go語言底層埋點,go底層是什么語言

【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。

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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： ()

()

go語言可以做什么

1、服務器編程：以前你如果使用C或者C++做的那些事情，用Go來做很合適，例如處理日志、數據打包、虛擬機處理、文件系統等。

2、分布式系統、數據庫代理器、中間件：例如Etcd。

3、網絡編程：這一塊目前應用最廣，包括Web應用、API應用、下載應用，而且Go內置的net/http包基本上把我們平常用到的網絡功能都實現了。

4、開發云平臺：目前國外很多云平臺在采用Go開發，我們所熟知的七牛云、華為云等等都有使用Go進行開發并且開源的成型的產品。

5、區塊鏈：目前有一種說法，技術從業人員把Go語言稱作為區塊鏈行業的開發語言。如果大家學習區塊鏈技術的話，就會發現現在有很多很多的區塊鏈的系統和應用都是采用Go進行開發的，比如ehtereum是目前知名度最大的公鏈，再比如fabric是目前最知名的聯盟鏈，兩者都有go語言的版本，且go-ehtereum還是以太坊官方推薦的版本。

自1.0版發布以來，go語言引起了眾多開發者的關注，并得到了廣泛的應用。go語言簡單、高效、并發的特點吸引了許多傳統的語言開發人員，其數量也在不斷增加。

使用 Go 語言開發的開源項目非常多。早期的 Go 語言開源項目只是通過 Go 語言與傳統項目進行C語言庫綁定實現，例如 Qt、Sqlite 等。

后期的很多項目都使用 Go 語言進行重新原生實現，這個過程相對于其他語言要簡單一些，這也促成了大量使用 Go 語言原生開發項目的出現。

如何學習GO語言？

Go語言也稱 Golang，兼具效率、性能、安全、健壯等特性。這套Go語言教程（Golang教程）通俗易懂，深入淺出，既適合沒有基礎的讀者快速入門，也適合工作多年的程序員查閱知識點。

Go 語言

這套教程在講解一些知識點時，將 Go 語言和其他多種語言進行對比，讓掌握其它編程語言的讀者能迅速理解 Go 語言的特性。Go語言從底層原生支持并發，無須第三方庫、開發者的編程技巧和開發經驗就可以輕松搞定。

Go語言（或 Golang）起源于 2007 年，并在 2009 年正式對外發布。Go 是非常年輕的一門語言，它的主要目標是“兼具 Python 等動態語言的開發速度和 C/C++ 等編譯型語言的性能與安全性”。

Go語言是編程語言設計的又一次嘗試，是對類C語言的重大改進，它不但能讓你訪問底層操作系統，還提供了強大的網絡編程和并發編程支持。Go語言的用途眾多，可以進行網絡編程、系統編程、并發編程、分布式編程。

Go語言的推出，旨在不損失應用程序性能的情況下降低代碼的復雜性，具有“部署簡單、并發性好、語言設計良好、執行性能好”等優勢，目前國內諸多 IT 公司均已采用Go語言開發項目。Go語言有時候被描述為“C 類似語言”，或者是“21 世紀的C語言”。Go 從C語言繼承了相似的表達式語法、控制流結構、基礎數據類型、調用參數傳值、指針等很多思想，還有C語言一直所看中的編譯后機器碼的運行效率以及和現有操作系統的無縫適配。

因為Go語言沒有類和繼承的概念，所以它和 Java 或 C++ 看起來并不相同。但是它通過接口（interface）的概念來實現多態性。Go語言有一個清晰易懂的輕量級類型系統，在類型之間也沒有層級之說。因此可以說Go語言是一門混合型的語言。

此外，很多重要的開源項目都是使用Go語言開發的，其中包括 Docker、Go-Ethereum、Thrraform 和 Kubernetes。Go 是編譯型語言，Go 使用編譯器來編譯代碼。編譯器將源代碼編譯成二進制（或字節碼）格式；在編譯代碼時，編譯器檢查錯誤、優化性能并輸出可在不同平臺上運行的二進制文件。要創建并運行 Go 程序，程序員必須執行如下步驟。

使用文本編輯器創建 Go 程序；

保存文件；編譯程序；運行編譯得到的可執行文件。

這不同于 Python、Ruby 和 JavaScript 等語言，它們不包含編譯步驟。Go 自帶了編譯器，因此無須單獨安裝編譯器。

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講講go語言的結構體

作為C語言家族的一員，go和c一樣也支持結構體。可以類比于java的一個POJO。

在學習定義結構體之前，先學習下定義一個新類型。

新類型 T1 是基于 Go 原生類型 int 定義的新自定義類型，而新類型 T2 則是 基于剛剛定義的類型 T1，定義的新類型。

這里要引入一個底層類型的概念。

如果一個新類型是基于某個 Go 原生類型定義的， 那么我們就叫 Go 原生類型為新類型的底層類型

在上面的例子中，int就是T1的底層類型。

但是T1不是T2的底層類型，只有原生類型才可以作為底層類型，所以T2的底層類型還是int

底層類型是很重要的，因為對兩個變量進行顯式的類型轉換，只有底層類型相同的變量間才能相互轉換。底層類型是判斷兩個類型本質上是否相同的根本。

這種類型定義方式通常用在 項目的漸進式重構，還有對已有包的二次封裝方面

類型別名表示新類型和原類型完全等價，實際上就是同一種類型。只不過名字不同而已。

一般我們都是定義一個有名的結構體。

字段名的大小寫決定了字段是否包外可用。只有大寫的字段可以被包外引用。

還有一個點提一下

如果換行來寫

Age: 66,后面這個都好不能省略

還有一個點，觀察e3的賦值

new返回的是一個指針。然后指針可以直接點號賦值。這說明go默認進行了取值操作

e3.Age 等價于 (*e3).Age

如上定義了一個空的結構體Empty。打印了元素e的內存大小是0。

有什么用呢？

基于空結構體類型內存零開銷這樣的特性，我們在日常 Go 開發中會經常使用空 結構體類型元素，作為一種“事件”信息進行 Goroutine 之間的通信

這種以空結構體為元素類建立的 channel，是目前能實現的、內存占用最小的 Goroutine 間通信方式。

這種形式需要說的是幾個語法糖。

語法糖1：

對于結構體字段，可以省略字段名，只寫結構體名。默認字段名就是結構體名

這種方式稱為 嵌入字段

語法糖2：

如果是以嵌入字段形式寫的結構體

可以省略嵌入的Reader字段，而直接訪問ReaderName

此時book是一個各個屬性全是對應類型零值的一個實例。不是nil。這種情況在Go中稱為零值可用。不像java會導致npe

結構體定義時可以在字段后面追加標簽說明。

tag的格式為反單引號

tag的作用是可以使用[反射]來檢視字段的標簽信息。

具體的作用還要看使用的場景。

比如這里的tag是為了幫助 encoding/json 標準包在解析對象時可以利用的規則。比如omitempty表示該字段沒有值就不打印出來。

新聞標題：go語言底層埋點,go底層是什么語言
本文網址：http://m.kartarina.com/article36/hddppg.html

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