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与其他作为学术实验开始的语言不同#xff0c; Go 代码的设计是务实的。每个功能和语法决策都旨在让程序员的生活更轻松。Golang 针对并发进行了优化#xff0c;并且在规模上运行良好。由于单一的标…go基础类
1、与其他语言相比使用 Go 有什么好处
与其他作为学术实验开始的语言不同 Go 代码的设计是务实的。每个功能和语法决策都旨在让程序员的生活更轻松。Golang 针对并发进行了优化并且在规模上运行良好。由于单一的标准代码格式 Golang 通常被认为比其他语言更具可读性。自动垃圾收集明显比 Java 或 Python 更有效因为它与程序同时执行。
2、 Golang 使用什么数据类型
Golang 使用以下类型
MethodBoolStringArraySliceStructPointerFunctionInterfaceMapChannel
3、 Go 程序中的包是什么
包 (pkg) 是 Go 工作区中包含 Go 源文件或其他包的目录。源文件中的每个函数、变量和类型都存储在链接包中。每个 Go 源文件都属于一个包该包在文件顶部使用以下命令声明
package packagename您可以使用以下方法导入和导出包以重用导出的函数或类型
import packagenameGolang 的标准包是fmt其中包含格式化和打印功能如Println().
4、Go支持什么形式的类型转换将整数转换为浮点数。
Go支持显式类型转换以满足其严格的类型要求。
i : 55 //int
j : 67.8 //float64
sum : i int(j) //j is converted to int
5、什么是 Goroutine你如何停止它
一个 Goroutine 是一个函数或方法执行同时旁边其他任何够程采用了特殊的Goroutine 线程。 Goroutine 线程比标准线程更轻量级大多数 Golang 程序同时使用数千个 Goroutine。
要创建 Goroutine请 go 在函数声明之前添加关键字。
go f(x, y, z)您可以通过向 Goroutine 发送一个信号通道来停止它。 Goroutines 只能在被告知检查时响应信号因此您需要在逻辑位置例如 for 循环顶部包含检查。
package mainfunc main() {quit : make(chan bool)go func() {for {select {case -quit:returndefault:// …}}}()// …quit - true
}6、 如何在运行时检查变量类型
类型开关(Type Switch)是在运行时检查变量类型的最佳方式。类型开关按类型而不是值来评估变量。每个 Switch 至少包含一个 case 用作条件语句如果没有一个 case 为真则执行 default。
7、 Go 两个接口之间可以存在什么关系
如果两个接口有相同的方法列表那么他们就是等价的可以相互赋值。如果接口 A 的方法列表是接口 B 的方法列表的自己那么接口 B 可以赋值给接口A。接口查询是否成功要在运行期才能够确定。
8、 Go 当中同步锁有什么特点作用是什么
当一个 Goroutine协程获得了Mutex后其他Goroutine协程就只能乖乖的等待除非该Goroutine释放了该Mutex。RWMutex在读锁占用的情况下会阻止写但不阻止读RWMutex。在写锁占用情况下会阻止任何其他Goroutine无论读和写进来整个锁相当于由该Goroutine独占同步锁的作用是保证资源在使用时的独有性不会因为并发而导致数据错乱保证系统的稳定性。
9、 Go 语言当中 Channel通道有什么特点需要注意什么
如果给一个 nil 的 channel 发送数据会造成永远阻塞。如果从一个 nil 的 channel 中接收数据也会造成永久阻塞。给一个已经关闭的 channel 发送数据 会引起 panic从一个已经关闭的 channel 接收数据 如果缓冲区中为空则返回一个零值。
10、 Go 语言当中 Channel 缓冲有什么特点
无缓冲的 channel 是同步的而有缓冲的 channel 是非同步的。
11、 Go 语言中 cap 函数可以作用于哪些内容
可以作用于的类型有
array(数组)slice(切片)channel(通道)
12、 Go Convey 是什么一般用来做什么
go convey 是一个支持 Golang 的单元测试框架go convey 能够自动监控文件修改并启动测试并可以将测试结果实时输出 到 Web 界面go convey 提供了丰富的断言简化测试用例的编写
13、 Go 语言当中 new 的作用是什么
new 创建一个该类型的实例并且返回指向该实例的指针。 new 函数是内建函数函数定义
func new(Type) *Type使用 new 函数来分配空间传递给 new 函数的是一个类型而不是一个值返回值是指向这个新分配的地址的指针
14、 Go 语言中 make 的作用是什么
make的作用是为slice, map or chan的初始化 然后返回引用make函数是内建函数函数定义
func make(Type, size IntegerType) Typemake(T, args)函数的目的和new(T)不同仅仅用于创建slicemapchannel而且返回类型是实例 15、 Printf() Sprintf() FprintF() 都是格式化输出有什么不同
虽然这三个函数都是格式化输出但是输出的目标不一样
Printf 是标准输出一般是屏幕也可以重定向。Sprintf()是把格式化字符串输出到指定的字符串中。Fprintf()是把格式化字符串输出到文件中。
16、 Go 语言当中数组和切片的区别是什么
数组
数组固定长度。 数组长度是数组类型的一部分所以[3]int 和[4]int 是两种不同的数组类型数组需要指定大小不指定也会根据初始化 自动推算出大小大小不可改变。 数组是通过值传递的
切片
切片可以改变长度。 切片是轻量级的数据结构三个属性指针长度容量不需要指定大小切片是地址传递引用传递可以通过数组来初始化也可以通过内置函数 make()来初始化初始化的时候 lencap然后进行扩容。
17、 Go 语言当中值传递和地址传递引用传递如何运用有什么区别举例说明
值传递只会把参数的值复制一份放进对应的函数两个变量的地址不同不可相互修改。地址传递(引用传递)会将变量本身传入对应的函数在函数中可以对该变量进行值内容的修改。
18、 Go 语言当中数组和切片在传递的时候的区别是什么
数组是值传递切片看上去像是引用传递但其实是值传递
19、 Go 语言是如何实现切片扩容的
func main() {arr : make([]int, 0)for i : 0; i 2000; i {fmt.Println(len 为, len(arr), cap 为, cap(arr))arr append(arr, i)}
}我们可以看下结果,依次是
0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024但到了1024之后,就变成了
1024, 1280, 1696, 2304每次都是扩容了四分之一左右。
20、看下面代码的 defer 的执行顺序是什么 defer 的作用和特点是什么
defer 的作用是
你只需要在调用普通函数或方法前加上关键字 defer就完成了 defer 所需要的语法。当 defer 语句被执行时跟在 defer 后面的函数会被延迟执行。直到包含该 defer 语句的函数执行完毕时 defer 后的函数才会被执行不论包含defer 语句的函数是通过 return 正常结束还是由于 panic 导致的异常结束。你可以在一个函数中执行多条 defer 语句它们的执行顺序与声明顺序相反。
defer 的常用场景
defer 语句经常被用于处理成对的操作如打开、关闭、连接、断开连接、 加锁、释放锁。通过 defer 机制不论函数逻辑多复杂都能保证在任何执行路径下资 源被释放。释放资源的 defer 应该直接跟在请求资源的语句后。
21、 Golang Slice 的底层实现
切片是基于数组实现的它的底层是数组它自己本身非常小可以理解为对底层数组的抽象。因为基于数组实现所以它的底层的内存是连续分配的效率非常高还可以通过索引获得数据。
切片本身并不是动态数组或者数组指针。它内部实现的数据结构通过指针引用底层数组设定相关属性将数据读写操作限定在指定的区域内。切片本身是一个只读对象其工作机制类似数组指针的一种封装。
切片对象非常小是因为它是只有 3 个字段的数据结构
指向底层数组的指针切片的长度切片的容量
22、 Golang Slice 的扩容机制有什么注意点
Go 中切片扩容的策略是这样的
首先判断如果新申请容量大于 2 倍的旧容量最终容量就是新申请的容 量否则判断如果旧切片的长度小于 1024则最终容量就是旧容量的两倍否则判断如果旧切片长度大于等于 1024则最终容量从旧容量开始循环增加原来的 1/4, 直到最终容量大于等于新申请的容量如果最终容量计算值溢出则最终容量就是新申请容量
23、 扩容前后的 Slice 是否相同
情况一
原数组还有容量可以扩容实际容量没有填充完这种情况下扩容以后的数组还是指向原来的数组对一个切片的操作可能影响多个指针指向相同地址的 Slice。
情况二
原来数组的容量已经达到了最大值再想扩容 Go 默认会先开一片内存区域把原来的值拷贝过来然后再执行 append() 操作。这种情况丝毫不影响原数组。
要复制一个 Slice最好使用 Copy 函数。
24、 Golang 的参数传递、引用类型
Go 语言中所有的传参都是值传递传值都是一个副本一个拷贝。
因为拷贝的内容有时候是非引用类型 int、 string、 struct 等这些这样就在函数中就无法修改原内容数据有的是引用类型 指针、 map、 slice、 chan 等这些这样就可以修改原内容数据。
Golang 的引用类型包括 slice、 map 和 channel。它们有复杂的内部结构除了申请内存外还需要初始化相关属性。
内置函数 new 计算类型大小为其分配零值内存返回指针。而 make 会被编译器翻译成具体的创建函数由其分配内存和初始化成员结构返回对象而非指针。
25、 Golang Map 底层实现
Golang中map的底层实现是一个散列表因此实现map的过程实际上就是实现散表的过程。在这个散列表中主要出现的结构体有两个一个叫 hmap(aheader for a go map)一个叫 bmap(a bucket for a Go map通常叫其bucket)。
26、 Golang Map 如何扩容
双倍扩容扩容采取了一种称为“ 渐进式” 的方式原有的 key 并不会一次性搬迁完毕每次最多只会搬迁 2 个 bucket。等量扩容 重新排列极端情况下重新排列也解决不了 map 存储就会蜕变成链表性能大大降低此时哈希因子 hash0 的设置可以降低此类极端场景的发生。
27、 Golang Map 查找
Go 语言中map采用的是哈希查找表由一个key通过哈希函数得到哈希值 64位系统中就生成一个64bit的哈希值由这个哈希值将 key 对应存到不同的桶bucket中当有多个哈希映射到相同的的桶中时使用链表解决哈希冲突。
细节 key经过hash后共 64 位根据hmap中B的值计算它到底要落在哪个桶时桶的数量为2^B如B5那么用 64 位最后 5 位表示第几号桶在用hash值的高 8 位确定在 bucket 中的存储位置当前bmap中的bucket未找到则查询对应的overflow bucket对应位置有数据则对比完整的哈希值确定是否是要查找的数据。如果当前map处于数据搬移状态则优先从oldbuckets查找。
28、介绍一下 Channel
Go 语言中不要通过共享内存来通信而要通过通信来实现内存共享。 Go 的CSP(Communicating Sequential Process)并发模型中文可以叫做通信顺序进程是通过goroutine和channel来实现的。
channel收发遵循先进先出FIFO的原则。分为有缓冲区和无缓冲区channel中包括buffer、sendx和recvx收发的位置(ring buffer记录实现)、sendq、recv。当channel因为缓冲区不足而阻塞了队列则使用双向链表存储。
29、 Channel 的 ring buffer 实现
channel中使用了ring buffer 环形缓冲区) 来缓存写入的数据。ringbuffer有很多好处而且非常适合用来实现 FIFO 式的固定长度队列。
在channel中ring buffer的实现如下 上图展示的是一个缓冲区为 8 的 channel buffer recvx 指向最早被读取的数 据 sendx 指向再次写入时插入的位置。
Go 并发编程
1、 Mutex 几种状态
mutexLocked: 表示互斥锁的锁定状态mutexWoken: 表示从正常模式被从唤醒mutexStarving: 当前的互斥锁进入饥饿状态waitersCount: 当前互斥锁上等待的 Goroutine 个数
2、 Mutex 正常模式和饥饿模式
正常模式非公平锁
正常模式下所有等待锁的goroutine按照FIFO 先进先出顺序等待。唤醒的goroutine不会直接拥有锁而是会和新请求goroutine竞争锁。新请求的goroutine更容易抢占因为它正在CPU上执行所以刚刚唤醒的goroutine有很大可能在锁竞争中失败。在这种情况下这个被唤醒的goroutine会加入到等待队列的前面。
饥饿模式公平锁
为了解决了等待goroutine队列的长尾问题饥饿模式下直接由unlock把锁交给等待队列中排在第一位的goroutine(队头)同时饥饿模式下新进来的goroutine不会参与抢锁也不会进入自旋状态会直接进入等待队列的尾部。 这样很好的解决了老的goroutine一直抢不到锁的场景。
饥饿模式的触发条件 当一个goroutine等待锁时间超过 1 毫秒时或者当前队列只剩下一个 goroutine的时候Mutex切换到饥饿模式。
总结
对于两种模式正常模式下的性能是最好的goroutine可以连续多次获取锁饥饿模式解决了取锁公平的问题但是性能会下降 这其实是性能和公平的一个平衡模式。
3、 Mutex 允许自旋的条件
锁已被占用并且锁不处于饥饿模式。积累的自旋次数小于最大自旋次数active_spin4。CPU 核数大于 1。有空闲的 P。当前 Goroutine 所挂载的 P 下本地待运行队列为空。
4、 RWMutex 实现
通过记录readerCount读锁的数量来进行控制当有一个写锁的时候会将读锁数量设置为负数 130。目的是让新进入的读锁等待之前的写锁释放通知读锁。同样的当有写锁进行抢占时 也会等待之前的读锁都释放完毕才会开始进行后续的操作。 而等写锁释放完之后会将值重新加上 130, 并通知刚才新进入的读锁 rw.readerSem 两者互相限制。
5、 RWMutex 注意事项
RWMutex 是单写多读锁该锁可以加多个读锁或者一个写锁读锁占用的情况下会阻止写不会阻止读多个 Goroutine 可以同时获取 读锁写锁会阻止其他 Goroutine无论读和写进来整个锁由该 Goroutine 独占适用于读多写少的场景RWMutex 类型变量的零值是一个未锁定状态的互斥锁RWMutex 在首次被使用之后就不能再被拷贝RWMutex 的读锁或写锁在未锁定状态解锁操作都会引发 panicRWMutex 的一个写锁去锁定临界区的共享资源如果临界区的共享资源已被读锁或写锁锁定这个写锁操作的 goroutine 将被阻塞直到解锁RWMutex 的读锁不要用于递归调用比较容易产生死锁RWMutex 的锁定状态与特定的 goroutine 没有关联。一个 goroutine 可以 RLock Lock另一个 goroutine 可以 RUnlock Unlock写锁被解锁后所有因操作锁定读锁而被阻塞的 goroutine 会被唤醒并都可以成功锁定读锁读锁被解锁后在没有被其他读锁锁定的前提下所有因操作锁定写锁而被阻塞的 Goroutine其中等待时间最长的一个 Goroutine 会被唤醒
6、 Cond 是什么
Cond 实现了一种条件变量可以使用在多个Reader等待共享资源ready的场景如果只有一读一写一个锁或者channel就搞定了
每个 Cond 都会关联一个Lock *sync.Mutex or *sync.RWMutex当修改条件或者调用Wait方法时必须加锁保护condition。
7、 Broadcast 和 Signal 区别
func (c *Cond) Broadcast()Broadcast 会唤醒所有等待 c 的 goroutine。调用 Broadcast 的时候可以加锁也可以不加锁。
func (c *Cond) Signal()Signal 只唤醒 1 个等待 c 的 goroutine。调用 Signal 的时候可以加锁也可以不加锁。
8、 Cond 中 Wait 使用
func (c *Cond) Wait()Wait()会自动释放 c.L 锁并挂起调用者的 goroutine。之后恢复执行Wait()会在返回时对 c.L 加锁。
除非被 Signal 或者 Broadcast 唤醒否则 Wait()不会返回。
由于 Wait()第一次恢复时 C.L 并没有加锁所以当 Wait 返回时调用者通常并不能假设条件为真。如下代码
c.L.Lock()
for !condition() {
c.Wait()
}
... make use of condition ...
c.L.Unlock()取而代之的是, 调用者应该在循环中调用 Wait。简单来说只要想使用condition就必须加锁。
9、 WaitGroup 用法
一个 WaitGroup 对象可以等待一组协程结束。 使用方法是
main 协程通过调用 wg.Add(delta int) 设置 worker 协程的个数然后创建 worker 协程worker 协程执行结束以后都要调用 wg.Done()main 协程调用 wg.Wait() 且被 block直到所有 worker 协程全部执行结束后返回。
10、 WaitGroup 实现原理
WaitGroup 主要维护了 2 个计数器一个是请求计数器 v一个是等待计数器 w二者组成一个 64bit 的值请求计数器占高 32bit等待计数器占低32bit。每次 Add 执行请求计数器 v 加 1 Done 方法执行 等待计数器减 1 v 为 0 时通过信号量唤醒 Wait()。
11、什么是 sync.Once
Once 可以用来执行且仅仅执行一次动作常常用于单例对象的初始化场景。Once 常常用来初始化单例资源或者并发访问只需初始化一次的共享资源或者在测试的时候初始化一次测试资源。
sync.Once 只暴露了一个方法 Do你可以多次调用 Do 方法但是只有第一次调用 Do 方法时 f 参数才会执行这里的 f 是一个无参数无返回值的函数。
12、什么操作叫做原子操作
原子操作即是进行过程中不能被中断的操作针对某个值的原子操作在被进行的过程中CPU 绝不会再去进行其他的针对该值的操作。为了实现这样的严谨性原子操作仅会由一个独立的 CPU 指令代表和完成。原子操作是无锁的常常直接通过 CPU 指令直接实现。
事实上其它同步技术的实现常常依赖于原子操作。
13、原子操作和锁的区别
原子操作由底层硬件支持而锁则由操作系统的调度器实现。
锁应当用来保护一段逻辑对于一个变量更新的保护。
原子操作通常执行上会更有效率并且更能利用计算机多核的优势如果要更新的是一个复合对象则应当使用 atomic.Value 封装好的实现。
14、什么是 CAS
CAS 的全称为 Compare And Swap直译就是比较交换。是一条 CPU 的原子指令其作用是让 CPU 先进行比较两个值是否相等然后原子地更新某个位置的值其实现方式是给予硬件平台的汇编指令在 intel 的 CPU 中使用的cmpxchg指令就是说 CAS 是靠硬件实现的从而在硬件层面提升效率。
简述过程是这样:
假设包含 3 个参数内存位置(V)、预期原值(A)和新值(B)。 V 表示要更新变量的值 E 表示预期值 N 表示新值。仅当 V 值等于 E 值时才会将 V 的值设为 N如果 V 值和 E 值不同则说明已经有其他线程在做更新则当前线程什么都不做最后 CAS 返回当前 V 的真实值。 CAS 操作时抱着乐观的态度进行的它总是认为自己可以成功完成操作。基于这样的原理 CAS 操作即使没有锁也可以发现其他线程对于当前线程的干扰。
15、 sync.Pool 有什么用
对于很多需要重复分配、回收内存的地方sync.Pool是一个很好的选择。频繁地分配、回收内存会给GC带来一定的负担严重的时候会引起CPU的毛刺。
而sync.Pool可以将暂时将不用的对象缓存起来待下次需要的时候直接使用不用再次经过内存分配复用对象的内存减轻GC的压力提升系统的性能。
Go Runtime
1、 Goroutine 定义
Golang在语言级别支持协程称之为Goroutine。 Golang 标准库提供的所有系统调用操作(包括所有的同步I/O操作)都会出让CPU给其他Goroutine。这让Goroutine的切换管理不依赖于系统的线程和进程也不依赖于CPU的核心数量而是交给Golang的运行时统一调度。
2、 GMP 指的是什么
G Goroutine 我们所说的协程为用户级的轻量级线程每个Goroutine对象中的sched保存着其上下文信息。
M Machine 对内核级线程的封装数量对应真实的 CPU 数真正干活的对象。
P Processor 即为 G 和 M 的调度对象用来调度 G 和 M 之间的关联关系其数量可通过 GOMAXPROCS()来设置默认为核心数。
3、 1.0 之前 GM 调度模型
调度器把 G 都分配到 M 上不同的 G 在不同的 M 并发运行时都需要向系统申请资源比如堆栈内存等因为资源是全局的就会因为资源竞争照成很多性能损耗。为了解决这一的问题 go 从 1.1 版本引入在运行时系统的时候加入 p对象让 P 去管理这个 G 对象 M 想要运行 G必须绑定 P才能运行 P 所管理的 G。
GM 调度存在的问题 1 单一全局互斥锁 Sched.Lock 和集中状态存储 2 Goroutine 传递问题 M 经常在 M 之间传递” 可运行” 的 goroutine 3 每个 M 做内存缓存导致内存占用过高数据局部性较差 4 频繁 syscall 调用导致严重的线程阻塞/解锁加剧额外的性能损耗。
4、 GMP 调度流程 每个 P 有个局部队列局部队列保存待执行的 goroutine 流程 2 当 M绑定的 P 的的局部队列已经满了之后就会把 goroutine 放到全局队列 流程 2-1每个 P 和一个 M 绑定 M 是真正的执行 P 中 goroutine 的实体 流程 3 M 从绑定的 P 中的局部队列获取 G 来执行当 M 绑定的 P 的局部队列为空时 M 会从全局队列获取到本地队列来执行 G 流程 3.1 当从全局队列中没有获取到可执行的 G 时候 M 会从其他 P的局部队列中偷取 G 来执行 流程 3.2 这种从其他 P 偷的方式称为work stealing当 G 因系统调用 syscall 阻塞时会阻塞 M此时 P 会和 M 解绑即 hand off并寻找新的 idle 的 M若没有 idle 的 M 就会新建一个 M 流程 5.1当 G 因 channel 或者 network I/O 阻塞时不会阻塞 M M 会寻找其他runnable 的 G当阻塞的 G 恢复后会重新进入 runnable 进入 P 队列等待执行 流程 5.3
5、 GMP 中 work stealing 机制
获取 P 本地队列当从绑定 P 本地 runq 上找不到可执行的 g尝试从全局链表中拿再拿不到从 netpoll 和事件池里拿最后会从别的 P 里偷任务。 P此时去唤醒一个 M。 P 继续执行其它的程序。 M 寻找是否有空闲的 P如果有则将该 G 对象移动到它本身。接下来 M 执行一个调度循环 调用 G 对象-执行-清理线程→继续找新的 Goroutine 执行
6、 GMP 中 hand off 机制
当本线程 M 因为 G 进行的系统调用阻塞时线程释放绑定的 P把 P 转移给其他空闲的 M 执行。
细节 当发生上线文切换时需要对执行现场进行保护以便下次被调度执行时进行现场恢复。 Go 调度器 M 的栈保存在 G 对象上只需要将 M 所需要的寄存器 SP、 PC 等 保存到 G 对象上就可以实现现场保护。当这些寄存器数据被保护起来就随时可以做上下文切换了在中断之前把现场保存起来。如果此时G 任务还没有执行完 M 可以将任务重新丢到 P 的任务队列等待下一次被调度执行。当再次被调度执行时 M 通过访问 G 的 vdsoSP、 vdsoPC 寄存器进行现场恢复 从上次中断位置继续执行 。
7、协作式的抢占式调度
在 1.14 版本之前程序只能依靠 Goroutine 主动让出 CPU 资源才能触发调度。这种方式存在问题有
某些 Goroutine 可以长时间占用线程造成其它 Goroutine 的饥饿垃圾回收需要暂停整个程序 Stop-the-world STW最长可能需要几分钟的时间导致整个程序无法工作
8、基于信号的抢占式调度
在任何情况下 Go 运行时并行执行注意不是并发的 goroutines 数量是小于等于 P 的数量的。为了提高系统的性能 P 的数量肯定不是越小越好所以官方默认值就是 CPU 的核心数设置的过小的话如果一个持有 P 的 M由于 P 当前执行的 G 调用了 syscall 而导致 M 被阻塞那么此时关键点
GO 的调度器是迟钝的它很可能什么都没做直到 M 阻塞了相当长时间以后才会发现有一个 P/M 被 syscall 阻塞了。然后才会用空闲的 M 来强这个 P。 通过 sysmon 监控实现的抢占式调度最快在 20us最慢在 10-20ms 才会发现有一个 M 持有 P 并阻塞了。操作系统在 1ms 内可以完成很多次线程调度一般情况 1ms 可以完成几十次线程调度 Go 发起 IO/syscall 的时候执行该 G 的 M 会阻塞然后被 OS 调度走P什么也不干sysmon最慢要 10-20ms才能发现这个阻塞说不定那时候阻塞已经结束了这样宝贵的 P 资源就这么被阻塞的 M 浪费了。
9、 GMP 调度过程中存在哪些阻塞
I/O selectblock on syscallchannel等待锁runtime.Gosched()
10、 Sysmon 有什么作用
Sysmon 也叫监控线程变动的周期性检查好处
释放闲置超过 5 分钟的 span 物理内存如果超过 2 分钟没有垃圾回收强制执行将长时间未处理的 netpoll 添加到全局队列向长时间运行的 G 任务发出抢占调度 超过 10ms 的 g会进行retake 收回因 syscall 长时间阻塞的 P
11、三色标记原理
我们首先看一张图大概就会对 三色标记法有一个大致的了解 原理 首先把所有的对象都放到白色的集合中
从根节点开始遍历对象遍历到的白色对象从白色集合中放到灰色集合中遍历灰色集合中的对象把灰色对象引用的白色集合的对象放入到灰色集合中同时把遍历过的灰色集合中的对象放到黑色的集合中循环步骤 3知道灰色集合中没有对象步骤 4 结束后白色集合中的对象就是不可达对象也就是垃圾进行回收
12、写屏障
Go 在进行三色标记的时候并没有 STW也就是说此时的对象还是可以进行修改。
那么我们考虑一下下面的情况。 我们在进行三色标记中扫描灰色集合中扫描到了对象 A并标记了对象 A 的所有引用这时候开始扫描对象 D 的引用而此时另一个 goroutine 修改了 D-E 的引用变成了如下图所示 这样会不会导致 E 对象就扫描不到了而被误认为 为白色对象也就是垃圾写屏障就是为了解决这样的问题引入写屏障后在上述步骤后 E 会被认为是存活的即使后面 E 被 A 对象抛弃 E 会被在下一轮的 GC 中进行回收这一轮 GC 中是不会对对象 E 进行回收的。
13、 插入写屏障
Go GC 在混合写屏障之前一直是插入写屏障由于栈赋值没有 hook 的原因栈中没有启用写屏障所以有 STW。 Golang 的解决方法是只是需要在结束时启动 STW 来重新扫描栈。这个自然就会导致整个进程的赋值器卡顿。
14、 删除写屏障
Golang 没有这一步 Golang 的内存写屏障是由插入写屏障到混合写屏障过渡的。简单介绍一下一个对象即使被删除了最后一个指向它的指针也依旧可以活过这一轮在下一轮 GC 中才被清理掉。
15、混合写屏障
混合写屏障继承了插入写屏障的优点起始无需 STW 打快照直接并发扫描垃圾即可混合写屏障继承了删除写屏障的优点赋值器是黑色赋值器 GC 期间任何在栈上创建的新对象均为黑色。扫描过一次就不需要扫描了这样就消除了插入写屏障时期最后 STW 的重新扫描栈混合写屏障扫描精度继承了删除写屏障比插入写屏障更低随着带来的 是 GC 过程全程无 STW混合写屏障扫描栈虽然没有 STW但是扫描某一个具体的栈的时候还是要停止这个 goroutine 赋值器的工作针对一个 goroutine 栈来说是暂停扫的要么全灰要么全黑哈原子状态切换。
16、 GC 触发时机
主动触发调用 runtime.GC
被动触发 使用系统监控该触发条件由 runtime.forcegcperiod 变量控制默认为 2 分钟。当超过两分钟没有产生任何 GC 时强制触发 GC。使用步调 Pacing算法其核心思想是控制内存增长的比例。如 Go 的 GC是一种比例 GC, 下一次 GC 结束时的堆大小和上一次 GC 存活堆大小成比例.
17、 Go 语言中 GC 的流程是什么
Go1.14 版本以 STW 为界限可以将 GC 划分为五个阶段
GCMark 标记准备阶段为并发标记做准备工作启动写屏障STWGCMark 扫描标记阶段与赋值器并发执行写屏障开启并发GCMarkTermination 标记终止阶段保证一个周期内标记任务完成停止写屏障 GCoff 内存清扫阶段将需要回收的内存归还到堆中写屏障关闭GCoff 内存归还阶段将过多的内存归还给操作系统写屏障关闭。
18、 GC 如何调优
通过 go tool pprof 和 go tool trace 等工具
控制内存分配的速度限制 Goroutine 的数量从而提高赋值器对 CPU 的利用率。减少并复用内存例如使用 sync.Pool 来复用需要频繁创建临时对象例如提前分配足够的内存来降低多余的拷贝。需要时增大 GOGC 的值降低 GC 的运行频率
