Go 面试汇总

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作为一个跨界的 Java Boy 面对 Go 的岗位还是先整理一波。

Go 的 Goroutine

CSP，全称Communicating Sequential Processes，意为通讯顺序进程，它是七大并发模型中的一种，它的核心观念是将两个并发执行的实体通过通道channel连接起来，所有的消息都通过channel传输，Go语言对CSP并发模型的实现——GPM调度模型。

GPM代表了三个角色，分别是Goroutine、Processor、Machine。

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  • Goroutine：承担运行的实体
  • Processor： 联通 G 和 M 的处理器
  • Machine： 操作系统的调度单位：线程

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Machine 和 Processor 是 1:1，我们创建的 Goroutine 会通过放入 Queue 让 Processor 在 Machine 执行。
不过值得注意，在实现的过程中，有一种名为 work-stealing 的算法，如果某个 Machine 的 Queue 为空的时候会尝试从其他地方偷点回来。

Java体系中： JDK1.7引入的Fork/Join框架就是基于工作窃取算法。

单纯的从图上看，我们至少提出几个问题

  • Goroutine 如何调用了 Systemcall 在阻塞状态会怎么样
  • Goroutine 如何保证时间公平

Go的调度

OS 调度器是一个抢占式调度器。Go 调度器在内核之上的用户空间中运行。Go 调度器的当前实现不是抢占式调度器，而是协作式调度器。

Go 的状态也有三种状态：

  • Waiting：这意味着 Goroutine 已停止并等待一些事情以继续。这可能是因为等待操作系统（系统调用）或同步调用（原子和互斥操作）等原因。这些类型的延迟是性能下降的根本原因。
  • Runnable ：这意味着 Goroutine 需要M上的时间片，来执行它的指令。如果同一时间有很多 Goroutines 在竞争时间片，它们都必须等待更长时间才能得到时间片，而且每个 Goroutine 获得的时间片都缩短了。这种类型的调度延迟也可能导致性能下降。
  • Executing ：这意味着 Goroutine 已经被放置在M上并且正在执行它的指令。

系统调用

对于大部分的 Blocking 系统调用，都是直接将这个阻塞的 G 从 M 卸载下来，换上其他的 G 进行运行。略有不同的，对于异步的系统调用 GO 实现一种 NetPoller 机制，这些操作并不在 M 进行操作，会将这个 Go 移动到 Netpoller 进行操作。这里其实也就是高性能 Web 的核心，不要在 Blocking 进行阻塞。

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CGo 的低效问题

在 dave 的 cgo is not go 中写到了

C doesn’t know anything about Go’s calling convention or growable stacks, so a call down to C code must record all the details of the goroutine stack, switch to the C stack, and run C code which has no knowledge of how it was invoked, or the larger Go runtime in charge of the program.

Cgo在编译的时候会为代码生成大量的中间文件。 在一个Go源文件中，如果出现了import "C"指令则表示将调用cgo命令生成对应的中间文件。整个过程会涉及到大量的 堆栈切换

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Go --> runtime.cgocall --> runtime.entersyscall --> runtime.asmcgocall --> _cgo_Cfunc_f
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Go <-- runtime.exitsyscall <-- runtime.cgocall <-- runtime.asmcgocall <----------+

Go 的常见姿势

Channel 关闭

因为关闭一个 Channel 之后，依然可以从中获得数据，因此一个适用的原则是不要从接收端关闭channel，也不要关闭有多个并发发送者的channel。

  • channel 只有一个发送方的情况：直接等到发送完毕关不即可
  • channel 有多个发送方一个接收方： 额外增加一个 channel ，让接收方通知发送方关闭，因为消息只有一次，因此只有一个人可以关闭
  • channel 有多个发送方以及多个接收方: 增加一个调停者，等条件满足的时候通知发送方关闭即可。

其他

  • go defer: FILO 特性，不过值得注意的是在 Return 之前，PAIN 可以看做一种 Retrun
  • chan 缓冲/无缓冲：channel无缓冲时，发送阻塞直到数据被接收，接收阻塞直到读到数据。channel有缓冲时，当缓冲满时发送阻塞，当缓冲空时接收阻塞。

参考