科技遐想阁

golang 100 true

在同一个 const group 中，如果常量定义与前一行的定义一致，则可以省略类型和值。编译时，会按照前一行的定义自动补全。即等价于

1
2
3
4
5
6
7
8
9

func main() {
	const (
		a, b = "golang", 100
		d, e = "golang", 100
		f bool = true
		g bool = true
	)
	fmt.Println(d, e, g)
}

编译失败：cannot use M (type int32) as type int in assignment

Go 语言中，常量分为无类型常量和有类型常量两种，const N = 100，属于无类型常量，赋值给其他变量时，如果字面量能够转换为对应类型的变量，则赋值成功，例如，var x int = N。但是对于有类型的常量 const M int32 = 100，赋值给其他变量时，需要类型匹配才能成功，所以显示地类型转换：

1

var y int = int(M)

-128

int8 能表示的数字的范围是 [-2^7, 2^7-1]，即 [-128, 127]。-128 是无类型常量，转换为 int8，再除以变量 -1，结果为 128，常量除以变量，结果是一个变量。变量转换时允许溢出，符号位变为1，转为补码后恰好等于 -128。

对于有符号整型，最高位是是符号位，计算机用补码表示负数。补码 = 原码取反加一。

例如：

1
2
3
4
5
6
7
8
9

-1 :  11111111
00000001(原码)    11111110(取反)    11111111(加一)
-128：    
10000000(原码)    01111111(取反)    10000000(加一)

-1 + 1 = 0
11111111 + 00000001 = 00000000(最高位溢出省略)
-128 + 127 = -1
10000000 + 01111111 = 11111111

编译失败：constant 128 overflows int8

-128 和 a 都是常量，在编译时求值，-128 / a = 128，两个常量相除，结果也是一个常量，常量类型转换时不允许溢出，因而编译失败。

1 err

:= 表示声明并赋值，= 表示仅赋值。

变量的作用域是大括号，因此在第一个 if 语句 if err == nil 内部重新声明且赋值了与外部变量同名的局部变量 err。对该局部变量的赋值不会影响到外部的 err。因此第二个 if 语句 if err != nil 不成立。所以只打印了 1 err。

132

defer 延迟调用时，需要保存函数指针和参数，因此链式调用的情况下，除了最后一个函数/方法外的函数/方法都会在调用时直接执行。也就是说 t.f(1) 直接执行，然后执行 fmt.Print(3)，最后函数返回时再执行 .f(2)，因此输出是 132。

1

打印 1 而不是 101。defer 语句执行时，会将需要延迟调用的函数和参数保存起来，也就是说，执行到 defer 时，参数 n(此时等于1) 已经被保存了。因此后面对 n 的改动并不会影响延迟函数调用的结果。

101

匿名函数没有通过传参的方式将 n 传入，因此匿名函数内的 n 和函数外部的 n 是同一个，延迟执行时，已经被改变为 101。

1
2

101
1

先打印 101，再打印 1。defer 的作用域是函数，而不是代码块，因此 if 语句退出时，defer 不会执行，而是等 101 打印后，整个函数返回时，才会执行。

对于无缓冲的 channel，发送方将阻塞该信道，直到接收方从该信道接收到数据为止，而接收方也将阻塞该信道，直到发送方将数据发送到该信道中为止。

对于有缓存的 channel，发送方在没有空插槽（缓冲区使用完）的情况下阻塞，而接收方在信道为空的情况下阻塞。

例如:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

func main() {
	st := time.Now()
	ch := make(chan bool)
	go func ()  {
		time.Sleep(time.Second * 2)
		<-ch
	}()
	ch <- true  // 无缓冲，发送方阻塞直到接收方接收到数据。
	fmt.Printf("cost %.1f s\n", time.Now().Sub(st).Seconds())
	time.Sleep(time.Second * 5)
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

func main() {
	st := time.Now()
	ch := make(chan bool, 2)
	go func ()  {
		time.Sleep(time.Second * 2)
		<-ch
	}()
	ch <- true
	ch <- true // 缓冲区为 2，发送方不阻塞，继续往下执行
	fmt.Printf("cost %.1f s\n", time.Now().Sub(st).Seconds()) // cost 0.0 s
	ch <- true // 缓冲区使用完，发送方阻塞，2s 后接收方接收到数据，释放一个插槽，继续往下执行
	fmt.Printf("cost %.1f s\n", time.Now().Sub(st).Seconds()) // cost 2.0 s
	time.Sleep(time.Second * 5)
}

协程泄露是指协程创建后，长时间得不到释放，并且还在不断地创建新的协程，最终导致内存耗尽，程序崩溃。常见的导致协程泄露的场景有以下几种：

• 缺少接收器，导致发送阻塞

这个例子中，每执行一次 query，则启动1000个协程向信道 ch 发送数字 0，但只接收了一次，导致 999 个协程被阻塞，不能退出。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

func query() int {
	ch := make(chan int)
	for i := 0; i < 1000; i++ {
		go func() { ch <- 0 }()
	}
	return <-ch
}

func main() {
	for i := 0; i < 4; i++ {
		query()
		fmt.Printf("goroutines: %d\n", runtime.NumGoroutine())
	}
}
// goroutines: 1001
// goroutines: 2000
// goroutines: 2999
// goroutines: 3998

• 缺少发送器，导致接收阻塞

那同样的，如果启动 1000 个协程接收信道的信息，但信道并不会发送那么多次的信息，也会导致接收协程被阻塞，不能退出。

• 死锁(dead lock)

两个或两个以上的协程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成阻塞，这种情况下，也会导致协程被阻塞，不能退出。

• 无限循环(infinite loops)

这个例子中，为了避免网络等问题，采用了无限重试的方式，发送 HTTP 请求，直到获取到数据。那如果 HTTP 服务宕机，永远不可达，导致协程不能退出，发生泄漏。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

func request(url string, wg *sync.WaitGroup) {
	i := 0
	for {
		if _, err := http.Get(url); err == nil {
			// write to db
			break
		}
		i++
		if i >= 3 {
			break
		}
		time.Sleep(time.Second)
	}
	wg.Done()
}

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < 1000; i++ {
		wg.Add(1)
		go request(fmt.Sprintf("https://127.0.0.1:8080/%d", i), &wg)
	}
	wg.Wait()
}

The GOMAXPROCS variable limits the number of operating system threads that can execute user-level Go code simultaneously. There is no limit to the number of threads that can be blocked in system calls on behalf of Go code; those do not count against the GOMAXPROCS limit.

可以使用环境变量 GOMAXPROCS 或 runtime.GOMAXPROCS(num int) 设置，例如：

1

runtime.GOMAXPROCS(1) // 限制同时执行Go代码的操作系统线程数为 1

从官方文档的解释可以看到，GOMAXPROCS 限制的是同时执行用户态 Go 代码的操作系统线程的数量，但是对于被系统调用阻塞的线程数量是没有限制的。GOMAXPROCS 的默认值等于 CPU 的逻辑核数，同一时间，一个核只能绑定一个线程，然后运行被调度的协程。因此对于 CPU 密集型的任务，若该值过大，例如设置为 CPU 逻辑核数的 2 倍，会增加线程切换的开销，降低性能。对于 I/O 密集型应用，适当地调大该值，可以提高 I/O 吞吐率。

init() 函数是 Go 程序初始化的一部分。Go 程序初始化先于 main 函数，由 runtime 初始化每个导入的包，初始化顺序不是按照从上到下的导入顺序，而是按照解析的依赖关系，没有依赖的包最先初始化。

每个包首先初始化包作用域的常量和变量（常量优先于变量），然后执行包的 init() 函数。同一个包，甚至是同一个源文件可以有多个 init() 函数。init() 函数没有入参和返回值，不能被其他函数调用，同一个包内多个 init() 函数的执行顺序不作保证。

一句话总结： import –> const –> var –> init() –> main()

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

package main

import "fmt"

func init()  {
	fmt.Println("init1:", a)
}

func init()  {
	fmt.Println("init2:", a)
}

var a = 10
const b = 100

func main() {
	fmt.Println("main:", a)
}
// 执行结果
// init1: 10
// init2: 10
// main: 10

由编译器决定。Go 语言编译器会自动决定把一个变量放在栈还是放在堆，编译器会做逃逸分析(escape analysis)，当发现变量的作用域没有超出函数范围，就可以在栈上，反之则必须分配在堆上。

1
2
3
4
5
6
7
8
9

func foo() *int {
	v := 11
	return &v
}

func main() {
	m := foo()
	println(*m) // 11
}

foo() 函数中，如果 v 分配在栈上，foo 函数返回时，&v 就不存在了，但是这段函数是能够正常运行的。Go 编译器发现 v 的引用脱离了 foo 的作用域，会将其分配在堆上。因此，main 函数中仍能够正常访问该值。

Go 语言中，interface 的内部实现包含了 2 个字段，类型 T 和 值 V，interface 可以使用 == 或 != 比较。2 个 interface 相等有以下 2 种情况

1. 两个 interface 均等于 nil（此时 V 和 T 都处于 unset 状态）
2. 类型 T 相同，且对应的值 V 相等。

看下面的例子：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

type Stu struct {
	Name string
}

type StuInt interface{}

func main() {
	var stu1, stu2 StuInt = &Stu{"Tom"}, &Stu{"Tom"}
	var stu3, stu4 StuInt = Stu{"Tom"}, Stu{"Tom"}
	fmt.Println(stu1 == stu2) // false
	fmt.Println(stu3 == stu4) // true
}

stu1 和 stu2 对应的类型是 *Stu，值是 Stu 结构体的地址，两个地址不同，因此结果为 false。
stu3 和 stu4 对应的类型是 Stu，值是 Stu 结构体，且各字段相等，因此结果为 true。

可能。

接口(interface) 是对非接口值(例如指针，struct等)的封装，内部实现包含 2 个字段，类型 T 和 值 V。一个接口等于 nil，当且仅当 T 和 V 处于 unset 状态（T=nil，V is unset）。

• 两个接口值比较时，会先比较 T，再比较 V。
• 接口值与非接口值比较时，会先将非接口值尝试转换为接口值，再比较。

1
2
3
4
5
6
7

func main() {
	var p *int = nil
	var i interface{} = p
	fmt.Println(i == p) // true
	fmt.Println(p == nil) // true
	fmt.Println(i == nil) // false
}

上面这个例子中，将一个 nil 非接口值 p 赋值给接口 i，此时，i 的内部字段为(T=*int, V=nil)，i 与 p 作比较时，将 p 转换为接口后再比较，因此 i == p，p 与 nil 比较，直接比较值，所以 p == nil。

但是当 i 与 nil 比较时，会将 nil 转换为接口 (T=nil, V=nil)，与i (T=*int, V=nil) 不相等，因此 i != nil。因此 V 为 nil ，但 T 不为 nil 的接口不等于 nil。

最常见的垃圾回收算法有标记清除(Mark-Sweep) 和引用计数(Reference Count)，Go 语言采用的是标记清除算法。并在此基础上使用了三色标记法和写屏障技术，提高了效率。

标记清除收集器是跟踪式垃圾收集器，其执行过程可以分成标记（Mark）和清除（Sweep）两个阶段：

• 标记阶段 — 从根对象出发查找并标记堆中所有存活的对象；
• 清除阶段 — 遍历堆中的全部对象，回收未被标记的垃圾对象并将回收的内存加入空闲链表。

标记清除算法的一大问题是在标记期间，需要暂停程序（Stop the world，STW），标记结束之后，用户程序才可以继续执行。为了能够异步执行，减少 STW 的时间，Go 语言采用了三色标记法。

三色标记算法将程序中的对象分成白色、黑色和灰色三类。

• 白色：不确定对象。
• 灰色：存活对象，子对象待处理。
• 黑色：存活对象。

标记开始时，所有对象加入白色集合（这一步需 STW ）。首先将根对象标记为灰色，加入灰色集合，垃圾搜集器取出一个灰色对象，将其标记为黑色，并将其指向的对象标记为灰色，加入灰色集合。重复这个过程，直到灰色集合为空为止，标记阶段结束。那么白色对象即可需要清理的对象，而黑色对象均为根可达的对象，不能被清理。

三色标记法因为多了一个白色的状态来存放不确定对象，所以后续的标记阶段可以并发地执行。当然并发执行的代价是可能会造成一些遗漏，因为那些早先被标记为黑色的对象可能目前已经是不可达的了。所以三色标记法是一个 false negative（假阴性）的算法。

三色标记法并发执行仍存在一个问题，即在 GC 过程中，对象指针发生了改变。比如下面的例子：

1

A (黑) -> B (灰) -> C (白) -> D (白)

正常情况下，D 对象最终会被标记为黑色，不应被回收。但在标记和用户程序并发执行过程中，用户程序删除了 C 对 D 的引用，而 A 获得了 D 的引用。标记继续进行，D 就没有机会被标记为黑色了（A 已经处理过，这一轮不会再被处理）。

1
2
3

A (黑) -> B (灰) -> C (白) 
  ↓
 D (白)

为了解决这个问题，Go 使用了内存屏障技术，它是在用户程序读取对象、创建新对象以及更新对象指针时执行的一段代码，类似于一个钩子。垃圾收集器使用了写屏障（Write Barrier）技术，当对象新增或更新时，会将其着色为灰色。这样即使与用户程序并发执行，对象的引用发生改变时，垃圾收集器也能正确处理了。

一次完整的 GC 分为四个阶段：

• 1）标记准备(Mark Setup，需 STW)，打开写屏障(Write Barrier)
• 2）使用三色标记法标记（Marking, 并发）
• 3）标记结束(Mark Termination，需 STW)，关闭写屏障。
• 4）清理(Sweeping, 并发)

• 参考 fullstack

这在 Go 中是安全的，Go 编译器将会对每个局部变量进行逃逸分析。如果发现局部变量的作用域超出该函数，则不会将内存分配在栈上，而是分配在堆上。

• 一个T类型的值可以调用为*T类型声明的方法，但是仅当此T的值是可寻址(addressable) 的情况下。编译器在调用指针属主方法前，会自动取此T值的地址。因为不是任何T值都是可寻址的，所以并非任何T值都能够调用为类型*T声明的方法。
• 反过来，一个*T类型的值可以调用为类型T声明的方法，这是因为解引用指针总是合法的。事实上，你可以认为对于每一个为类型 T 声明的方法，编译器都会为类型*T自动隐式声明一个同名和同签名的方法。

哪些值是不可寻址的呢？

• 字符串中的字节；
• map 对象中的元素（slice 对象中的元素是可寻址的，slice的底层是数组）；
• 常量；
• 包级别的函数等。

举一个例子，定义类型 T，并为类型 *T 声明一个方法 hello()，变量 t1 可以调用该方法，但是常量 t2 调用该方法时，会产生编译错误。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

type T string

func (t *T) hello() {
	fmt.Println("hello")
}

func main() {
	var t1 T = "ABC"
	t1.hello() // hello
	const t2 T = "ABC"
	t2.hello() // error: cannot call pointer method on t
}

:= 声明+赋值

= 仅赋值

1
2
3
4

var foo int
foo = 10
// 等价于
foo := 10

指针用来保存变量的地址。

例如

1
2
3

var x =  5
var p *int = &x
fmt.Printf("x = %d",  *p) // x 可以用 *p 访问

• * 运算符，也称为解引用运算符，用于访问地址中的值。
• ＆运算符，也称为地址运算符，用于返回变量的地址。

允许

1
2
3
4
5
6
7
8

func swap(x, y string) (string, string) {
   return y, x
}

func main() {
   a, b := swap("A", "B")
   fmt.Println(a, b) // B A
}

Go 没有异常类型，只有错误类型（Error），通常使用返回值来表示异常状态。

1
2
3
4

f, err := os.Open("test.txt")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}

Goroutine 是与其他函数或方法同时运行的函数或方法。 Goroutines 可以被认为是轻量级的线程。 与线程相比，创建 Goroutine 的开销很小。 Go应用程序同时运行数千个 Goroutine 是非常常见的做法。

Go 语言中，字符串是只读的，也就意味着每次修改操作都会创建一个新的字符串。如果需要拼接多次，应使用 strings.Builder，最小化内存拷贝次数。

1
2
3
4
5

var str strings.Builder
for i := 0; i < 1000; i++ {
    str.WriteString("a")
}
fmt.Println(str.String())

ASCII 码只需要 7 bit 就可以完整地表示，但只能表示英文字母在内的128个字符，为了表示世界上大部分的文字系统，发明了 Unicode， 它是ASCII的超集，包含世界上书写系统中存在的所有字符，并为每个代码分配一个标准编号（称为Unicode CodePoint），在 Go 语言中称之为 rune，是 int32 类型的别名。

Go 语言中，字符串的底层表示是 byte (8 bit) 序列，而非 rune (32 bit) 序列。例如下面的例子中 语 和 言 使用 UTF-8 编码后各占 3 个 byte，因此 len("Go语言") 等于 8，当然我们也可以将字符串转换为 rune 序列。

1
2

fmt.Println(len("Go语言")) // 8
fmt.Println(len([]rune("Go语言"))) // 4

1
2
3

if val, ok := dict["foo"]; ok {
    //do something here
}

dict["foo"] 有 2 个返回值，val 和 ok，如果 ok 等于 true，则说明 dict 包含 key "foo"，val 将被赋予 "foo" 对应的值。

Go 语言不支持可选参数（python 支持），也不支持方法重载（java支持）。

• 多个 defer 语句，遵从后进先出(Last In First Out，LIFO)的原则，最后声明的 defer 语句，最先得到执行。
• defer 在 return 语句之后执行，但在函数退出之前，defer 可以修改返回值。

例如：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

func test() int {
	i := 0
	defer func() {
		fmt.Println("defer1")
	}()
	defer func() {
		i += 1
		fmt.Println("defer2")
	}()
	return i
}

func main() {
	fmt.Println("return", test())
}
// defer2
// defer1
// return 0

这个例子中，可以看到 defer 的执行顺序：后进先出。但是返回值并没有被修改，这是由于 Go 的返回机制决定的，执行 return 语句后，Go 会创建一个临时变量保存返回值，因此，defer 语句修改了局部变量 i，并没有修改返回值。那如果是有名的返回值呢？

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

func test() (i int) {
	i = 0
	defer func() {
		i += 1
		fmt.Println("defer2")
	}()
	return i
}

func main() {
	fmt.Println("return", test())
}
// defer2
// return 1

这个例子中，返回值被修改了。对于有名返回值的函数，执行 return 语句时，并不会再创建临时变量保存，因此，defer 语句修改了 i，即对返回值产生了影响。

tag 可以理解为 struct 字段的注解，可以用来定义字段的一个或多个属性。框架/工具可以通过反射获取到某个字段定义的属性，采取相应的处理方式。tag 丰富了代码的语义，增强了灵活性。

例如：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

package main

import "fmt"
import "encoding/json"

type Stu struct {
	Name string `json:"stu_name"`
	ID   string `json:"stu_id"`
	Age  int    `json:"-"`
}

func main() {
	buf, _ := json.Marshal(Stu{"Tom", "t001", 18})
	fmt.Printf("%s\n", buf)
}

这个例子使用 tag 定义了结构体字段与 json 字段的转换关系，Name -> stu_name, ID -> stu_id，忽略 Age 字段。很方便地实现了 Go 结构体与不同规范的 json 文本之间的转换。

go 语言中可以使用反射 reflect.DeepEqual(a, b) 判断 a、b 两个切片是否相等，但是通常不推荐这么做，使用反射非常影响性能。

通常采用的方式如下，遍历比较切片中的每一个元素（注意处理越界的情况）。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

func StringSliceEqualBCE(a, b []string) bool {
    if len(a) != len(b) {
        return false
    }

    if (a == nil) != (b == nil) {
        return false
    }

    b = b[:len(a)]
    for i, v := range a {
        if v != b[i] {
            return false
        }
    }

    return true
}

%v 和 %+v 都可以用来打印 struct 的值，区别在于 %v 仅打印各个字段的值，%+v 还会打印各个字段的名称。

1
2
3
4
5
6
7
8

type Stu struct {
	Name string
}

func main() {
	fmt.Printf("%v\n", Stu{"Tom"}) // {Tom}
	fmt.Printf("%+v\n", Stu{"Tom"}) // {Name:Tom}
}

但如果结构体定义了 String() 方法，%v 和 %+v 都会调用 String() 覆盖默认值。

通常使用常量(const) 来表示枚举值。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

type StuType int32

const (
	Type1 StuType = iota
	Type2
	Type3
	Type4
)

func main() {
	fmt.Println(Type1, Type2, Type3, Type4) // 0, 1, 2, 3
}

参考 What is an idiomatic way of representing enums in Go? - StackOverflow

使用空结构体 struct{} 可以节省内存，一般作为占位符使用，表明这里并不需要一个值。

1

fmt.Println(unsafe.Sizeof(struct{}{})) // 0

比如使用 map 表示集合时，只关注 key，value 可以使用 struct{} 作为占位符。如果使用其他类型作为占位符，例如 int，bool，不仅浪费了内存，而且容易引起歧义。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

type Set map[string]struct{}

func main() {
	set := make(Set)

	for _, item := range []string{"A", "A", "B", "C"} {
		set[item] = struct{}{}
	}
	fmt.Println(len(set)) // 3
	if _, ok := set["A"]; ok {
		fmt.Println("A exists") // A exists
	}
}

再比如，使用信道(channel)控制并发时，我们只是需要一个信号，但并不需要传递值，这个时候，也可以使用 struct{} 代替。

1
2
3
4
5
6
7
8
9

func main() {
	ch := make(chan struct{}, 1)
	go func() {
		<-ch
		// do something
	}()
	ch <- struct{}{}
	// ...
}

再比如，声明只包含方法的结构体。

1
2
3
4
5
6
7
8
9

type Lamp struct{}

func (l Lamp) On() {
        println("On")

}
func (l Lamp) Off() {
        println("Off")
}