目前想到的就这些个问题,可能还有其他没想到,想到再补充,另外还问了很多关于Gorm
和Iris
之类的问题,但因为我弄混了Token
,不记得放哪了,找到再补上。
本文主要代码或解说由 ChatGPT 完成,由作者进行文本润色或校正或辅助。转载本文请标注出处。
Go
语言的垃圾回收(Garbage Collection,GC)机制是自动的,即开发者不需要手动释放内存。Go的GC机制采用的是标记-清除(mark-and-sweep)算法,主要分为三个阶段:
标记阶段
(mark):从根对象(全局变量、栈中变量等)出发,标记所有可以被访问到的对象,形成一个“活动对象集合”。清除阶段
(sweep):遍历整个堆,将所有未标记的对象全部清除,并将这些空闲的内存空间进行合并,形成较大的连续的空间。内存回收阶段
(reclaim):将清除后得到的空闲内存空间进行统计和管理,以备下一次分配。Go语言的GC采用了分代(generational)和增量(concurrent)等技术,通过将内存分为多个代(Generation)来实现更加高效的GC。一般情况下,新分配的对象被分配在堆的最顶端,也就是“新生代(young generation)”。
当新生代中的对象数量达到一定的阈值时,Go运行时系统会将新生代中的对象转移到“老年代(old generation)”,这个过程被称为“晋升(promotion)”。老年代中的对象一般存活时间更长,所以采用了更为精细的GC算法。
同时,Go语言的GC还采用了增量GC技术,可以在程序运行时和GC并行执行,减少GC对程序性能的影响。
总体来说,Go语言的GC机制通过标记-清除算法、分代技术和增量技术等多种技术手段,实现了高效、自动的内存管理,大大简化了程序员的工作,提高了开发效率。
重要补充:从 Golang1.18 起GC使用的是三色标记法+混合写屏障法,三色标记法我放在了第三十条,参见博客 Golang GC原理
Go 语言使用的是自己的垃圾回收器,而非 TCMalloc。Go 的垃圾回收器是一种自适应的、并发的、标记-清除(mark-and-sweep)算法的垃圾回收器,可以有效地解决内存泄漏和使用-after-free 等问题。
在 Go 中,垃圾回收器会周期性地检查不再被使用的内存,并将其回收。垃圾回收器使用的算法被称为标记-清除算法,其基本思路是将内存中的所有对象分为两类:已标记和未标记。然后,垃圾回收器会遍历内存中的所有对象,并标记所有可以被访问到的对象。最后,垃圾回收器会清除未标记的对象,并将它们所占用的内存空间释放出来。
Go 的垃圾回收器具有以下特点:
并发标记
:在标记阶段,垃圾回收器可以与应用程序并发执行,不会阻塞应用程序的执行。按需回收
:垃圾回收器只会在需要回收内存时才执行回收操作,避免了频繁地回收内存对应用程序的影响。分代回收
:垃圾回收器将内存中的对象分为不同的代,每个代使用不同的回收策略,可以有效地提高回收效率。压缩整理
:在清除未标记的对象时,垃圾回收器会将存活的对象移动到内存的一端,并将未使用的内存空间整理在一起,以便下一次分配内存时可以快速找到可用的内存空间。因此,Go 的垃圾回收器在性能和内存管理方面都具有较好的表现,可以大大简化程序员的开发工作。
是的,MHeap是Go运行时中的代之一。Go运行时会把内存划分为多个MHeap,每个MHeap对应一个特定大小的内存区间,用来分配相应大小的对象。不同大小的对象会被分配到不同的MHeap中,以便更高效地管理内存。每个MHeap又包含多个Span,Span是内存管理的最小单位,用来管理一定大小的内存块。在垃圾回收时,Go运行时会根据各个MHeap的使用情况和垃圾回收的需要,动态地调整不同MHeap之间的内存块大小和数量的分配。
除了 MHeap,Go运行时还实现了三个代:对象分配缓存(allocation cache)、堆(heap)和根扫描缓存(root scan cache)。
对象分配缓存
:每个goroutine都有一个独立的对象分配缓存,用来缓存分配小对象时的内存分配请求,减少内存分配的开销。当对象分配缓存用尽时,会向MHeap申请一段内存块,并将该内存块划分成多个小的对象,填充到该goroutine的对象分配缓存中。堆
:Go程序在运行时使用堆来管理动态分配的内存,堆是Go运行时中的最大的代。堆由多个MHeap组成,每个MHeap都管理一定大小的内存区间,用来分配相应大小的对象。当堆的内存不足时,垃圾回收器会负责扩展堆的大小,并回收无用的内存。根扫描缓存
:根扫描缓存是用于垃圾回收的一个辅助缓存,它用于记录全局变量、栈、寄存器等的根对象,并帮助垃圾回收器快速扫描所有根对象。当GC开始时,Go运行时会将所有根对象的指针保存在根扫描缓存中,以提高垃圾回收的效率。Go 的垃圾回收器采用了分代垃圾回收策略,其中包括标记-清除和标记-整理两种方式。在标记-整理方式中,如果在垃圾回收过程中发现存在内存碎片,垃圾回收器就会尝试将内存碎片进行整理,以便后续的内存分配操作可以更加高效。下面是 Go 垃圾回收器压缩整理的大致实现过程:
需要注意的是,压缩整理过程可能会产生一定的停顿时间,称为 STW(Stop The World),因为在这个过程中所有的用户线程都必须暂停,等待垃圾回收器完成操作。因此,压缩整理的过程需要尽可能地短,并且需要在适当的时机触发,以最大程度地减少对程序性能的影响。
在Go语言中,垃圾回收器是通过停止程序的所有goroutine来实现的,也就是所谓的STW(Stop-The-World)机制。在垃圾回收过程中,会发生以下几个步骤可能会导致STW:
标记阶段
:在标记阶段,垃圾回收器需要遍历堆中的所有对象,标记出所有存活的对象。这个过程需要暂停程序的所有goroutine,否则程序可能会继续分配新的对象,而这些新对象并没有被标记,最终可能被错误地回收掉。标记终止阶段
:在标记阶段结束后,垃圾回收器会继续扫描那些跨越了标记阶段的对象,例如全局变量、栈、寄存器等,以确定它们是否指向了堆中的存活对象。这个过程也需要暂停程序的所有goroutine。垃圾回收阶段
:在标记阶段和标记终止阶段之后,垃圾回收器会开始回收无用的对象,以释放它们占用的内存。这个过程需要暂停程序的所有goroutine,否则可能会访问到已经被回收的对象,导致程序出现错误。根扫描阶段
:在标记阶段和标记终止阶段之间,Go语言运行时会进行根扫描,以记录全局变量、栈、寄存器等的根对象,并帮助垃圾回收器快速扫描所有根对象。这个过程也需要暂停程序的所有goroutine。总之,在Go语言中,任何可能改变堆布局的操作都可能引起STW,例如垃圾回收、并发的内存分配、调整堆大小等。但是,Go语言的垃圾回收器设计得非常优秀,通常情况下,STW的时间都非常短暂,对程序的影响较小。
write barrier
是垃圾回收中的一个重要概念,用于追踪对象引用的变化,以便及时更新垃圾回收器的引用关系。在Go语言中,write barrier 主要是通过对指针类型变量的访问进行拦截和修改来实现的。
具体来说,当程序中的代码执行对一个指针类型变量的写操作时,write barrier会将该指针类型变量的地址和新值的地址都传递给垃圾回收器。垃圾回收器会通过这些信息,判断是否需要更新指针类型变量所指向的对象的引用计数,以及在垃圾回收时,是否需要将该对象进行回收。
在Go语言中,write barrier 主要用于实现指针类型变量的写入、复制、移动和删除操作。通过这些操作,垃圾回收器可以准确地追踪对象的引用关系,确保在垃圾回收时,不会误删或漏删任何对象。
需要注意的是,write barrier会对程序的性能产生一定的影响,因为每次写操作都需要执行一次write barrier,这可能会导致额外的CPU开销。因此,在设计高性能应用程序时,需要充分考虑write barrier的影响,并尽可能地减少其执行次数。
Dirty bits
是指在Go语言的垃圾回收过程中,为了标记哪些对象在堆中被更新了,在执行完GC Mark Phase之后,在对象的标记位上打上dirty bit标记。这些dirty bit标记会在下一次GC的时候使用,用于避免重复标记已经被更新的对象,从而提高GC效率。
在Go语言的垃圾回收中,dirty bit机制常常和write barrier机制一起使用,write barrier机制负责在对象被更新时标记其对应的dirty bit。由于dirty bit是基于对象的,因此对于大量更新较少的对象,使用dirty bit机制可以显著降低GC Mark Phase的开销,从而提高整体的GC效率。
是的,MCache是Go中的内存分配器的其中一环。当Go程序需要分配内存时,它会首先检查是否有可用的空闲内存块,如果有,则将其分配给程序。如果没有可用的空闲内存块,则会从操作系统中获取更多的内存。
为了更高效地使用内存,Go中的内存分配器使用了MCache来缓存已经分配的内存块。每个MCache维护一个私有的内存池,用于存储一些已经分配给程序的小内存块。
当程序需要分配内存时,MCache首先尝试从其私有的内存池中获取内存,如果没有可用的内存,则会从堆中分配内存,并将分配的内存块添加到私有的内存池中。
MCache 在分配内存时,会使用一个 per-P 的数据结构来保存每个线程对应的本地内存分配缓存。这个缓存是线程私有的,不会被其他线程访问。这个缓存可以避免不同线程之间的内存分配竞争,减少了锁的使用。
MCache 内部使用了一些技巧来保证并发安全,例如在多个线程同时访问 MCache 时,会使用 CAS 操作来保证 MCache 中指针的原子性。此外,还会使用一些优化技巧来减少锁的使用,例如使用 per-P 的锁来保护 per-P 的数据结构,避免了对全局锁的争用。
总的来说,MCache 使用了一些并发编程技术来保证多线程访问时的安全性,减少了锁的使用,提高了并发性能。
是的,Go的并发模型就是基于GPM模型实现的。GPM模型将Go程序中的所有工作都抽象为三个基本元素:G(goroutine)、P(processor)、M(machine)。其中,G表示一个轻量级的线程,P表示调度G运行的上下文,M表示操作系统线程。
GPM模型的核心思想是:将goroutine(G)调度到processor(P)上运行,而processor(P)则运行在machine(M)上。通过这种方式,实现了G的并发执行,以及P的负载均衡和M的线程管理。
MCache也是建立在GPM模型之上的,它是每个P维护的本地缓存,用于高效地分配内存。MCache的并发安全是由GPM模型保证的,每个P都有自己的MCache,因此不同的P可以并发地进行内存分配,而互不影响。同时,MCache的内部实现也使用了一些并发安全的技术,例如利用CAS操作和锁来保证原子性。
具体来说就是:
在Go语言中,原子操作通过标准库中的 sync/atomic 包实现。这个包提供了一些函数来进行原子操作,包括:
AddInt32
、AddInt64
、AddUint32
、AddUint64
、AddUintptr
:原子地将一个32位或64位的整数加上一个有符号或无符号的增量,并返回新值。CompareAndSwapInt32
、CompareAndSwapInt64
、CompareAndSwapUint32
、CompareAndSwapUint64
、CompareAndSwapUintptr
:原子地比较并交换一个32位或64位的整数,如果旧值等于期望值,则用新值替换旧值并返回true,否则返回false。SwapInt32
、SwapInt64
、SwapUint32
、SwapUint64
、SwapUintptr
:原子地交换一个32位或64位的整数的值,并返回旧值。LoadInt32
、LoadInt64
、LoadUint32
、LoadUint64
、LoadUintptr
:原子地读取一个32位或64位的整数的值,并返回该值。StoreInt32
、StoreInt64
、StoreUint32
、StoreUint64
、StoreUintptr
:原子地存储一个32位或64位的整数的值。这些原子操作可以被用来实现诸如锁、信号量、计数器、队列等并发数据结构。
可以举一个简单的例子,比如atomic.AddInt32
函数。这个函数的作用是原子性地将一个int32类型的变量与一个增量相加,并返回相加后的结果。
函数定义如下: func AddInt32(addr *int32, delta int32) (new int32)
其实现原理涉及到CPU的原子指令。在x86架构的CPU上,ADD
指令可以实现对两个操作数的相加操作,并将结果保存到其中一个操作数中。而且,ADD
指令本身就是原子性的,即在执行ADD
指令期间,不会有其他指令同时访问同一个内存地址。
因此,atomic.AddInt32
函数的实现基于x86架构CPU的ADD
指令,它会通过CAS
指令(Compare and Swap)来实现原子性的操作。具体来说,它会先读取变量的值,然后将增量加到该值上,接着再使用CAS
指令来将该值写回到内存中。如果在写回时发现该变量的值已经被其他goroutine
修改过了,那么CAS
指令就会失败,此时atomic.AddInt32
函数会重试直到成功。
需要注意的是,atomic.AddInt32
函数是通过在汇编代码中使用LOCK ADDL
指令来实现的,这个指令会在执行期间锁住总线,防止其他CPU的缓存行同时修改同一个内存地址,这样就保证了原子性。
不完全是这样的。事实上,Go语言提供的原子操作函数可以用于任何类型的变量,不仅限于int
或float
。只要是可以被寻址并且占用固定大小内存块的类型,都可以使用原子操作函数。这些类型包括基本类型如int、float、bool等,以及结构体和数组等复合类型。
在使用原子操作函数时,需要将变量的指针传入函数中。这样可以保证原子操作函数对变量的操作是原子性的。例如,要对一个int类型的变量进行原子性加1操作,可以使用atomic.AddInt32(&var, 1)
函数。这个函数会将变量的地址和增量作为参数,原子性地将变量加上增量。
在 Go 的 sync/atomic
包中,没有直接支持 float64
类型的原子操作函数。但是可以通过 unsafe
包中的指针操作实现对 float64
变量的原子操作。
可参考如下代码:
package main
import (
"fmt"
"sync/atomic"
"unsafe"
)
func main() {
var value float64 = 3.14
atomicPtr := (*uint64)(unsafe.Pointer(&value))
atomic.StoreUint64(atomicPtr, math.Float64bits(6.28))
newValue := math.Float64frombits(atomic.LoadUint64(atomicPtr))
fmt.Println(newValue) // Output: 6.28
}
在这个例子中,我们将 float64
类型的变量 value
转换为 uint64
类型的指针 atomicPtr
。然后通过 math
包中的 Float64bits
和 Float64frombits
函数,将 float64
类型的值和 uint64
类型的值进行转换。在进行原子操作时,使用的是 sync/atomic
包中的 uint64
类型的原子操作函数。这种方式可以实现对 float64
变量的原子操作,但是需要注意保证转换过程中的类型安全性和内存对齐性。
在这个例子中,6.28是可以用精确值表示的二进制浮点数。在IEEE 754标准中,二进制浮点数的表示方法是将一个数分解为符号位、指数位和尾数位,而浮点数的精度受到指数位数和尾数位数的限制。如果数值不能被精确表示,就会发生舍入误差。
在这个例子中,6.28
可以被精确表示为二进制的110.0100110011...
,指数为2
,尾数为0100110011...
,在float类型中可以精确存储,因此没有精度损失。但是,大多数浮点数都不能被精确表示,因此进行浮点数运算时需要注意精度损失的问题。
bool类型可以使用atomic.LoadUint32
和atomic.StoreUint32
函数进行原子操作。
因为在Go语言中,bool类型底层是以uint8
类型实现的,而atomic
包中没有提供直接操作bool类型的原子函数。因此,可以将bool类型转换为uint32
类型进行原子操作,其中true
表示1,false
表示0。
GPM是Go语言运行时的调度模型,它是Go实现高并发的重要组成部分。GPM模型的名字来源于它的三个组成部分:Goroutine
、Processor
、M
。
Goroutine
是Go语言的并发执行单元,它们可以被视为轻量级线程。每个Goroutine都有自己的栈和程序计数器,可以在任何可执行的代码上下文中运行。Goroutine之间的切换是由Go运行时系统调度器进行控制的,可以通过关键字go启动一个Goroutine。
Processor
是调度器中的线程,它负责执行Goroutine。Go语言中的调度器会将一组Processor分配给一个逻辑处理器,称为P
。每个P在任何给定时间只能运行一个Goroutine,但P之间可以并行运行。Goroutine的调度是由调度器在P之间进行协调和分配的,以实现高效的并发执行。
M
是操作系统线程,它是真正执行代码的实体。Go语言运行时将M分配给P,并将Goroutine绑定到M上,以便在需要时调用相应的M执行Goroutine。M管理Goroutine的堆栈和调用链,并与调度器紧密协调,以确保Goroutine能够高效地运行。
GPM模型的核心思想是将调度器和操作系统线程解耦。在GPM模型中,操作系统线程由Go语言运行时负责管理,调度器通过控制Processor
的数量和Goroutine
的切换来实现高效的并发执行。这种解耦可以有效地减少线程之间的竞争,从而提高并发性能和可伸缩性。
问:
Golang中,每次启动程序,就会向系统内存中获取一片空间,这一片空间归属MHeap,细分切片,每一片称为span,再分出一部分给MCentral,同理,MCentral得到这一部分后再继续切分,把一小部分分给MCache,MCache得到的是许多个span,但数量不比MCentral拥有的多。当程序申请的是连续且频繁的小对象时,优先将MCache拥有的内存片划分给程序的对象使用,如果MCache拥有的内存片不够了,就向MCentral索要,如果MCentral不够了,MCentral向MHeap索要新的内存,而当程序申请过大的对象时,就会直接通过MHeap申请而不经过MCache。
答:
你的理解基本上是正确的,可以再做一些补充和澄清:
MHeap
在程序启动时就会创建,并且不是只有一片空间,而是可以动态扩展的,当需要申请更多的内存时,会通过 mmap 或者虚拟内存的其他方式来增加堆的大小。span
是 MHeap 中的一种数据结构,代表一段连续的内存区域,它不是将 MHeap 切分成的若干小块,而是管理 MHeap 中已分配内存的一种方式。每个 span 的大小是固定的,目前是 8KB。当一个对象需要分配内存时,会从对应大小的 span 中找到一个空闲的区块,然后将这个区块分配给对象,这个过程是通过 span 维护的 freebitmap 来实现的。MCentral
管理的是一定范围大小的 span,比如 8KB32KB,32KB128KB,128KB~512KB 等等。每个 MCentral 对应一个范围,当需要分配一个特定大小的对象时,就会从对应范围的 MCentral 中获取一个空闲的 span。MCache 管理的是一些小于 8KB 大小的对象,它不关心对象的具体大小,只负责将内存分配给对象,然后在对象释放时回收这些内存,从而提供一些内存的缓存,加速小对象的内存分配和回收。总之,Golang 的内存管理是非常灵活和高效的,可以根据对象的大小和分配情况来动态调整内存分配的策略,从而避免了内存浪费和内存碎片的问题。同时,它也是并发安全的,多个 goroutine 可以同时申请和释放内存,而不会发生竞争条件和数据竞争问题。
GPM 模型是 Go 中用于实现并发的一个重要概念,与上述内存管理组件的关系是:
G(goroutine)
:代表 Go 中的并发执行单元。Goroutine 可以看作是一种轻量级线程,由 Go 运行时系统管理。当一个函数被使用关键字 go 启动时,就会创建一个对应的 goroutine。P(processor)
:代表 Go 中的处理器。每个 P 都对应着一个内核线程,用于执行 goroutine。P 的数量可以在运行时调整,以适应当前系统的处理器核心数量。M(machine)
:代表着执行上下文,它负责与操作系统交互,同时也是协调 P 和 G 的重要组件。可以看出,GPM 模型是 Go 中实现并发的核心模型,内存管理组件中的 MCache
、MCentral
和 MHeap
是在 GPM 模型的基础上进行优化的一部分。
具体来说,MCache 是每个 P 独有的,用于加速内存分配和释放的组件;MCentral 是在多个 P 之间共享的,用于减小内存管理组件的锁的竞争;MHeap 是全局唯一的,负责分配和释放内存。在 GPM 模型的基础上,这些组件的协同工作可以高效地管理内存,同时保证了并发安全性和性能。
M(Machine)是 Go 语言调度器中的一种数据结构,代表着一个操作系统线程(OS thread)和其对应的执行环境。在 Go 中,goroutine 和操作系统线程并不是一一对应的关系,多个 goroutine 可以运行在同一个操作系统线程上,这也是 Go 调度器能够实现高并发的原因之一。而 M 的作用就是管理操作系统线程和 goroutine 的关系,包括创建、销毁、调度和恢复等。
每个 M 持有一个 P(Processor),也就是上面提到的处理器,用于执行 goroutine。
在 GPM 模型中,G 表示 goroutine,P 表示处理器,M 表示操作系统线程。它们之间的关系可以用如下伪代码表示:
while (true) {
// 从全局队列中获取一个 G
g = GlobalQueue.pop()
// 从空闲 P 队列中获取一个 P
p = IdlePQueue.pop()
// 分配一个 M 并绑定到该 P 上
m = AllocateM()
p.AssociatedM = m
// 启动 M 并将 G 绑定到该 M 上
m.Start()
m.AssociatedG = g
// 将 P 绑定到 G 上并放入本地队列中
g.AssociatedP = p
p.Push(g)
}
可以看到,M 在整个调度器中起着关键的作用,它是 G 和 P 之间的中介者,负责将 G 和 P 绑定在一起,并启动 M 来执行 goroutine。同时,M 也负责与操作系统交互,包括创建和销毁操作系统线程等操作。
是的,M(Machine)与MHeap、MCentral、MCache之间有直接的关系。M是Go运行时中的执行线程,负责运行用户代码。每个M都会持有一个或多个P(Processor),而P则是执行Go代码的虚拟处理器,负责调度goroutine的执行。M与P之间的关系是一对多的,即一个M可以持有多个P,但一个P只属于一个M。
而MHeap、MCentral和MCache则是运行时对内存管理的实现。MHeap是一块连续的内存区域,它由Go运行时在程序启动时向操作系统申请,并被用于分配内存给应用程序。MCentral是MHeap的一个子集,它管理一组同样大小的span,span是MHeap中的内存区域,用于分配一定大小的内存对象。MCache是每个M维护的一个内存缓存,用于提高小对象分配的性能。
在Go运行时中,当一个goroutine需要分配内存时,它会先从M的缓存中分配内存,如果缓存中没有足够的内存,就会向MCentral索要。MCentral会查找一组同样大小的span,如果找到了就将其分配给goroutine。如果MCentral中没有足够的span,就会向MHeap申请新的内存。而M则负责将goroutine的分配请求转发给相应的MCache、MCentral或MHeap,同时负责在分配内存时保证并发安全性。
因此,M与MHeap、MCentral、MCache之间是通过内存分配和管理机制直接关联的。
context
该如何使用?在 Go 中,context 可以用来在多个 goroutine 之间传递上下文信息,比如控制goroutine的取消或超时等。一个 context 包含了一些共享的元数据,比如截止时间、请求的用户 ID 等,这些信息可以在整个应用程序的多个 goroutine 之间传递和共享。
下面是一个例子,演示如何使用 context 来控制goroutine的取消:
package main
import (
"context"
"fmt"
"time"
)
func process(ctx context.Context) {
for {
select {
case <-ctx.Done():
fmt.Println("goroutine is cancelled")
return
default:
// 模拟耗时操作
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println("processing...")
}
}
}
func main() {
// 创建一个 context,并设置一个 3 秒的截止时间
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 3*time.Second)
defer cancel()
// 启动 goroutine
go process(ctx)
// 等待 5 秒钟,让 goroutine 运行一会儿
time.Sleep(5 * time.Second)
}
在这个例子中,我们首先创建了一个 context,然后将它传递给了一个 goroutine,这个 goroutine 模拟了一个长时间运行的操作。我们还设置了一个 3 秒的截止时间,超过这个时间后,context 就会被取消,goroutine 也会随之退出。
在 main 函数中,我们等待 5 秒钟,让 goroutine 运行一会儿。由于 goroutine 的操作是耗时的,所以在等待 5 秒钟后,我们应该看到输出了几次 “processing…”,然后输出了 “goroutine is cancelled”。
下面是一个使用defer引发内存泄漏的例子:
func leak() {
var data []byte
defer func() {
data = make([]byte, 100)
}()
// do some operations with data
}
在这个例子中,我们在defer语句中重新分配了一个100字节的slice,但是在函数退出之前,这个slice不会被使用到。因为defer语句的执行时机是在函数返回之前,所以这个slice会一直存在于堆上直到程序结束,从而导致内存泄漏。
解决这个问题的方法是,不要在defer语句中分配任何新的资源,而是应该在函数内部分配资源,并在函数的最后一个defer语句中释放它们。另外,还可以考虑使用sync.Pool等工具来重用资源,避免不必要的内存分配。
当 defer 的函数内部出现异常时,Go 语言仍然会执行 defer 中的代码,但是不同的是 defer 中的代码并不会修改函数的返回结果,因为异常会导致函数立即返回并终止执行。如果 defer 函数内部出现异常,该异常会被捕获,但是不会影响函数返回结果。如果 defer 函数内部没有恢复该异常,那么该异常将会在函数返回时继续传递。
Go语言中没有像Java或Python一样的异常体系,但可以使用recover函数来捕获和处理运行时的panic异常。
当程序执行panic语句时,程序会立即停止当前函数的执行,并向调用栈中查找defer语句,然后执行defer语句。如果在defer语句中调用了recover函数,则程序会从panic的状态中恢复,并返回recover函数的返回值。如果没有调用recover函数,则程序会一直沿着调用栈向上传递panic状态,直到被最外层的recover函数捕获并处理,否则程序就会退出。
在 Golang 中,主要有以下几种锁:
除了以上常用的锁,还有一些第三方库提供的锁,比如基于 CAS 的 spinlock、分布式锁等。
WaitGroup是Go语言标准库中的一个结构体,用于等待一组goroutine的执行完成。它主要包含三个方法:
使用WaitGroup时,我们可以通过Add方法增加计数器的值,然后在每个goroutine的结束处调用Done方法来减少计数器的值,最后在主函数中调用Wait方法等待所有的goroutine完成执行。
这种方式可以避免使用time.Sleep等方式来等待goroutine的执行完成,更加可靠、高效。
Go语言标准库中没有直接提供goroutine管理池的实现,但是可以通过自定义实现来达到类似的效果。
一种常见的实现方式是使用channel和select语句实现一个goroutine池。具体来说,可以先创建一定数量的goroutine并让它们等待任务。当有任务需要执行时,将任务发送到一个任务队列中,并通过select语句选择一个可用的goroutine来执行任务。任务执行完毕后,goroutine又回到等待状态,等待下一个任务。
以下是一个简单的示例代码,其中包含一个工作池和一个任务队列,可以用来执行一组任务:
package main
import "fmt"
type Task struct {
id int
}
func worker(id int, tasks chan Task, results chan int) {
for task := range tasks {
fmt.Printf("Worker %d started task %d\n", id, task.id)
// 模拟任务执行
for i := 0; i < 100000000; i++ {
}
fmt.Printf("Worker %d finished task %d\n", id, task.id)
results <- task.id
}
}
func main() {
numWorkers := 3
numTasks := 10
// 创建任务队列和结果队列
tasks := make(chan Task, numTasks)
results := make(chan int, numTasks)
// 启动多个goroutine作为工作池
for i := 0; i < numWorkers; i++ {
go worker(i, tasks, results)
}
// 添加任务到任务队列
for i := 0; i < numTasks; i++ {
tasks <- Task{id: i}
}
close(tasks)
// 处理任务结果
for i := 0; i < numTasks; i++ {
result := <-results
fmt.Printf("Got result %d\n", result)
}
}
在上面的代码中,首先创建了一个包含3个goroutine的工作池,并且创建了一个包含10个任务的任务队列和结果队列。然后,将所有任务添加到任务队列中,并通过select语句等待空闲的goroutine来执行任务。每个任务执行完毕后,将结果写入结果队列中。最后,从结果队列中读取结果并进行处理。
需要注意的是,这里没有对工作池的大小进行动态调整,如果任务数量较大或者任务执行时间较长,可能需要增加工作池的大小以提高处理效率。同时,为了避免任务队列和结果队列过大,可以适当调整它们的大小,以免占用过多的内存。
是的,Golang使用的是三色标记算法进行垃圾回收。具体来说,这种算法将所有对象分成三个颜色:白色、黑色和灰色。一开始,所有对象都被标记为白色,表示它们还没有被扫描过。然后,从根对象开始,标记所有能够被访问到的对象为灰色,并将它们加入待处理队列。接着,不断从队列中取出灰色对象,并将它们的引用对象标记为灰色或黑色,然后将它们加入待处理队列。当队列为空时,所有灰色对象都被处理完了,此时所有黑色对象都是可达的,所有白色对象都是不可达的,可以被回收。这个过程可以多次迭代,直到所有对象都被处理完毕。
在实际实现中,Golang的垃圾回收器采用了一些优化措施,例如并发标记、分代回收、空间整理等,以提高垃圾回收的效率和性能。
END