Go 语言基础入门
Go 语言基础
程序基础
了解常量和遍历【const var 关键词】
:=
初始化以及赋值1
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3// 对变量 num 初始化,并赋值为 12
// 之后想修改值不能用 := ,要用 =
num := 12;for 循环关键字的使用【源码: ==ScoteAI-book/ch01/1.4/loop.go==】
指针的使用 【源码: ==ScottAI-book/ch01/1.2/pointer/main.go==】
net/http 的使用 【源码: ==ScottAI-book/ch01/1.1/helloserver/main.go==】
垃圾回收机制——三色标记法
- 白色集合:可能会被垃圾回收
- 黑色集合:保证存活
- 灰色集合:过渡用的
包及作用域
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3// 调用其他包的变量
package1.num1
package2.num1
数据类型
基本数据类型
- 整型
- 浮点型
- 复数
- 布尔类型
- 常量
- 字符串(可以看作复合数据类型)
复合数据类型
- 结构体 (Struct)
- 数组
引用数据类型
- 切片(slice):切片是对数组的引用,它提供了动态大小、灵活的操作和便捷的切片操作。切片在Go语言中被广泛用于处理和操作数据集合。
- 映射(map):映射是一种无序的键值对集合,也被称为字典或哈希表。它提供了快速的查找和检索操作,用于存储和管理键值对数据。
- 通道(channel):通道是用于在Goroutine之间进行通信和同步的管道。它允许Goroutine之间发送和接收数据,并确保并发安全。
- 函数(function):函数是一种引用类型,可以作为值传递给其他函数,也可以作为返回值。这使得在Go语言中可以灵活地使用函数来实现高阶函数和函数式编程的特性。
接口数据类型
格式化说明符
- %d : 用于格式化整型
- %x|%X:用于十六制数字
- %0d:用于规定输出定长的整型
- %n.mg:用户表示数字n,精确到小数点后 m 位。除了 g ,还有使用 e 和 f
注意:
Go语言中的指针(pointer)也是一种==引用类型==,但它在语义上更接近于基本类型。指针可以用于间接引用和修改变量的内存地址,但与切片、映射和通道等引用类型有所不同。
小提示: 引用类型引用传递,复合类型值传递!
类型 | 长度 | 默认值 | 说明 |
---|---|---|---|
bool | 1 | false | |
byte | 1 | 0 | uint8 |
rune | 4 | 0 | uint32 |
int、uint | 4或8 | 0 | 32或64 |
int8、uint8 | 1 | 0 | |
uint16、uint16 | 2 | 0 | |
int32、uint32 | 4 | 0 | |
int64、uint64 | 8 | 0 | |
float32 | 4 | 0.0 | |
float64 | 8 | 0.0 | |
complex64 | 8 | ||
complex128 | 16 | ||
uSintptr | 4或8 | 指针类型 |
字符串与复合数据类型
注意: Go 语言中没有对象和类的概念,封装思想都是通过复合类型来实现,比如结构体
数组
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6// 初始化数组
var a [3]int
var b [3]int = [3]int{1,2,3}
c := [...]int{1,2,3,4}
// 新语法(记一下)index : value
d := [...]int{4,4:1,1:2} // 等同于 [4 2 0 0 1]切片 (slice):相当于 python 切片
创建切片:使用 make
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s := make([]int,10)
如果要增加元素,建议采取
append
方法如果要复制,采取
copy
方法【必须是切片,数组复制:a[:]
】多维切片可以通过嵌套切片来创建
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6// 创建一个二维切片
matrix := [][]int{
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9},
}在删除之前,将要删除元素置为
nil
,否则垃圾回收已删除元素,从而切片容量不会发生变化
map:相当于python中字典,或者Java中Map
创建 map ,使用
make
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m := make(map[string] int)
使用其中元素
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5m := map[string] int {
"k1": 11,
"k2": 22
}
fmt.Println("k1: ", m["k1"])- 删除其中元素:使用
delete
函数
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delete(m, "k1")
结构体(struct)
- 定义
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4type Person struct {
Name string
Gender,Age int
}同类型可以写在一行,并用
,
号隔开初始化结构体
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7// 初始值 nil
var p *Person;
// 初始化结构体
var pp = new(Person)
pp.Name = "张三"
// 初始化并赋值
var p1 = Person{Name: "张三", Gender: 1, Age: 12}封装性:属性名首字母大写(public),属性名首字母小写(private)
继承性:嵌套结构体(不可以是它自身,但可以有指针指向它自己)
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23// 父类 Person , 子类 Employee Student
type Person struct {
Name string
Gender,Age int
}
type Employee struct {
p Person
Salary int
}
type Student struct {
Person
School string
}
// 赋值操作
e := Employee{p:Person{"Scott",1,30},Salary:1000}
var s Student
s.Name = "Billy" //相当于 s.Person.Name = "Billy"
s.Gender = 1 //相当于 s.Person.Gender = 1
s.Age = 6 //相当于 s.Person.Age = 6
s.School = "xxx 大学"
JSON(encoding/json、encoding/xml、encoding/asnl)
字符串操作常用包:
- strings:提供搜索、比较、切分与字符串连接等
- bytes:如果要对字符串的底层字节进行操作,可以使用
[]bytes
类型后进行处理 - strconv:主要是字符串与其他类型的转换,比如整数和布尔
- unicode:主要对字符串中单个字符进行判断,比如:IsLetter、IsDigit、IsUpper等
对于参数传值
- 形参为数组时,应该考虑指针【因为数组默认采取值传递方式】
- 但是如果是切片,切片本质传递的是地址
make & new 函数对比说明
- make 主要用于切片、map和chan进行内存分配,返回不是指针,而是类型本身
- new 主要用于结构体,返回类型的指针
函数、方法、接口和反射
函数
定义
闭包(保留外部函数的变量)
作用域
返回值(可多个)
变长参数(…)
defer关键字:用于释放资源,按照后进先出规则(LIFO)
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6f,err := os.Open("filename")
if err != nil {
fmt.Println(err)
}
// 关闭资源
defer f.Close()
方法
定义
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8// 定义1个结构体
type Rectangle struct {
w,h float64
}
// 定义方法
func (r Rectangle) area() float64 {
return r.w * r.h
}
接口
定义
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4type ShapeDesc interface {
Area() float64
Perimeter() float64
}使用
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4// 前提:结构体需要重写 Area() 和 Perimeter 方法
var s1,s2 ShapeDesc
// 类型断言: x.(T),其中 x 相当于变量,T 相当于类型(此处是: type circle struct)
_,ok := s1.(circle)接口只能声明方法,没有实现
实现接口,必须实现接口内的所有方法(方法名、形参、返回值完全一致)
接口声明方法不可重名
接口可嵌套
反射(reflect包)【源码: ==ScottAI-book/ch04/4.4/main.go==】
- reflect.ValueOf(&x) 获取结构体变量地址
- reflect.Elem() 获取地址中的值
- reflect.Type() 获取变量类型
- 还有更多用法在 reflect 包中
- 缺陷:反射可读性较差,性能相对于差,而且是运行时才报错
总结
- 方法和函数很像,方法在方法名之前加上接收器参数(一般为结构体)
- 匿名函数和闭包用法要掌握
- 反射一般用于通用函数,一般是框架所做的事情,了解即可
- 了解前4部分,go 语言的基础部分已经结束
- go 语言优势在于多线程编程
并发编程(核心重点)
高性能编程 = 协程(goroutine)+ 通道 (channel)
Go 语言将基于CSP(Communicating Sequential Process)模型的并发编程内置到语言中,即协程之间可以共享内存。
goroutine 协程: 一种轻量级的线程,使用 Go 语言关键字启动。
goroutine 和 系统线程是不一样的
所有的 Go 语言都是通过 goroutine 运行的(包括 main 函数)
核心概念:进程、线程、goroutine
如何运行一个协程?go 关键字
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11func hello() {
fmt.Println("Hello World!")
}
func main() {
// 使用关键字启动协程
go hello()
// 加上延时
// 主线程结束会关闭所有协程,从而导致不输出 Hello World
time.Sleep(1*time.Second)
}sync.WaitGroup 去除休眠方式等待协程结束
通道(channel)协程间的通信
初始值 nil
开启通道关键字 chan
关闭通道:close 函数
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14// 初始化
c1 := make(chan int)
// 将通道带入协程中
go writeChan(c1, 666)
// 接收通道数据
a := <-c1
// 协程中将值写入通道
func writeChan(c chan int, x int) {
// 写入通道该过程是阻塞的,必须有协程接收数据
c <- x
// 关闭通道
close(c)
}通道方向:单向 & 双向(默认)
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15// 默认通道——双向
func one(c chan int,x int) {
// 向通道c写入数据x
c <- x
}
// out 通道只写, in 通道只读
// 箭头流向: 指向chan是写,指向变量是读
func two(out chan<- int, in<-chan int) {
// 读取 in 通道,赋值给 v
for v:= range in {
// 将数据 v 写入 out 通道
out <- v
}
}缓存通道【源码: ==ScottAI-book/ch05/5.2/buffer/main.go==】
在创建通道是可以指定队列最大长度
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2// 指定队列长度: 3
c := make(chan int 3)尾部插入元素,头部获取元素
队列空,接收数据的协程阻塞,等待另一个协程向该通道发送数据
切换通道 select (可以理解为 switch case)
select 监听通道通信,有通信发生触发相应代码块
基本结构
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8select {
case <- ch1:
fmt.Println("从通道1读取数据")
case ch2 <- 1:
fmt.Println("向通道2写入数据")
default:
fmt.Println("前面都不满足的情况")
}只能选择其中1个,都满足的情况会从中抽取1个
如果没有写 default,在没有向通道写入数据之前会阻塞
select 超时问题解决【源码: ==ScottAI-book/ch05/5.2/timeout1/main.go==】
当某个协程向通道写入数据,没有协程接收时,将会死锁。【超时】
这时可以通过 select + time.After 去解决【检查】
如果可以通过随机数值代替具体数值
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7// 随机种子
rand.Seed(time.Now().UnixNano)
// 随机数
no := rand.Intn(6)
// 随机秒
no *= 1000
du := time.Duration(int32(no))*time.Millisecond
管道(pipeline)【源码: ==ScottAI-book/ch05/5.3/main.go==】
- 概念:通道(channel)连接协程(goroutine),一个协程输出是另一个协程输入。
使用管道好处(3点):
- 形成一个清晰的数据流,无需考虑协程和通道之间通信和状态问题
- 管道内不需要将数据保存为变量,节省空间
- 提高代码可维护度
小结
- 协程(goroutine)
- 通道(channel)
- 管道(pipeline)
包和代码测试
前面总结:数据类型、函数、方法、接口、反射、协程、通道、管道。
编译快原因:
- 每个源文件显示声明导入包
- 避免循环引用,即有向无环
- 编译输出目标文件记录自己的导出信息,以及依赖包导出信息,在一个包内可以编译整个包的文件
包(package)
对于导入的包必须使用(IDE自动管理,无需人工操作)
如果是包名冲突,必须起别名【当前文件有效】
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4import (
crand "crypto/rand"
"math/rand"
)可以同python导入全部(import * from xxx)一样,可以简写成 .
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3import . "fmt"
// 使用时, 无需 fmt.Println()
Println("Hello World")空导入,只需要其中的 init 函数,即只编译导入文件但不使用其中函数
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4import (
"database/sql"
_ "github.com/go-sql-driver/mysql"
)包名的别名一般用复数形式,如 bytes、strings等
Go 工具(Go Tool): 下载、查询、构建、格式化、测试、安装代码包
运行
go help
查看命令GOPATH
环境变量【重要】指定工作区间根目录,有3个子目录src
存放源文件pkg
存放编译后的包bin
存放可执行文件
GOROOT
环境变量,默认采取Go语言安装目录GOOS
和GOARCH
指定目标操作系统,指定目标处理器(如arm、amd64),交叉编译时会遇到运行
go env
查看各个环境变量及对应的值【太多,掌握 GOPATH 即可】GO 命令
go get
从互联网下载包1
2// 下载mysql 驱动包
go get -u github.com/go-sql-driver/mysqlgo-get 包含了安装(go install)和编译(go build)两个步骤
go build
编译指定源文件,多个源文件用空格隔开go install
编译源文件go list
查看包信息,查看完整信息:go list -json fmt
go doc
打印输出文档信息1
go doc fmt.Println
godoc
生成体系化的 Web 页面go run
运行 go 文件go test
测试,一般以 *_test.go 命名【方便 go build 不编译这些文件】,如 one_test.go 文件1
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9// one_test.go
package one
// 测试文件必须引入该包
import "testing"
// 参数写 T
func TestFun1(t *testing.T) {
// 写测试代码...
// t.Error("错误....")
}基准测试(Benchmark)
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8var final int
func benchmarkFun1(b *testing.B) {
var end int
for i := 0; i < b.N; i++ {
end = fun()
}
final = end
}
代码优化
- 分析代码标准库:runtime/pprof,生成性能分析报告
- 通过
go tool pprof -help
了解相关用法 - 常见问题
- CPU 占用率高,高负荷运转
- 线程(goroutine)死锁,占用资源
- 垃圾回收占用时间
小结
- 包的命名
- 包的导入【冲突起别名】
- Go 命令
- 测试
- 性能分析:go tool pprof 和 benchmark
- godoc 文档
- Example 示例函数【go test 命令运用】
综合实战案例
基本类型、复合类型、函数、方法、接口、反射、协程、通道、管道,和包的管理,bug 定位,性能分析,对 *_test.go 文件的测试,使用 godoc 命令生成文档。基本上 Go 语言基础部分学完了。下一步进阶:竞态与并发、sync 包、context 包、工作池、Go Web 编程、net/http 包、Web 框架(如基于httprouter的gin框架、MVC框架Beego)、Web底层服务(TCPSocket、UDPSocket、WebSocket)、中间介、数据库访问(database/sql 接口)
框架部分
- gin: Web框架
- gorm: 数据库框架
- grpc: 远程调用
- etcd:目标是构建一个高可用的分布式键值(key-value)数据库
- go-micro:微服务框架
微服务框架(对比):
框架 | 团队 | 开源时间 | 概述 | 优势 | 缺点 |
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go-micro | 国外大佬Asim团队 | 2015年 | 是最早,最经典的Go微服务框架之一 | 轻量级框架,入门简单,文档清晰 | 版本兼容性差,社区活跃度一般 |
go-zero | 国内大佬万俊峰团队 | 2020 | 提供了微服务框架需要具备的通用能力 | 社区生态非常好,无论是文档更新还是技术群都很活跃 | 相比于go-micro比较重,同时也只带一部分的强约束,学习门槛比go-micro略高 |
go-kit | 国外大佬 | 2015 | Go-kit将自己描述为微服务的标准库。像Go一样,go-kit为您提供可用于构建应用程序的单独包。 | 极度轻量级框架 | 社区建设一般 |
tars-go | 腾讯开源 | 2018 | tarsgo是tars这个大的C++重量级微服务框架下的go语言服务框架 | 优势在于很多能力不用从头开始做起,直接依托母体tars | 缺点是独立性较差,要选用这个tarsgo的前提,就是要先选用tars这个C++的框架 |
dubbo-go | 阿里开源 | 2019 | dubbogo是dubbo这个Java重量级微服务框架下的go语言服务框架 | 和腾讯开源项目类似 | 和腾讯开源项目类似 |
go-kratos | B站开源 | 2019 | 轻量级的微服务框架,框架定位于解决微服务的核心诉求。 | 暂无,后续补充 | 暂无,后续补充 |
jupiter | 斗鱼开源 | 2020 | 面向服务治理的Golang微服务框架 | 暂无,后续补充 | 暂无,后续补充 |
探索深度
- 操作系统
- 数据结构
- 分布式一致性
- 服务网络
- Kubernetes & Docker
- 协程(goroutine) 实现原理
go 的基本等级:
初级
初级呢,只要求掌握Golang的基本语法,懂几个流行的框架和库,能更删改查去做业务就行。一般我会问50%的golang知识点,一般集中在slice、map这块的;30%的数据库知识点,主要考察数据库的索引,事务的隔离,sql语句的优化之类的,也很基础;20%数据结构知识点,数据结构是编程的基础,这个怎么都逃不掉。一句话,能干活就行。
中级
中级呢,好歹也要知道一些底层的东西,或者是源码层的东西,什么goroutine的实现原理,什么内存逃逸,还有微服务相关的东西,另外docker和k8s也是必须要问的,主要考察知识的深度和广度,因为可能是小组的组长,要有一定的技术视野。
高级
高级呢,偏于项目管理和技术选型,golang应该也没有多少问的,但是也要问一两个golang设计哲学性的问题,比如对泛型怎么看之类的,主要还是对于系统架构和项目的管理的理解,顺便聊聊他之前做过的项目怎么管理,用了哪些技术选型,考量是什么,为什么最后选择了这个放弃了那个,然后碰到过什么坑,是怎么解决的。