go語言42章講解 GO語言教程

【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。

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： ()

()

求Go語言入門教程！想學習

看的是黑馬程序員的：20小時快速入門Go語言，老師講的還可以，你可以看一下，如果有編程基礎，入門是很快的。

GO語言（三十）：訪問關系型數據庫（上）

本教程介紹了使用 Godatabase/sql及其標準庫中的包訪問關系數據庫的基礎知識。

您將使用的database/sql包包括用于連接數據庫、執行事務、取消正在進行的操作等的類型和函數。

在本教程中，您將創建一個數據庫，然后編寫代碼來訪問該數據庫。您的示例項目將是有關老式爵士樂唱片的數據存儲庫。

首先，為您要編寫的代碼創建一個文件夾。

1、打開命令提示符并切換到您的主目錄。

在 Linux 或 Mac 上：

在 Windows 上：

2、在命令提示符下，為您的代碼創建一個名為 data-access 的目錄。

3、創建一個模塊，您可以在其中管理將在本教程中添加的依賴項。

運行go mod init命令，為其提供新代碼的模塊路徑。

此命令創建一個 go.mod 文件，您添加的依賴項將在其中列出以供跟蹤。

注意：在實際開發中，您會指定一個更符合您自己需求的模塊路徑。有關更多信息，請參閱一下文章。

GO語言（二十五）：管理依賴項（上）

GO語言（二十六）：管理依賴項（中）

GO語言（二十七）：管理依賴項（下）

接下來，您將創建一個數據庫。

在此步驟中，您將創建要使用的數據庫。您將使用 DBMS 本身的 CLI 創建數據庫和表，以及添加數據。

您將創建一個數據庫，其中包含有關黑膠唱片上的老式爵士樂錄音的數據。

這里的代碼使用MySQL CLI，但大多數 DBMS 都有自己的 CLI，具有類似的功能。

1、打開一個新的命令提示符。

在命令行，登錄到您的 DBMS，如下面的 MySQL 示例所示。

2、在mysql命令提示符下，創建一個數據庫。

3、切到您剛剛創建的數據庫，以便您可以添加表。

4、在文本編輯器的 data-access 文件夾中，創建一個名為 create-tables.sql 的文件來保存用于添加表的 SQL 腳本。

將以下 SQL 代碼粘貼到文件中，然后保存文件。

在此 SQL 代碼中：

（1）刪除名為album表。首先執行此命令可以讓您更輕松地稍后重新運行腳本。

（2）創建一個album包含四列的表：title、artist和price。每行的id值由 DBMS 自動創建。

（3）添加帶有值的四行。

5、在mysql命令提示符下，運行您剛剛創建的腳本。

您將使用以下形式的source命令：

6、在 DBMS 命令提示符處，使用SELECT語句來驗證您是否已成功創建包含數據的表。

接下來，您將編寫一些 Go 代碼進行連接，以便進行查詢。

現在你已經有了一個包含一些數據的數據庫，開始你的 Go 代碼。

找到并導入一個數據庫驅動程序，該驅動程序會將您通過database/sql包中的函數發出的請求轉換為數據庫可以理解的請求。

1、在您的瀏覽器中，訪問SQLDrivers wiki 頁面以識別您可以使用的驅動程序。

2、使用頁面上的列表來識別您將使用的驅動程序。為了在本教程中訪問 MySQL，您將使用 Go-MySQL-Driver。

3、請注意驅動程序的包名稱 - 此處為github.com/go-sql-driver/mysql.

4、使用您的文本編輯器，創建一個用于編寫 Go 代碼的文件，并將該文件作為 main.go 保存在您之前創建的數據訪問目錄中。

5、進入main.go，粘貼以下代碼導入驅動包。

在此代碼中：

（1）將您的代碼添加到main包中，以便您可以獨立執行它。

（2）導入 MySQL 驅動程序github.com/go-sql-driver/mysql。

導入驅動程序后，您將開始編寫代碼以訪問數據庫。

現在編寫一些 Go 代碼，讓您使用數據庫句柄訪問數據庫。

您將使用指向結構的指針sql.DB，它表示對特定數據庫的訪問。

編寫代碼

1、進入 main.go，在import您剛剛添加的代碼下方，粘貼以下 Go 代碼以創建數據庫句柄。

在此代碼中：

（3）使用 MySQL 驅動程序Config和FormatDSN類型以收集連接屬性并將它們格式化為連接字符串的 DSN。

該Config結構使代碼比連接字符串更容易閱讀。

（4）調用sql.Open 初始化db變量，傳遞 FormatDSN。

（5）檢查來自的錯誤sql.Open。例如，如果您的數據庫連接細節格式不正確，它可能會失敗。

為了簡化代碼，您調用log.Fatal結束執行并將錯誤打印到控制臺。在生產代碼中，您會希望以更優雅的方式處理錯誤。

（6）調用DB.Ping以確認連接到數據庫有效。在運行時， sql.Open可能不會立即連接，具體取決于驅動程序。您在Ping此處使用以確認 database/sql包可以在需要時連接。

（7）檢查來自Ping的錯誤，以防連接失敗。

（8）Ping如果連接成功，則打印一條消息。

文件的頂部現在應該如下所示：

3、保存 main.go。

1、開始跟蹤 MySQL 驅動程序模塊作為依賴項。

使用go get 添加 github.com/go-sql-driver/mysql 模塊作為您自己模塊的依賴項。使用點參數表示“獲取當前目錄中代碼的依賴項”。

2、在命令提示符下，設置Go 程序使用的DBUSER和DBPASS環境變量。

在 Linux 或 Mac 上：

在 Windows 上：

3、在包含 main.go 的目錄中的命令行中，通過鍵入go run來運行代碼。

連接成功了！

接下來，您將查詢一些數據。

Go語言——sync.Map詳解

sync.Map是1.9才推薦的并發安全的map，除了互斥量以外，還運用了原子操作，所以在這之前，有必要了解下 Go語言——原子操作

go1.10\src\sync\map.go

entry分為三種情況：

從read中讀取key，如果key存在就tryStore。

注意這里開始需要加鎖，因為需要操作dirty。

條目在read中，首先取消標記，然后將條目保存到dirty里。（因為標記的數據不在dirty里）

最后原子保存value到條目里面，這里注意read和dirty都有條目。

總結一下Store：

這里可以看到dirty保存了數據的修改，除非可以直接原子更新read，繼續保持read clean。

有了之前的經驗，可以猜測下load流程：

與猜測的區別：

由于數據保存兩份，所以刪除考慮：

先看第二種情況。加鎖直接刪除dirty數據。思考下貌似沒什么問題，本身就是臟數據。

第一種和第三種情況唯一的區別就是條目是否被標記。標記代表刪除，所以直接返回。否則CAS操作置為nil。這里總感覺少點什么，因為條目其實還是存在的，雖然指針nil。

看了一圈貌似沒找到標記的邏輯，因為刪除只是將他變成nil。

之前以為這個邏輯就是簡單的將為標記的條目拷貝給dirty，現在看來大有文章。

p == nil，說明條目已經被delete了，CAS將他置為標記刪除。然后這個條目就不會保存在dirty里面。

這里其實就跟miss邏輯串起來了，因為miss達到閾值之后，dirty會全量變成read，也就是說標記刪除在這一步最終刪除。這個還是很巧妙的。

真正的刪除邏輯：

很繞。。。。

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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標題名稱：go語言42章講解 GO語言教程
文章分享：http://m.kartarina.com/article44/hgpcee.html

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