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golangc語言

發布時間: 2023-08-10 06:26:54

『壹』 如何在golang 中調用c的靜態庫或者動態庫

1. 無論調用動態庫還是靜態庫都只需要include庫的頭文件就可以了
2. 要在調用該靜態庫的地方添加庫引用,並設置路徑。
結論:其實靜態庫調用動態庫或者靜態庫,只是在用到庫方法的地方把該方法添加到LIB當中,真正使用的地方才會把這些庫LINK起來生成可執行文件。

『貳』 (十一)golang 內存分析

編寫過c語言程序的肯定知道通過malloc()方法動態申請內存,其中內存分配器使用的是glibc提供的ptmalloc2。 除了glibc,業界比較出名的內存分配器有Google的tcmalloc和Facebook的jemalloc。二者在避免內存碎片和性能上均比glic有比較大的優勢,在多線程環境中效果更明顯。
Golang中也實現了內存分配器,原理與tcmalloc類似,簡單的說就是維護一塊大的全局內存,每個線程(Golang中為P)維護一塊小的私有內存,私有內存不足再從全局申請。另外,內存分配與GC(垃圾回收)關系密切,所以了解GC前有必要了解內存分配的原理。

為了方便自主管理內存,做法便是先向系統申請一塊內存,然後將內存切割成小塊,通過一定的內存分配演算法管理內存。 以64位系統為例,Golang程序啟動時會向系統申請的內存如下圖所示:

預申請的內存劃分為spans、bitmap、arena三部分。其中arena即為所謂的堆區,應用中需要的內存從這里分配。其中spans和bitmap是為了管理arena區而存在的。
arena的大小為512G,為了方便管理把arena區域劃分成一個個的page,每個page為8KB,一共有512GB/8KB個頁;
spans區域存放span的指針,每個指針對應一個page,所以span區域的大小為(512GB/8KB)乘以指針大小8byte = 512M
bitmap區域大小也是通過arena計算出來,不過主要用於GC。

span是用於管理arena頁的關鍵數據結構,每個span中包含1個或多個連續頁,為了滿足小對象分配,span中的一頁會劃分更小的粒度,而對於大對象比如超過頁大小,則通過多頁實現。

根據對象大小,劃分了一系列class,每個class都代表一個固定大小的對象,以及每個span的大小。如下表所示:

上表中每列含義如下:
class: class ID,每個span結構中都有一個class ID, 表示該span可處理的對象類型
bytes/obj:該class代表對象的位元組數
bytes/span:每個span佔用堆的位元組數,也即頁數乘以頁大小
objects: 每個span可分配的對象個數,也即(bytes/spans)/(bytes/obj)waste
bytes: 每個span產生的內存碎片,也即(bytes/spans)%(bytes/obj)上表可見最大的對象是32K大小,超過32K大小的由特殊的class表示,該class ID為0,每個class只包含一個對象。

span是內存管理的基本單位,每個span用於管理特定的class對象, 跟據對象大小,span將一個或多個頁拆分成多個塊進行管理。src/runtime/mheap.go:mspan定義了其數據結構:

以class 10為例,span和管理的內存如下圖所示:

spanclass為10,參照class表可得出npages=1,nelems=56,elemsize為144。其中startAddr是在span初始化時就指定了某個頁的地址。allocBits指向一個點陣圖,每位代表一個塊是否被分配,本例中有兩個塊已經被分配,其allocCount也為2。next和prev用於將多個span鏈接起來,這有利於管理多個span,接下來會進行說明。

有了管理內存的基本單位span,還要有個數據結構來管理span,這個數據結構叫mcentral,各線程需要內存時從mcentral管理的span中申請內存,為了避免多線程申請內存時不斷的加鎖,Golang為每個線程分配了span的緩存,這個緩存即是cache。src/runtime/mcache.go:mcache定義了cache的數據結構

alloc為mspan的指針數組,數組大小為class總數的2倍。數組中每個元素代表了一種class類型的span列表,每種class類型都有兩組span列表,第一組列表中所表示的對象中包含了指針,第二組列表中所表示的對象不含有指針,這么做是為了提高GC掃描性能,對於不包含指針的span列表,沒必要去掃描。根據對象是否包含指針,將對象分為noscan和scan兩類,其中noscan代表沒有指針,而scan則代表有指針,需要GC進行掃描。mcache和span的對應關系如下圖所示:

mchache在初始化時是沒有任何span的,在使用過程中會動態的從central中獲取並緩存下來,跟據使用情況,每種class的span個數也不相同。上圖所示,class 0的span數比class1的要多,說明本線程中分配的小對象要多一些。

cache作為線程的私有資源為單個線程服務,而central則是全局資源,為多個線程服務,當某個線程內存不足時會向central申請,當某個線程釋放內存時又會回收進central。src/runtime/mcentral.go:mcentral定義了central數據結構:

lock: 線程間互斥鎖,防止多線程讀寫沖突
spanclass : 每個mcentral管理著一組有相同class的span列表
nonempty: 指還有內存可用的span列表
empty: 指沒有內存可用的span列表
nmalloc: 指累計分配的對象個數線程從central獲取span步驟如下:

將span歸還步驟如下:

從mcentral數據結構可見,每個mcentral對象只管理特定的class規格的span。事實上每種class都會對應一個mcentral,這個mcentral的集合存放於mheap數據結構中。src/runtime/mheap.go:mheap定義了heap的數據結構:

lock: 互斥鎖
spans: 指向spans區域,用於映射span和page的關系
bitmap:bitmap的起始地址
arena_start: arena區域首地址
arena_used: 當前arena已使用區域的最大地址
central: 每種class對應的兩個mcentral
從數據結構可見,mheap管理著全部的內存,事實上Golang就是通過一個mheap類型的全局變數進行內存管理的。mheap內存管理示意圖如下:

系統預分配的內存分為spans、bitmap、arean三個區域,通過mheap管理起來。接下來看內存分配過程。

針對待分配對象的大小不同有不同的分配邏輯:
(0, 16B) 且不包含指針的對象: Tiny分配
(0, 16B) 包含指針的對象:正常分配
[16B, 32KB] : 正常分配
(32KB, -) : 大對象分配其中Tiny分配和大對象分配都屬於內存管理的優化范疇,這里暫時僅關注一般的分配方法。
以申請size為n的內存為例,分配步驟如下:

Golang內存分配是個相當復雜的過程,其中還摻雜了GC的處理,這里僅僅對其關鍵數據結構進行了說明,了解其原理而又不至於深陷實現細節。1、Golang程序啟動時申請一大塊內存並劃分成spans、bitmap、arena區域
2、arena區域按頁劃分成一個個小塊。
3、span管理一個或多個頁。
4、mcentral管理多個span供線程申請使用
5、mcache作為線程私有資源,資源來源於mcentral。

『叄』 c語言的 char** 和 golang []string類型怎麼相互轉換

當a是一個指針的時候,*a就是這個指針指向的內存的值 在定義的時候加了*的都是指針變數,都棗悉沖是一個地址。 在賦值的時候加了*的都凳殲是表示陸汪這個指針指向內存的值,在等號前面就是給這個值賦值,後面就是取這個值。

『肆』 為什麼要使用 Go 語言Go 語言的優勢在哪裡

為什麼要使用Go語言:

從工程的角度上來看,對於大多數後台應用場景,選擇Golang是極為明智的選擇。 這樣可以很輕松的兼顧運行性能、開發效率及維護難度這三大讓諸多程序猿欲仙欲死的奇點。

Go有什麼優勢:

  1. 可直接編譯成機器碼,不依賴其他庫,glibc的版本有一定要求,部署就是扔一個文件上去就完成了。

  2. 靜態類型語言,但是有動態語言的感覺,靜態類型的語言就是可以在編譯的時候檢查出來隱藏的大多數問題,動態語言的感覺就是有很多的包可以使用,寫起來的效率很高。

  3. 語言層面支持並發,這個就是Go最大的特色,天生的支持並發,我曾經說過一句話,天生的基因和整容是有區別的,大家一樣美麗,但是你喜歡整容的還是天生基因的美麗呢?Go就是基因裡面支持的並發,可以充分的利用多核,很容易的使用並發。

  4. 內置runtime,支持垃圾回收,這屬於動態語言的特性之一吧,雖然目前來說GC不算完美,但是足以應付我們所能遇到的大多數情況,特別是Go1.1之後的GC。

  5. 簡單易學,Go語言的作者都有C的基因,那麼Go自然而然就有了C的基因,那麼Go關鍵字是25個,但是表達能力很強大,幾乎支持大多數你在其他語言見過的特性:繼承、重載、對象等。

  6. 豐富的標准庫,Go目前已經內置了大量的庫,特別是網路庫非常強大,我最愛的也是這部分。

  7. 內置強大的工具,Go語言裡面內置了很多工具鏈,最好的應該是gofmt工具,自動化格式化代碼,能夠讓團隊review變得如此的簡單,代碼格式一模一樣,想不一樣都很困難。

  8. 跨平台編譯,如果你寫的Go代碼不包含cgo,那麼就可以做到window系統編譯linux的應用,如何做到的呢?Go引用了plan9的代碼,這就是不依賴系統的信息。

  9. 內嵌C支持,前面說了作者是C的作者,所以Go裡面也可以直接包含c代碼,利用現有的豐富的C庫。

Go適合用來做什麼:

  1. 伺服器編程,以前你如果使用C或者C++做的那些事情,用Go來做很合適,例如處理日誌、數據打包、虛擬機處理、文件系統等。

  2. 分布式系統,資料庫代理器等。

  3. 網路編程,這一塊目前應用最廣,包括Web應用、API應用、下載應用。

  4. 內存資料庫,前一段時間google開發的groupcache,couchbase的部分組建。

  5. 雲平台,目前國外很多雲平台在採用Go開發,CloudFoundy的部分組建,前VMare的技術總監自己出來搞的apcera雲平台。