go学习笔记(二)

interface

类似于c++多态,简单的说,interface是一组method签名的组合,我们通过interface来定义对象的一组行为。interface可以被任意的对象实现。同理,一个对象可以实现任意多个interface,那么interface里面到底能存什么值呢?如果我们定义了一个interface的变量,那么这个变量里面可以存实现这个interface的任意类型的对象。interface就是一组抽象方法的集合,它必须由其他非interface类型实现,而不能自我实现。

空interface,空interface(interface{})不包含任何的method。正因为如此,所有的类型都实现了空interface。空interface对于描述起不到任何的作用(因为它不包含任何的method),但是空interface在我们需要存储任意类型的数值的时候相当有用,因为它可以存储任意类型的数值。一个函数把interface{}作为参数,那么他可以接受任意类型的值作为参数,如果一个函数返回interface{},那么也就可以返回任意类型的值。类似于C语言的void*类型。

interface变量存储的类型,Go语言里面有一个语法,可以直接判断是否是该类型的变量: value, ok = element.(T),这里value就是变量的值,ok是一个bool类型,element是interface变量,T是断言的类型。如果element里面确实存储了T类型的数值,那么ok返回true,否则返回false。或者使用switch如switch value:=element.(type) case T

嵌入interface,类似与struct匿名字段,如果一个interface1作为interface2的一个嵌入字段,那么interface2隐式的包含了interface1里面的method。

反射,Go语言实现了反射,所谓反射就是能检查程序在运行时的状态。我们一般用到的包是reflect包。

并发

就目前而言,并发包含以下几种主流的实现模型。

  1>.多进程。多进程是在操作系统层面进行并发的基本模式。同时也是开销最大的模式。在Linux平台上,很多工具链正是采用这种模式在工作。比如某个Web服务器,它会有专门的进程负责网络端口的监听和链接管理,还会有专门的进程负责事务和运算。这种方法的好处在于简单、进程间互不影响,坏处在于系统开销大,因为所有的进程都是由内核管理的。

  2>.多线程。多线程在大部分操作系统上都属于系统层面的并发模式,也是我们使用最多的最有效的一种模式。目前,我们所见的几乎所有工具链都会使用这种模式。它比多进程 的开销小很多,但是其开销依旧比较大,且在高并发模式下,效率会有影响。

  3>.基于回调的非阻塞/异步IO。这种架构的诞生实际上来源于多线程模式的危机。在很多高并发服务器开发实践中,使用多线程模式会很快耗尽服务器的内存和CPU资源。而这种模式通过事件驱动的方式使用异步IO,使服务器持续运转,且尽可能地少用线程,降低开销,它目前在Node.js中得到了很好的实践。但是使用这种模式,编程比多线程要复杂,因为它把流程做了分割,对于问题本身的反应不够自然。

  4>.协程。协程(Coroutine)本质上是一种用户态线程,不需要操作系统来进行抢占式调度,且在真正的实现中寄存于线程中,因此,系统开销极小,可以有效提高线程的任务并发性,而避免多线程的缺点。使用协程的优点是编程简单,结构清晰;缺点是需要语言的支持,如果不支持,则需要用户在程序中自行实现调度器。目前,原生支持协程的语言还很少。

与传统的系统级线程和进程相比,协程的最大优势在于其“轻量级”,可以轻松创建上百万个而不会导致系统资源衰竭,而线程和进程通常最多也不能超过1万个。

goroutine是Go并行设计的核心。goroutine说到底其实就是协程,但是它比线程更小,十几个goroutine可能体现在底层就是五六个线程,Go语言内部帮你实现了这些goroutine之间的内存共享。执行goroutine只需极少的栈内存(大概是4~5KB),当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此,可同时运行成千上万个并发任务。goroutine比thread更易用、更高效、更轻便。

channels,goroutine运行在相同的地址空间,因此访问共享内存必须做好同步。那么goroutine之间如何进行数据的通信呢,Go提供了一个很好的通信机制channel。channel可以与Unix shell 中的双向管道做类比:全双工,可以通过它发送或者接收值。这些值只能是特定的类型:channel类型。定义一个channel时,也需要定义发送到channel的值的类型。注意,必须使用make 创建channel:默认情况下,channel接收和发送数据都是阻塞的,除非另一端已经准备好,这样就使得Goroutines同步变的更加的简单,而不需要显式的lock。所谓阻塞,也就是如果读取(value := <-ch)它将会被阻塞,直到有数据接收。其次,任何发送(ch<-5)将会被阻塞,直到数据被读出

Go也允许指定channel的缓冲大小,很简单,就是channel可以存储多少元素。ch:= make(chan bool, 4),创建了可以存储4个元素的bool 型channel。在这个channel 中,前4个元素可以无阻塞的写入。当写入第5个元素时,代码将会阻塞,直到其他goroutine从channel 中读取一些元素,腾出空间。

go也可以通过range,像操作slice或者map一样操作缓存类型的channel,for i := range c能够不断的读取channel里面的数据,直到该channel被显式的关闭。生产者通过内置函数close关闭channel。关闭channel之后就无法再发送任何数据了,在消费方可以通过语法v, ok := <-ch测试channel是否被关闭。如果ok返回false,那么说明channel已经没有任何数据并且已经被关闭。记住应该在生产者的地方关闭channel,而不是消费的地方去关闭它,这样容易引起panic,另外记住一点的就是channel不像文件之类的,不需要经常去关闭,只有当你确实没有任何发送数据了,或者你想显式的结束range循环之类的。

select,那么如果存在多个channel的时候,我们该如何操作呢,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。select默认是阻塞的,只有当监听的channel中有发送或接收可以进行时才会运行,当多个channel都准备好的时候,select是随机的选择一个执行的。在select里面还有default语法,select其实就是类似switch的功能,default就是当监听的channel都没有准备好的时候,默认执行的(select不再阻塞等待channel)。

超时,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:

runtime goroutine

runtime包中有几个处理goroutine的函数:

Goexit 退出当前执行的goroutine,但是defer函数还会继续调用

Gosched 让出当前goroutine的执行权限,调度器安排其他等待的任务运行,并在下次某个时候从该位置恢复执行。

NumCPU 返回 CPU 核数量

NumGoroutine 返回正在执行和排队的任务总数

GOMAXPROCS 用来设置可以并行计算的CPU核数的最大值,并返回之前的值。

go web开发

我们浏览网页都是通过URL访问的,那么URL到底是怎么样的呢?

URL(Uniform Resource Locator)是“统一资源定位符”的英文缩写,用于描述一个网络上的资源, 基本格式如下

scheme://host[:port#]/path/.../[?query-string][#anchor]

scheme        指定底层使用的协议(例如:http, https, ftp)

host          HTTP服务器的IP地址或者域名

port#          HTTP服务器的默认端口是80,这种情况下端口号可以省略。如果使用了别的端口,必须指明,例如 http://www.cnblogs.com:8080/

path          访问资源的路径

query-string  发送给http服务器的数据

anchor        锚

一个Web服务器也被称为HTTP服务器,它通过HTTP协议与客户端通信。这个客户端通常指的是Web浏览器(其实手机端客户端内部也是浏览器实现的)。

Web服务器的工作原理可以简单地归纳为:

1,客户机通过TCP/IP协议建立到服务器的TCP连接

2,客户端向服务器发送HTTP协议请求包,请求服务器里的资源文档

3,服务器向客户机发送HTTP协议应答包,如果请求的资源包含有动态语言的内容,那么服务器会调用动态语言的解释引擎负责处理“动态内容”,并将处理得到的数据返回给客户端

4,客户机与服务器断开。由客户端解释HTML文档,在客户端屏幕上渲染图形结果

一个简单的HTTP事务就是这样实现的,看起来很复杂,原理其实是挺简单的。需要注意的是客户机与服务器之间的通信是非持久连接的,也就是当服务器发送了应答后就与客户机断开连接,等待下一次请求。

http协议可参考之前文章https://www.jianshu.com/p/dca94c584ce1

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