go语言适合做什么?Go语言 。他主要是在一些网页版的服务器中用于系统编程的一种语言 。他是谷歌开发的一种编程语言 。在一定程度上 , 谷歌有一定的垄断作用 。不能随随便便的在语言当中添加其他的语言成分 。
彻底理解Golang Map 本文目录如下,阅读本文后 , 将一网打尽下面Golang Map相关面试题
Go中的map是一个指针,占用8个字节 , 指向hmap结构体;源码 src/runtime/map.go 中可以看到map的底层结构
每个map的底层结构是hmap,hmap包含若干个结构为bmap的bucket数组 。每个bucket底层都采用链表结构 。接下来,我们来详细看下map的结构
bmap就是我们常说的“桶”,一个桶里面会最多装 8 个 key , 这些 key 之所以会落入同一个桶,是因为它们经过哈希计算后 , 哈希结果是“一类”的,关于key的定位我们在map的查询和插入中详细说明 。在桶内,又会根据 key 计算出来的 hash 值的高 8 位来决定 key 到底落入桶内的哪个位置(一个桶内最多有8个位置) 。
bucket内存数据结构可视化如下:
注意到 key 和 value 是各自放在一起的,并不是key/value/key/value/...这样的形式 。源码里说明这样的好处是在某些情况下可以省略掉 padding字段,节省内存空间 。
当 map 的 key 和 value 都不是指针 , 并且 size 都小于 128 字节的情况下,会把 bmap 标记为不含指针,这样可以避免 gc 时扫描整个 hmap 。但是 , 我们看 bmap 其实有一个 overflow 的字段,是指针类型的,破坏了 bmap 不含指针的设想 , 这时会把 overflow 移动到 extra 字段来 。
map是个指针,底层指向hmap,所以是个引用类型
golang 有三个常用的高级类型 slice 、map、channel,它们都是 引用类型,当引用类型作为函数参数时,可能会修改原内容数据 。
golang 中没有引用传递,只有值和指针传递 。所以 map 作为函数实参传递时本质上也是值传递 , 只不过因为 map 底层数据结构是通过指针指向实际的元素存储空间,在被调函数中修改 map,对调用者同样可见,所以 map 作为函数实参传递时表现出了引用传递的效果 。
因此 , 传递 map 时 , 如果想修改map的内容而不是map本身,函数形参无需使用指针
map底层数据结构是通过指针指向实际的元素 存储空间,这种情况下,对其中一个map的更改 , 会影响到其他map
map 在没有被修改的情况下,使用 range 多次遍历 map 时输出的 key 和 value 的顺序可能不同 。这是 Go 语言的设计者们有意为之,在每次 range 时的顺序被随机化,旨在提示开发者们,Go 底层实现并不保证 map 遍历顺序稳定,请大家不要依赖 range 遍历结果顺序 。
map 本身是无序的,且遍历时顺序还会被随机化,如果想顺序遍历 map,需要对 map key 先排序 , 再按照 key 的顺序遍历 map 。
map默认是并发不安全的,原因如下:
Go 官方在经过了长时间的讨论后,认为 Go map 更应适配典型使用场景(不需要从多个 goroutine 中进行安全访问),而不是为了小部分情况(并发访问),导致大部分程序付出加锁代价(性能),决定了不支持 。
场景:2个协程同时读和写,以下程序会出现致命错误:fatal error: concurrent map writes
如果想实现map线程安全 , 有两种方式:
方式一:使用读写锁mapsync.RWMutex
方式二:使用golang提供的sync.Map
sync.map是用读写分离实现的 , 其思想是空间换时间 。和map RWLock的实现方式相比,它做了一些优化:可以无锁访问read map,而且会优先操作read map,倘若只操作read map就可以满足要求(增删改查遍历),那就不用去操作write map(它的读写都要加锁),所以在某些特定场景中它发生锁竞争的频率会远远小于map RWLock的实现方式 。
golang中map是一个kv对集合 。底层使用hash table , 用链表来解决冲突 ,出现冲突时,不是每一个key都申请一个结构通过链表串起来 , 而是以bmap为最小粒度挂载,一个bmap可以放8个kv 。在哈希函数的选择上,会在程序启动时,检测 cpu 是否支持 aes,如果支持,则使用 aes hash , 否则使用 memhash 。
map有3钟初始化方式,一般通过make方式创建
map的创建通过生成汇编码可以知道,make创建map时调用的底层函数是 runtime.makemap。如果你的map初始容量小于等于8会发现走的是 runtime.fastrand 是因为容量小于8时不需要生成多个桶,一个桶的容量就可以满足
makemap函数会通过fastrand创建一个随机的哈希种子,然后根据传入的hint计算出需要的最小需要的桶的数量,最后再使用makeBucketArray 创建用于保存桶的数组 , 这个方法其实就是根据传入的B计算出的需要创建的桶数量在内存中分配一片连续的空间用于存储数据,在创建桶的过程中还会额外创建一些用于保存溢出数据的桶 , 数量是2^(B-4)个 。初始化完成返回hmap指针 。
找到一个 B,使得 map 的装载因子在正常范围内
Go 语言中读取 map 有两种语法:带 comma 和 不带 comma 。当要查询的 key 不在 map 里 , 带 comma 的用法会返回一个 bool 型变量提示 key 是否在 map 中;而不带 comma 的语句则会返回一个 value 类型的零值 。如果 value 是 int 型就会返回 0,如果 value 是 string 类型,就会返回空字符串 。
map的查找通过生成汇编码可以知道,根据 key 的不同类型,编译器会将查找函数用更具体的函数替换,以优化效率:
函数首先会检查 map 的标志位 flags 。如果 flags 的写标志位此时被置 1 了,说明有其他协程在执行“写”操作,进而导致程序 panic 。这也说明了 map 对协程是不安全的 。
key经过哈希函数计算后,得到的哈希值如下(主流64位机下共 64 个 bit 位):
m: 桶的个数
从buckets 通过 hashm 得到对应的bucket,如果bucket正在扩容 , 并且没有扩容完成,则从oldbuckets得到对应的bucket
计算hash所在桶编号:
用上一步哈希值最后的 5 个 bit 位,也就是01010 ,值为 10,也就是 10 号桶(范围是0~31号桶)
计算hash所在的槽位:
用上一步哈希值哈希值的高8个bit 位,也就是 10010111,转化为十进制,也就是151,在 10 号 bucket 中寻找** tophash 值(HOB hash)为 151* 的 槽位**,即为key所在位置,找到了 2 号槽位,这样整个查找过程就结束了 。
如果在 bucket 中没找到,并且 overflow 不为空 , 还要继续去 overflow bucket 中寻找,直到找到或是所有的 key 槽位都找遍了 , 包括所有的 overflow bucket 。
通过上面找到了对应的槽位,这里我们再详细分析下key/value值是如何获取的:
bucket 里 key 的起始地址就是 unsafe.Pointer(b) dataOffset 。第 i 个 key 的地址就要在此基础上跨过 i 个 key 的大?。欢颐怯种溃?value 的地址是在所有 key 之后,因此第 i 个 value 的地址还需要加上所有 key 的偏移 。
通过汇编语言可以看到,向 map 中插入或者修改 key,最终调用的是mapassign函数 。
实际上插入或修改 key 的语法是一样的 , 只不过前者操作的 key 在 map 中不存在,而后者操作的 key 存在 map 中 。
mapassign 有一个系列的函数,根据 key 类型的不同 , 编译器会将其优化为相应的“快速函数” 。
我们只用研究最一般的赋值函数mapassign。
map的赋值会附带着map的扩容和迁移,map的扩容只是将底层数组扩大了一倍,并没有进行数据的转移,数据的转移是在扩容后逐步进行的,在迁移的过程中每进行一次赋值(access或者delete)会至少做一次迁移工作 。
1.判断map是否为nil
每一次进行赋值/删除操作时,只要oldbuckets != nil 则认为正在扩容,会做一次迁移工作,下面会详细说下迁移过程
根据上面查找过程 , 查找key所在位置,如果找到则更新,没找到则找空位插入即可
经过前面迭代寻找动作,若没有找到可插入的位置,意味着需要扩容进行插入,下面会详细说下扩容过程
通过汇编语言可以看到,向 map 中删除 key , 最终调用的是mapdelete函数
删除的逻辑相对比较简单 , 大多函数在赋值操作中已经用到过,核心还是找到 key 的具体位置 。寻找过程都是类似的,在 bucket 中挨个 cell 寻找 。找到对应位置后,对 key 或者 value 进行“清零”操作,将 count 值减 1,将对应位置的 tophash 值置成Empty
再来说触发 map 扩容的时机:在向 map 插入新 key 的时候,会进行条件检测 , 符合下面这 2 个条件,就会触发扩容:
1、装载因子超过阈值
源码里定义的阈值是 6.5 (loadFactorNum/loadFactorDen) , 是经过测试后取出的一个比较合理的因子
我们知道,每个 bucket 有 8 个空位 , 在没有溢出,且所有的桶都装满了的情况下,装载因子算出来的结果是 8 。因此当装载因子超过 6.5 时 , 表明很多 bucket 都快要装满了,查找效率和插入效率都变低了 。在这个时候进行扩容是有必要的 。
对于条件 1,元素太多,而 bucket 数量太少,很简单:将 B 加 1,bucket 最大数量( 2^B )直接变成原来 bucket 数量的 2 倍 。于是 , 就有新老 bucket 了 。注意,这时候元素都在老 bucket 里,还没迁移到新的 bucket 来 。新 bucket 只是最大数量变为原来最大数量的 2 倍( 2^B * 2 )。
2、overflow 的 bucket 数量过多
在装载因子比较小的情况下,这时候 map 的查找和插入效率也很低,而第 1 点识别不出来这种情况 。表面现象就是计算装载因子的分子比较?。?即 map 里元素总数少,但是 bucket 数量多(真实分配的 bucket 数量多,包括大量的 overflow bucket)
不难想像造成这种情况的原因:不停地插入、删除元素 。先插入很多元素,导致创建了很多 bucket,但是装载因子达不到第 1 点的临界值 , 未触发扩容来缓解这种情况 。之后 , 删除元素降低元素总数量,再插入很多元素,导致创建很多的 overflow bucket,但就是不会触发第 1 点的规定,你能拿我怎么办?overflow bucket 数量太多,导致 key 会很分散,查找插入效率低得吓人 , 因此出台第 2 点规定 。这就像是一座空城,房子很多,但是住户很少,都分散了,找起人来很困难
对于条件 2,其实元素没那么多,但是 overflow bucket 数特别多,说明很多 bucket 都没装满 。解决办法就是开辟一个新 bucket 空间,将老 bucket 中的元素移动到新 bucket,使得同一个 bucket 中的 key 排列地更紧密 。这样 , 原来,在 overflow bucket 中的 key 可以移动到 bucket 中来 。结果是节省空间,提高 bucket 利用率,map 的查找和插入效率自然就会提升 。
由于 map 扩容需要将原有的 key/value 重新搬迁到新的内存地址 , 如果有大量的 key/value 需要搬迁 , 会非常影响性能 。因此 Go map 的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 。
上面说的hashGrow()函数实际上并没有真正地“搬迁”,它只是分配好了新的 buckets,并将老的 buckets 挂到了 oldbuckets 字段上 。真正搬迁 buckets 的动作在growWork()函数中,而调用growWork()函数的动作是在 mapassign 和 mapdelete 函数中 。也就是插入或修改、删除 key 的时候 , 都会尝试进行搬迁 buckets 的工作 。先检查 oldbuckets 是否搬迁完毕,具体来说就是检查 oldbuckets 是否为 nil 。
如果未迁移完毕,赋值/删除的时候,扩容完毕后(预分配内存),不会马上就进行迁移 。而是采取 增量扩容 的方式,当有访问到具体 bukcet 时 , 才会逐渐的进行迁移(将 oldbucket 迁移到 bucket)
nevacuate 标识的是当前的进度,如果都搬迁完,应该和2^B的长度是一样的
在evacuate 方法实现是把这个位置对应的bucket,以及其冲突链上的数据都转移到新的buckets上 。
转移的判断直接通过tophash 就可以,判断tophash中第一个hash值即可
遍历的过程,就是按顺序遍历 bucket,同时按顺序遍历 bucket 中的 key 。
map遍历是无序的,如果想实现有序遍历,可以先对key进行排序
为什么遍历 map 是无序的?
如果发生过迁移 , key 的位置发生了重大的变化,有些 key 飞上高枝,有些 key 则原地不动 。这样,遍历 map 的结果就不可能按原来的顺序了 。
如果就一个写死的 map,不会向 map 进行插入删除的操作,按理说每次遍历这样的 map 都会返回一个固定顺序的 key/value 序列吧 。但是 Go 杜绝了这种做法,因为这样会给新手程序员带来误解 , 以为这是一定会发生的事情,在某些情况下,可能会酿成大错 。
Go 做得更绝,当我们在遍历 map 时,并不是固定地从 0 号 bucket 开始遍历,每次都是从一个**随机值序号的 bucket开始遍历,并且是从这个 bucket 的一个 随机序号的 cell **开始遍历 。这样,即使你是一个写死的 map,仅仅只是遍历它,也不太可能会返回一个固定序列的 key/value 对了 。
go的简介Go语言于2009年11月正式宣布推出,成为开放源代码项目 , 并在Linux及Mac OS X平台上进行了实现,后追加Windows系统下的实现 。
谷歌资深软件工程师罗布·派克(Rob Pike)表示,“Go让我体验到了从未有过的开发效率 。”派克表示,和今天的C或C一样,Go是一种系统语言 。他解释道 , “使用它可以进行快速开发,同时它还是一个真正的编译语言,我们之所以现在将其开源,原因是我们认为它已经非常有用和强大 。”
2007年,谷歌把Go作为一个20%项目开始研发,即让员工抽出本职工作之外时间的20%,投入在该项目上 。除了派克外 , 该项目的成员还有其它一些谷歌工程师 。
派克表示 , 编译后Go代码的运行速度与C语言非常接近 , 而且编译速度非常快,就像在使用一个交互式语言 。
现有编程语言均未专门对多核处理器进行优化 。派克表示,Go就是谷歌工程师为这类程序编写的一种语言 。它不是针对编程初学者设计的,但学习使用它也不是非常困难 。Go支持面向对象,而且具有真正的封装(closures)和反射(reflection)等功能 。
在学习曲线方面,派克认为Go与Java类似,对于Java开发者来说,应该能够轻松学会Go 。
之所以将Go作为一个开源项目发布,目的是让开源社区有机会创建更好的工具来使用该语言,例如Eclipse IDE中的插件 。目前还没有支持Go的IDE 。
在目前谷歌公开发布的所有网络应用中,均没有使用Go 。但是谷歌已经使用该语言开发了几个内部项目 。
派克表示,Go是否会对谷歌即将推出的Chrome OS产生影响 , 现在还言之尚早 , 不过Go的确可以和Native Client配合使用 。他表示,“Go可以让应用完美的运行在浏览器内 。”例如,使用Go可以更高效的实现Wave,无论是在前端还是后台 。
Go语言是一种新的语言 , 一种并发的、带垃圾回收的、快速编译的语言 。它具有以下特点:
1.它可以在一台计算机上用几秒钟的时间编译一个大型的Go程序 。
2.Go语言为软件构造提供了一种模型 , 它使依赖分析更加容易,且避免了大部分C风格include文件与库的开头 。
3.Go语言是静态类型的语言,它的类型系统没有层级 。因此用户不需要在定义类型之间的关系上花费时间,这样感觉起来比典型的面向对象语言更轻量级 。
4.Go语言完全是垃圾回收型的语言,并为并发执行与通信提供了基本的支持 。
按照其设计,Go打算为多核机器上系统软件的构造提供一种方法 。
Go语言是一种编译型语言,它结合了解释型语言的游刃有余,动态类型语言的开发效率,以及静态类型的安全性 。它也打算成为现代的,支持网络与多核计算的语言 。要满足这些目标,需要解决一些语言上的问题:一个富有表达能力但轻量级的类型系统,并发与垃圾回收机制,严格的依赖规范等等 。这些无法通过库或工具解决好,因此Go也就应运而生了 。
Go语言基础语法(一)本文介绍一些Go语言的基础语法 。
先来看一个简单的go语言代码:
go语言的注释方法:
代码执行结果:
下面来进一步介绍go的基础语法 。
go语言中格式化输出可以使用 fmt 和 log 这两个标准库,
常用方法:
示例代码:
执行结果:
更多格式化方法可以访问中的fmt包 。
log包实现了简单的日志服务,也提供了一些格式化输出的方法 。
执行结果:
下面来介绍一下go的数据类型
下表列出了go语言的数据类型:
int、float、bool、string、数组和struct属于值类型 , 这些类型的变量直接指向存在内存中的值;slice、map、chan、pointer等是引用类型,存储的是一个地址,这个地址存储最终的值 。
常量是在程序编译时就确定下来的值,程序运行时无法改变 。
【go语言万能类型 go语言常用函数】执行结果:
执行结果:
Go 语言的运算符主要包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符以及指针相关运算符 。
算术运算符:
关系运算符:
逻辑运算符:
位运算符:
赋值运算符:
指针相关运算符:
下面介绍一下go语言中的if语句和switch语句 。另外还有一种控制语句叫select语句,通常与通道联用,这里不做介绍 。
if语法格式如下:
if ... else :
else if:
示例代码:
语法格式:
另外 , 添加 fallthrough 会强制执行后面的 case 语句 , 不管下一条case语句是否为true 。
示例代码:
执行结果:
下面介绍几种循环语句:
执行结果:
执行结果:
也可以通过标记退出循环:
--THE END--
go语言语法(基础语法篇)import "workname/packetfolder"
导入多个包
方法调用 包名.函数//不是函数或结构体所处文件或文件夹名
packagename.Func()
前面加个点表示省略调用,那么调用该模块里面的函数,可以不用写模块名称了:
当导入一个包时 , 该包下的文件里所有init()函数都会被执行,然而,有些时候我们并不需要把整个包都导入进来 , 仅仅是是希望它执行init()函数而已 。下划线的作用仅仅是为了调用init()函数,所以无法通过包名来调用包中的其他函数
import _ package
变量声明必须要使用否则会报错 。
全局变量运行声明但不使用 。
func 函数名 (参数1,参数2,...) (返回值a 类型a, 返回值b 类型b,...)
func 函数名 (参数1,参数2,...) (返回值类型1, 返回值类型2,...)
func (this *结构体名) 函数名(参数 string) (返回值类型1, 返回值类型2){}
使用大小来区分函数可见性
大写是public类型
小写是private类型
func prifunc int{}
func pubfunc int{}
声明静态变量
const value int
定义变量
var value int
声明一般类型、接口和结构体
声明函数
func function () int{}
go里面所有的空值对应如下
通道类型
内建函数 new 用来分配内存,它的第一个参数是一个类型 , 不是一个值,它的返回值是一个指向新分配类型零值的指针
func new(Type) *Type
[这位博主有非常详细的分析]
Go 语言支持并发,我们只需要通过 go 关键字来开启 goroutine 即可 。
goroutine 是轻量级线程 , goroutine 的调度是由 Golang 运行时进行管理的 。
同一个程序中的所有 goroutine 共享同一个地址空间 。
语法格式如下:
通道(channel)是用来传递数据的一个数据结构 。
通道的声明
通道可用于两个 goroutine 之间通过传递一个指定类型的值来同步运行和通讯 。操作符 - 用于指定通道的方向,发送或接收 。如果未指定方向,则为双向通道 。
[这里有比较详细的用例]
go里面的空接口可以指代任何类型(无论是变量还是函数)
声明空接口
go里面的的强制类型转换语法为:
int(data)
如果是接口类型的强制转成其他类型的语法为:
go里面的强制转换是将值复制过去,所以在数据量的时候有比较高的运行代价
Go语言和其他语言的不同之基本语法Go语言作为出现比较晚go语言万能类型的一门编程语言go语言万能类型,在其原生支持高并发、云原生等领域的优秀表现,像目前比较流行的容器编排技术Kubernetes、容器技术Docker都是用Go语言写的 , 像Java等其他面向对象的语言 , 虽然也能做云原生相关的开发,但是支持的程度远没有Go语言高 , 凭借其语言特性和简单的编程方式,弥补go语言万能类型了其他编程语言一定程度上的不足,一度成为一个热门的编程语言 。
最近在学习Go语言,我之前使用过C#、Java等面向对象编程的语言,发现其中有很多的编程方式和其他语言有区别的地方,好记性不如烂笔头,总结一下,和其他语言做个对比 。这里只总结差异的地方,具体的语法不做详细的介绍 。
种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在 。
3)变量初始化时候可以和其他语言一样直接在变量后面加等号,等号后面为要初始化的值 , 也可以使用变量名:=变量值的简单方式
3)变量赋值 Go语言的变量赋值和多数语言一致,但是Go语言提供了多重赋值的功能,比如下面这个交换i、j变量的语句:
在不支持多重赋值的语言中,交换两个变量的值需要引入一个中间变量:
4)匿名变量
在使用其他语言时,有时候要获取一个值,却因为该函数返回多个值而不得不定义很多没有的变量,Go语言可以借助多重返回值和匿名变量来避免这种写法 , 使代码看起来更优雅 。
假如GetName()函数返回3个值,分别是firstName,lastName和nickName
若指向获得nickName , 则函数调用可以这样写
这种写法可以让代码更清晰 , 从而大幅降低沟通的复杂度和维护的难度 。
1)基本常量
常量使用关键字const 定义 , 可以限定常量类型,但不是必须的 , 如果没有定义常量的类型,是无类型常量
2)预定义常量
Go语言预定义了这些常量 true、false和iota
iota比较特殊 , 可以被任务是一个可被编译器修改的常量,在每个const关键字出现时被重置为0 , 然后在下一个const出现之前每出现一个iota,其所代表的数字会自动加1.
3)枚举
1)int 和int32在Go语言中被认为是两种不同类型的类型
2)Go语言定义了两个浮点型float32和float64,其中前者等价于C语言的float类型,后者等价于C语言的double类型
3)go语言支持复数类型
复数实际上是由两个实数(在计算机中使用浮点数表示)构成,一个表示实部(real)、一个表示虚部(imag) 。也就是数学上的那个复数
复数的表示
实部与虚部
对于一个复数z=complex(x,y),就可以通过Go语言内置函数real(z)获得该复数的实部,也就是x,通过imag(z)获得该复数的虚部,也就是y
4)数组(值类型 , 长度在定义后无法再次修改,每次传递都将产生一个副本 。)
5)数组切片(slice)
数组切片(slice)弥补了数组的不足,其数据结构可以抽象为以下三个变量:
6)Map 在go语言中Map不需要引入任何库 , 使用很方便
Go循环语句只支持for关键字 , 不支持while和do-while
goto语句的语义非常简单,就是跳转到本函数内的某个标签
今天就介绍到这里,以后我会在总结Go语言在其他方面比如并发编程、面向对象、网络编程等方面的不同及使用方法 。希望对大家有所帮助 。
go语言万能类型的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于go语言常用函数、go语言万能类型的信息别忘了在本站进行查找喔 。
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