go語言循環(huán)隊列的實現(xiàn)

隊列的概念在 順序隊列 中，而使用循環(huán)隊列的目的主要是規(guī)避假溢出造成的空間浪費，在使用循環(huán)隊列處理假溢出時，主要有三種解決方案

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本文提供后兩種解決方案。

順序隊和循環(huán)隊列是一種特殊的線性表，與順序棧類似，都是使用一組地址連續(xù)的存儲單元依次存放自隊頭到隊尾的數(shù)據(jù)元素，同時附設(shè)隊頭(front)和隊尾(rear)兩個指針，但我們要明白一點，這個指針并不是指針變量，而是用來表示數(shù)組當(dāng)中元素下標(biāo)的位置。

本文使用切片來完成的循環(huán)隊列，由于一開始使用三個參數(shù)的make關(guān)鍵字創(chuàng)建切片，在輸出的結(jié)果中不包含nil值(看起來很舒服)，而且在驗證的過程中發(fā)現(xiàn)使用append()函數(shù)時切片內(nèi)置的cap會發(fā)生變化，在消除了種種障礙后得到了一個四不像的循環(huán)隊列，即設(shè)置的指針是順序隊列的指針，但實際上進行的操作是順序隊列的操作。最后是對make()函數(shù)和append()函數(shù)的一些使用體驗和小結(jié)，隊列的應(yīng)用放在鏈隊好了。

官方描述(片段)

即切片是一個抽象層，底層是對數(shù)組的引用。

當(dāng)我們使用

構(gòu)建出來的切片的每個位置的值都被賦為interface類型的初始值nil，但是nil值也是有大小的。

而使用

來進行初始化時，雖然生成的切片中不包含nil值，但是無法通過設(shè)置的指針變量來完成入隊和出隊的操作，只能使用append()函數(shù)來進行操作

在go語言中，切片是一片連續(xù)的內(nèi)存空間加上長度與容量的標(biāo)識，比數(shù)組更為常用。使用 append 關(guān)鍵字向切片中追加元素也是常見的切片操作

正是基于此，在使用go語言完成循環(huán)隊列時，首先想到的就是使用make(type, len, cap)關(guān)鍵字方式完成切片初始化，然后使用append()函數(shù)來操作該切片，但這一方式出現(xiàn)了很多問題。在使用append()函數(shù)時，切片的cap可能會發(fā)生變化，用不好就會發(fā)生擴容或收縮。最終造成的結(jié)果是一個四不像的結(jié)果，入隊和出隊操作變得與指針變量無關(guān)，失去了作為循環(huán)隊列的意義，用在順序隊列還算合適。

參考博客：

Go語言中的Nil

Golang之nil

Go 語言設(shè)計與實現(xiàn)

Go語言設(shè)計與實現(xiàn)（上）

基本設(shè)計思路：

類型轉(zhuǎn)換、類型斷言、動態(tài)派發(fā)。iface，eface。

反射對象具有的方法：

編譯優(yōu)化：

內(nèi)部實現(xiàn)：

實現(xiàn) Context 接口有以下幾個類型（空實現(xiàn)就忽略了）：

互斥鎖的控制邏輯：

設(shè)計思路：

（以上為寫被讀阻塞，下面是讀被寫阻塞）

總結(jié)，讀寫鎖的設(shè)計還是非常巧妙的：

設(shè)計思路：

WaitGroup 有三個暴露的函數(shù):

部件：

設(shè)計思路：

結(jié)構(gòu)：

Once 只暴露了一個方法：

實現(xiàn)：

三個關(guān)鍵點：

細節(jié)：

讓多協(xié)程任務(wù)的開始執(zhí)行時間可控（按順序或歸一）。（Context 是控制結(jié)束時間）

設(shè)計思路： 通過一個鎖和內(nèi)置的 notifyList 隊列實現(xiàn)，Wait() 會生成票據(jù)，并將等待協(xié)程信息加入鏈表中，等待控制協(xié)程中發(fā)送信號通知一個（Signal()）或所有（Boardcast()）等待者（內(nèi)部實現(xiàn)是通過票據(jù)通知的）來控制協(xié)程解除阻塞。

暴露四個函數(shù)：

實現(xiàn)細節(jié)：

部件：

包： golang.org/x/sync/errgroup

作用：開啟 func() error 函數(shù)簽名的協(xié)程，在同 Group 下協(xié)程并發(fā)執(zhí)行過程并收集首次 err 錯誤。通過 Context 的傳入，還可以控制在首次 err 出現(xiàn)時就終止組內(nèi)各協(xié)程。

設(shè)計思路：

結(jié)構(gòu)：

暴露的方法：

實現(xiàn)細節(jié)：

注意問題：

包： "golang.org/x/sync/semaphore"

作用：排隊借資源（如錢，有借有還）的一種場景。此包相當(dāng)于對底層信號量的一種暴露。

設(shè)計思路：有一定數(shù)量的資源 Weight，每一個 waiter 攜帶一個 channel 和要借的數(shù)量 n。通過隊列排隊執(zhí)行借貸。

結(jié)構(gòu)：

暴露方法：

細節(jié)：

部件：

細節(jié)：

包： "golang.org/x/sync/singleflight"

作用：防擊穿。瞬時的相同請求只調(diào)用一次，response 被所有相同請求共享。

設(shè)計思路：按請求的 key 分組（一個 *call 是一個組，用 map 映射存儲組），每個組只進行一次訪問，組內(nèi)每個協(xié)程會獲得對應(yīng)結(jié)果的一個拷貝。

結(jié)構(gòu)：

邏輯：

細節(jié)：

部件：

如有錯誤，請批評指正。

Go 語言三色標(biāo)記掃描對象是 DFS 還是 BFS?

最近在看左神新書 《Go 語言設(shè)計與實現(xiàn)》的垃圾收集器時產(chǎn)生一個疑惑，花了點時間搞清楚了記錄一下。

Go 語言垃圾回收的實現(xiàn)使用了標(biāo)記清除算法，將對象的狀態(tài)抽象成黑色（活躍對象）、灰色（活躍對象中間狀態(tài)）、白色（潛在垃圾對象也是所有對象的默認狀態(tài)）三種，注意沒有具體的字段標(biāo)記顏色。

整個標(biāo)記過程就是把白色對象標(biāo)黑的過程：

1.首先將 ROOT 根對象（包括全局變量、goroutine 棧上的對象等）放入到灰色集合

2.選一個灰色對象，標(biāo)成黑色，將所有可達的子對象放入到灰色集合

3.重復(fù)2的步驟，直到灰色集合中為空

下圖是書上的插圖，看上去是一個典型的深度優(yōu)先搜索的算法。

下圖是劉丹冰寫的《Golang 修養(yǎng)之路》的插圖，看上去是一個典型的廣度優(yōu)先搜索的算法。

我疑惑的點在于這個標(biāo)記過程是深度優(yōu)先算法還是廣度優(yōu)先算法，因為很多文章博客對此都沒有很清楚的說明，作為學(xué)習(xí)者這種細節(jié)其實也不影響對整個 GC 流程的理解，但是這種細節(jié)我非常喜歡扣：）

對著書和源碼摸索著大致找到了一個結(jié)果是深度優(yōu)先。下面看下大致的過程，源碼基于1.15.2版本：

gcStart 是 Go 語言三種條件觸發(fā) GC 的共同入口

啟動后臺標(biāo)記任務(wù)

為每個處理器創(chuàng)建用于執(zhí)行后臺標(biāo)記任務(wù)的 Goroutine

上面休眠的 G 會在調(diào)度循環(huán)中檢查并喚醒執(zhí)行

執(zhí)行標(biāo)記

gcw 是每個 P 獨有的所以不用擔(dān)心并發(fā)的問題 和 GMP、mcache 一樣設(shè)計，減少鎖競爭

嘗試在全局列表中獲取一個不為空的 buf

這是官方實現(xiàn)的無鎖隊列：）漲見識了，for 循環(huán)加原子操作實現(xiàn)棧的 pop

到這里從灰色集合中獲取待掃描的對象邏輯說完了。找到對象了接著就是 scanobject(b, gcw) 了，里面有兩段邏輯要注意

根據(jù)索引位置找到對象進行標(biāo)色

嘗試存入 gcwork 的緩存中，或全局隊列中

無鎖隊列，for 循環(huán)加原子操作實現(xiàn)棧的 push

到這里把灰色對象標(biāo)黑就完成了，又放回灰色集合接著掃下一個指針。

Go 語言設(shè)計與實現(xiàn) 垃圾收集器

Golang三色標(biāo)記+混合寫屏障GC模式全分析

go語言是什么

Go語言是一種開源的編程語言，被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)編程、云計算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域。

go語言的三位作者

Go語言的設(shè)計目標(biāo)是成為一種語法簡潔、執(zhí)行效率高、并發(fā)性能強大的編程語言。它由Google公司研發(fā)，于2009年首次發(fā)布，并于2012年成為了開源項目。Go語言具有C語言的表達能力和Python的開發(fā)效率，同時還擁有自己獨特的語法和特性，如協(xié)程、垃圾回收機制等。因此，它被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)編程、云計算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域，并且越來越受到開發(fā)者的青睞。

Go語言的出現(xiàn)，填補了許多編程語言在并發(fā)編程方面的空缺。它提供了一種輕量級線程模型，通過協(xié)程（goroutine）的方式，實現(xiàn)了高效的并發(fā)編程。同時，Go語言還支持內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)編程和字節(jié)序列編解碼庫，使得網(wǎng)絡(luò)編程變得更加容易和高效。在云計算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域，Go語言也得到了廣泛的應(yīng)用。例如，Docker和Kubernetes等開源項目就是用Go語言開發(fā)的。此外，Go語言還具有代碼可讀性高、編譯速度快、編譯后的可執(zhí)行文件體積小等優(yōu)點，使得它成為了開發(fā)高性能、高并發(fā)應(yīng)用的理想語言之一。

本文題目：go語言設(shè)計與實現(xiàn) go語言設(shè)計與實現(xiàn)pdf下載
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