型。

1、編寫代碼

在此代碼中：

b.在您已有的函數下方，粘貼以下通用 SumNumbers函數。

在此代碼中：

c.在 main.go 中，在您已有的代碼下方，粘貼以下代碼。

在此代碼中：

（1）調用SumNumbers打印每個map的總和。

與上一節一樣，在調用泛型函數時省略了類型參數（方括號中的類型名稱）。Go 編譯器可以從其他參數推斷類型參數。

從包含 main.go 的目錄中的命令行，運行代碼。

做得很好！您剛剛學習了 Go 中的泛型。

大家知道為什么golang不支持泛型

Golang團隊認為在類型系統和運行時的復雜性花費太大，還沒找到可以和這個復雜性相抵的良好設計。內置的map和slice其實都有泛型的味道，加上可以用interface{}來構造容器，可以達到泛型的效果。所以目前為止還沒有直接的支持泛型。

【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的棧空間，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： ()

()

嘗試用golang 1.18泛型實現orm

這幾天golang社區對泛型的討論非常多的，一片熱火朝天的景象。對我們廣大gopher來說總歸是好事。

泛型很有可能會顛覆我們之前的很多設計，帶著這種疑問和沖動，我準備嘗試用golang泛型實現幾個orm的常見功能。

本文并沒完全實現通用的orm，只是探討其實現的一種方式提供各位讀者做借鑒。

雖然golang有了泛型，但是目前在標準庫sql底層還沒有改造，目前還有很多地方需要用到reflect。

調用方式

這個部分跟傳統的orm使用上沒有太大區別，沒辦法不使用反射的情況下，泛型的方式可能變得有點繁瑣。

調用方式

和創建table類似，寫入數據好像比沒有之前的orm有優勢。

讀取數據是非常高頻的操作，所以我們稍作封裝。

調用方式

稍微比原先的orm方式有了多一點想象空間，比如 在[T any]做更明確的約束，比如要求實現Filter定制方法。

鑒于本人能力還認證有限，目前還沒有發現泛型對orm劇烈的改進和突破的可能。未來如果go對底層sql做出改動，或者實現諸如Rust那種Enum方式，可能會帶來更多的驚喜。

為什么要使用 Go 語言?Go 語言的優勢在哪里?

1、簡單易學。

Go語言的作者本身就很懂C語言，所以同樣Go語言也會有C語言的基因，所以對于程序員來說，Go語言天生就會讓人很熟悉，容易上手。

2、并發性好。

Go語言天生支持并發，可以充分利用多核，輕松地使用并發。 這是Go語言最大的特點。

描述

Go的語法接近C語言，但對于變量的聲明有所不同。Go支持垃圾回收功能。Go的并行模型是以東尼·霍爾的通信順序進程（CSP）為基礎，采取類似模型的其他語言包括Occam和Limbo，但它也具有Pi運算的特征，比如通道傳輸。

在1.8版本中開放插件（Plugin）的支持，這意味著現在能從Go中動態加載部分函數。

與C++相比，Go并不包括如枚舉、異常處理、繼承、泛型、斷言、虛函數等功能，但增加了 切片(Slice) 型、并發、管道、垃圾回收、接口（Interface）等特性的語言級支持。