python和go语言的区别
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1、语法
Python的语法使用缩进来指示代码块。Go的语法基于打开和关闭括号。
2、范例
Python是一种基于面向对象编程的多范式,命令式和函数式编程语言。它坚持这样一种观点,即如果一种语言在某些情境中表现出某种特定的方式,理想情况下它应该在所有情境中都有相似的作用。但是,它又不是纯粹的OOP语言,它不支持强封装,这是OOP的主要原则之一。
Go是一种基于并发编程范式的过程编程语言,它与C具有表面相似性。实际上,Go更像是C的更新版本。
3、并发
Python没有提供内置的并发机制,而Go有内置的并发机制。
4、类型化
Python是动态类型语言,而Go是一种静态类型语言,它实际上有助于在编译时捕获错误,这可以进一步减少生产后期的严重错误。
5、安全性
Python是一种强类型语言,它是经过编译的,因此增加了一层安全性。Go具有分配给每个变量的类型,因此,它提供了安全性。但是,如果发生任何错误,用户需要自己运行整个代码。
6、管理内存
Go允许程序员在很大程度上管理内存。而,Python中的内存管理完全自动化并由Python VM管理;它不允许程序员对内存管理负责。
7、库
与Go相比,Python提供的库数量要大得多。然而,Go仍然是新的,并且还没有取得很大进展。
8、速度:
Go的速度远远超过Python。
参考:
Goroutine并发调度模型深度解析手撸一个协程池
Golang 的 goroutine 是如何实现的?
Golang - 调度剖析【第二部分】
OS线程初始栈为2MB。Go语言中,每个goroutine采用动态扩容方式,初始2KB,按需增长,最大1G。此外GC会收缩栈空间。
BTW,增长扩容都是有代价的,需要copy数据到新的stack,所以初始2KB可能有些性能问题。
更多关于stack的内容,可以参见大佬的文章。 聊一聊goroutine stack
用户线程的调度以及生命周期管理都是用户层面,Go语言自己实现的,不借助OS系统调用,减少系统资源消耗。
Go语言采用两级线程模型,即用户线程与内核线程KSE(kernel scheduling entity)是M:N的。最终goroutine还是会交给OS线程执行,但是需要一个中介,提供上下文。这就是G-M-P模型
Go调度器有两个不同的运行队列:
go1.10\src\runtime\runtime2.go
Go调度器根据事件进行上下文切换。
调度的目的就是防止M堵塞,空闲,系统进程切换。
详见 Golang - 调度剖析【第二部分】
Linux可以通过epoll实现网络调用,统称网络轮询器N(Net Poller)。
文件IO操作
上面都是防止M堵塞,任务窃取是防止M空闲
每个M都有一个特殊的G,g0。用于执行调度,gc,栈管理等任务,所以g0的栈称为调度栈。g0的栈不会自动增长,不会被gc,来自os线程的栈。
go1.10\src\runtime\proc.go
G没办法自己运行,必须通过M运行
M通过通过调度,执行G
从M挂载P的runq中找到G,执行G
看今年二月份的go语言占比,go语言还是在缓慢上升。这门语言目前看还是比较有前景的,如果你对go语言感兴趣,你可以转。
Go语言作为出现比较晚的一门编程语言,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。
是的,go语言的全称是:go programming language。go 这个词太通用了,搜索引擎不能很好辨认,所以习惯叫golang.
Goroutine调度是一个很复杂的机制,下面尝试用简单的语言描述一下Goroutine调度机制,想要对其有更深入的了解可以去研读一下源码。
首先介绍一下GMP什么意思:
G ----------- goroutine: 即Go协程,每个go关键字都会创建一个协程。
M ---------- thread内核级线程,所有的G都要放在M上才能运行。
P ----------- processor处理器,调度G到M上,其维护了一个队列,存储了所有需要它来调度的G。
Goroutine 调度器P和 OS 调度器是通过 M 结合起来的,每个 M 都代表了 1 个内核线程,OS 调度器负责把内核线程分配到 CPU 的核上执行
模型图:
避免频繁的创建、销毁线程,而是对线程的复用。
1)work stealing机制
当本线程无可运行的G时,尝试从其他线程绑定的P偷取G,而不是销毁线程。
2)hand off机制
当本线程M0因为G0进行系统调用阻塞时,线程释放绑定的P,把P转移给其他空闲的线程执行。进而某个空闲的M1获取P,继续执行P队列中剩下的G。而M0由于陷入系统调用而进被阻塞,M1接替M0的工作,只要P不空闲,就可以保证充分利用CPU。M1的来源有可能是M的缓存池,也可能是新建的。当G0系统调用结束后,根据M0是否能获取到P,将会将G0做不同的处理:
如果有空闲的P,则获取一个P,继续执行G0。
如果没有空闲的P,则将G0放入全局队列,等待被其他的P调度。然后M0将进入缓存池睡眠。
如下图
GOMAXPROCS设置P的数量,最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行
在Go中一个goroutine最多占用CPU 10ms,防止其他goroutine被饿死。
具体可以去看另一篇文章
【Golang详解】go语言调度机制 抢占式调度
当创建一个新的G之后优先加入本地队列,如果本地队列满了,会将本地队列的G移动到全局队列里面,当M执行work stealing从其他P偷不到G时,它可以从全局G队列获取G。
协程经历过程
我们创建一个协程 go func()经历过程如下图:
说明:
这里有两个存储G的队列,一个是局部调度器P的本地队列、一个是全局G队列。新创建的G会先保存在P的本地队列中,如果P的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中;处理器本地队列是一个使用数组构成的环形链表,它最多可以存储 256 个待执行任务。
G只能运行在M中,一个M必须持有一个P,M与P是1:1的关系。M会从P的本地队列弹出一个可执行状态的G来执行,如果P的本地队列为空,就会想其他的MP组合偷取一个可执行的G来执行;
一个M调度G执行的过程是一个循环机制;会一直从本地队列或全局队列中获取G
上面说到P的个数默认等于CPU核数,每个M必须持有一个P才可以执行G,一般情况下M的个数会略大于P的个数,这多出来的M将会在G产生系统调用时发挥作用。类似线程池,Go也提供一个M的池子,需要时从池子中获取,用完放回池子,不够用时就再创建一个。
work-stealing调度算法:当M执行完了当前P的本地队列队列里的所有G后,P也不会就这么在那躺尸啥都不干,它会先尝试从全局队列队列寻找G来执行,如果全局队列为空,它会随机挑选另外一个P,从它的队列里中拿走一半的G到自己的队列中执行。
如果一切正常,调度器会以上述的那种方式顺畅地运行,但这个世界没这么美好,总有意外发生,以下分析goroutine在两种例外情况下的行为。
Go runtime会在下面的goroutine被阻塞的情况下运行另外一个goroutine:
用户态阻塞/唤醒
当goroutine因为channel操作或者network I/O而阻塞时(实际上golang已经用netpoller实现了goroutine网络I/O阻塞不会导致M被阻塞,仅阻塞G,这里仅仅是举个栗子),对应的G会被放置到某个wait队列(如channel的waitq),该G的状态由_Gruning变为_Gwaitting,而M会跳过该G尝试获取并执行下一个G,如果此时没有可运行的G供M运行,那么M将解绑P,并进入sleep状态;当阻塞的G被另一端的G2唤醒时(比如channel的可读/写通知),G被标记为,尝试加入G2所在P的runnext(runnext是线程下一个需要执行的 Goroutine。), 然后再是P的本地队列和全局队列。
系统调用阻塞
当M执行某一个G时候如果发生了阻塞操作,M会阻塞,如果当前有一些G在执行,调度器会把这个线程M从P中摘除,然后再创建一个新的操作系统的线程(如果有空闲的线程可用就复用空闲线程)来服务于这个P。当M系统调用结束时候,这个G会尝试获取一个空闲的P执行,并放入到这个P的本地队列。如果获取不到P,那么这个线程M变成休眠状态, 加入到空闲线程中,然后这个G会被放入全局队列中。
队列轮转
可见每个P维护着一个包含G的队列,不考虑G进入系统调用或IO操作的情况下,P周期性的将G调度到M中执行,执行一小段时间,将上下文保存下来,然后将G放到队列尾部,然后从队列中重新取出一个G进行调度。
除了每个P维护的G队列以外,还有一个全局的队列,每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行,全局队列中G的来源,主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列,也是为了防止全局队列中的G被饿死。
除了每个P维护的G队列以外,还有一个全局的队列,每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行,全局队列中G的来源,主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列,也是为了防止全局队列中的G被饿死。
M0
M0是启动程序后的编号为0的主线程,这个M对应的实例会在全局变量rutime.m0中,不需要在heap上分配,M0负责执行初始化操作和启动第一个G,在之后M0就和其他的M一样了
G0
G0是每次启动一个M都会第一个创建的goroutine,G0仅用于负责调度G,G0不指向任何可执行的函数,每个M都会有一个自己的G0,在调度或系统调用时会使用G0的栈空间,全局变量的G0是M0的G0
一个G由于调度被中断,此后如何恢复?
中断的时候将寄存器里的栈信息,保存到自己的G对象里面。当再次轮到自己执行时,将自己保存的栈信息复制到寄存器里面,这样就接着上次之后运行了。
我这里只是根据自己的理解进行了简单的介绍,想要详细了解有关GMP的底层原理可以去看Go调度器 G-P-M 模型的设计者的文档或直接看源码
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分享题目:g语言和go g++语言
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