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Go里面提供了一个关键字select,通过select可以监听channel上的数据流动。
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select的用法与switch语言非常类似,由select开始一个新的选择块,每个选择条件由case语句来描述。
与switch语句相比, select有比较多的限制,其中最大的一条限制就是每个case语句里必须是一个IO操作,大致的结构如下:
在一个select语句中,Go语言会按顺序从头至尾评估每一个发送和接收的语句。
如果其中的任意一语句可以继续执行(即没有被阻塞),那么就从那些可以执行的语句中任意选择一条来使用。
如果没有任意一条语句可以执行(即所有的通道都被阻塞),那么有两种可能的情况:
如果给出了default语句,那么就会执行default语句,同时程序的执行会从select语句后的语句中恢复。
如果没有default语句,那么select语句将被阻塞,直到至少有一个通信可以进行下去
有时候会出现goroutine阻塞的情况,那么我们如何避免整个程序进入阻塞的情况呢?我们可以利用select来设置超时,通过如下的方式实现:
select总结:
作用: 用来监听 channel 上的数据流动方向。 读?写?
select实现fibonacci数列:
学完了 net/http 和 fasthttp 两个HTTP协议接口的客户端实现,接下来就要开始Server的开发,不学不知道一学吓一跳,居然这两个库还支持Server的开发,太方便了。
相比于Java的HTTPServer开发基本上都是使用Spring或者Springboot框架,总是要配置各种配置类,各种 handle 对象。Golang的Server开发显得非常简单,就是因为特别简单,或者说没有形成特别统一的规范或者框架,我发现了很多实现方式,HTTP协议基于还是 net/http 和 fasthttp ,但是 handle 语法就多种多样了。
先复习一下: Golang语言HTTP客户端实践 、 Golang fasthttp实践 。
在Golang语言方面,实现某个功能的库可能会比较多,有机会还是要多跟同行交流,指不定就发现了更好用的库。下面我分享我学到的六种Server开发的实现Demo。
基于 net/http 实现,这是一种比较基础的,对于接口和 handle 映射关系处理并不优雅,不推荐使用。
第二种也是基于 net/http ,这种编写语法可以很好地解决第一种的问题,handle和path有了类似配置的语法,可读性提高了很多。
第三个基于 net/http 和 github.com/labstack/echo ,后者主要提供了 Echo 对象用来处理各类配置包括接口和handle映射,功能很丰富,可读性最佳。
第四种依然基于 net/http 实现,引入了 github.com/gin-gonic/gin 的路由,看起来接口和 handle 映射关系比较明晰了。
第五种基于 fasthttp 开发,使用都是 fasthttp 提供的API,可读性尚可,handle配置倒是更像Java了。
第六种依然基于 fasthttp ,用到了 github.com/buaazp/fasthttprouter ,有点奇怪两个居然不在一个GitHub仓库里。使用语法跟第三种方式有点类似,比较有条理,有利于阅读。
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 的select语句是一种仅能用于channl发送和接收消息的专用语句,此语句运行期间是阻塞的;当select中没有case语句的时候,会阻塞当前的groutine。所以,有人也会说select是用来阻塞监听goroutine的。
还有人说:select是Golang在语言层面提供的I/O多路复用的机制,其专门用来检测多个channel是否准备完毕:可读或可写。
以上说法都正确。
我们来回顾一下是什么是 I/O多路复用 。
每来一个进程,都会建立连接,然后阻塞,直到接收到数据返回响应。
普通这种方式的缺点其实很明显:系统需要创建和维护额外的线程或进程。因为大多数时候,大部分阻塞的线程或进程是处于等待状态,只有少部分会接收并处理响应,而其余的都在等待。系统为此还需要多做很多额外的线程或者进程的管理工作。
为了解决图中这些多余的线程或者进程,于是有了"I/O多路复用"
每个线程或者进程都先到图中”装置“中注册,然后阻塞,然后只有一个线程在”运输“,当注册的线程或者进程准备好数据后,”装置“会根据注册的信息得到相应的数据。从始至终kernel只会使用图中这个黄黄的线程,无需再对额外的线程或者进程进行管理,提升了效率。
select的实现经历了多个版本的修改,当前版本为:1.11
select这个语句底层实现实际上主要由两部分组成: case语句 和 执行函数 。
源码地址为:/go/src/runtime/select.go
每个case语句,单独抽象出以下结构体:
结构体可以用下图表示:
然后执行select语句实际上就是调用 func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 函数。
func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 函数参数:
selectgo 返回所选scase的索引(该索引与其各自的select {recv,send,default}调用的序号位置相匹配)。此外,如果选择的scase是接收操作(recv),则返回是否接收到值。
谁负责调用 func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 函数呢?
在 /reflect/value.go 中有个 func rselect([]runtimeSelect) (chosen int, recvOK bool) 函数,此函数的实现在 /runtime/select.go 文件中的 func reflect_rselect(cases []runtimeSelect) (int, bool) 函数中:
那谁调用的 func rselect([]runtimeSelect) (chosen int, recvOK bool) 呢?
在 /refect/value.go 中,有一个 func Select(cases []SelectCase) (chosen int, recv Value, recvOK bool) 的函数,其调用了 rselect 函数,并将最终Go中select语句的返回值的返回。
以上这三个函数的调用栈按顺序如下:
这仨函数中无论是返回值还是参数都大同小异,可以简单粗暴的认为:函数参数传入的是case语句,返回值返回被选中的case语句。
那谁调用了 func Select(cases []SelectCase) (chosen int, recv Value, recvOK bool) 呢?
可以简单的认为是系统了。
来个简单的图:
前两个函数 Select 和 rselect 都是做了简单的初始化参数,调用下一个函数的操作。select真正的核心功能,是在最后一个函数 func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) 中实现的。
打乱传入的case结构体顺序
锁住其中的所有的channel
遍历所有的channel,查看其是否可读或者可写
如果其中的channel可读或者可写,则解锁所有channel,并返回对应的channel数据
假如没有channel可读或者可写,但是有default语句,则同上:返回default语句对应的scase并解锁所有的channel。
假如既没有channel可读或者可写,也没有default语句,则将当前运行的groutine阻塞,并加入到当前所有channel的等待队列中去。
然后解锁所有channel,等待被唤醒。
此时如果有个channel可读或者可写ready了,则唤醒,并再次加锁所有channel,
遍历所有channel找到那个对应的channel和G,唤醒G,并将没有成功的G从所有channel的等待队列中移除。
如果对应的scase值不为空,则返回需要的值,并解锁所有channel
如果对应的scase为空,则循环此过程。
在想想select和channel做了什么事儿,我觉得和多路复用是一回事儿
定义一个切片,然后让切片去引用一个已经创建好的数组。基本语法如下:
索引1:切片引用的起始元素位
索引2:切片只引用该元素位之前的元素
例程如下:
在该方法中,我们未指定容量cap,这里的值为5是系统定义的。
在方法一中,可以用arr数组名来操控数组中的元素,也可以通过slice切片来操控数组中的元素。切片是直接引用数组,数组是事先存在的,程序员是可见的。
通过 make 来创建切片,基本语法如下:
make函数第三个参数cap即容量是可选的,如果一定要自己注明的话,要注意保证cap≥len。
用该方法可以 指定切片的大小(len)和容量(cap)
例程如下:
由于未赋值系统默认将元素值置为0,即:
数值类型数组: 默认值为 0
字符串数组: 默认值为 ""
bool数组: 默认值为 false
在方法二中,通过make方式创建的切片对应的数组是由make底层维护,对外不可见,即只能通过slice去访问各个元素。
定义一个切片,直接就指定具体数组,使用原理类似于make的方式。
例程如下: