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  • 十一选五开奖结果山东:golang高并发的深入理解

    山西体彩11选5直选遗漏 www.caxru.com  更新时间:2019年03月10日 15:29:10   作者:飞翔码农   我要评论

    golang从语言级别上对并发提供了支持,而且在启动并发的方式上直接添加了语言级的关键字。下面这篇文章主要给大家介绍了关于golang高并发的相关资料,需要的朋友可以参考下

    前言

    GO语言在WEB开发领域中的使用越来越广泛,Hired 发布的《2019 软件工程师状态》报告中指出,具有 Go 经验的候选人是迄今为止最具吸引力的。平均每位求职者会收到9 份面试邀请。


    想学习go,最基础的就要理解go是怎么做到高并发的。

    那么什么是高并发?

    高并发(High Concurrency)是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一,它通常是指,通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。

    严格意义上说,单核的CPU是没法做到并行的,只有多核的CPU才能做到严格意义上的并行,因为一个CPU同时只能做一件事。那为什么是单核的CPU也能做到高并发。这就是操作系统进程线程调度切换执行,感觉上是并行处理了。所以只要进程线程足够多,就能处理C1K C10K的请求,但是进程线程的数量又受到操作系统内存等资源的限制。每个线程必须分配8M大小的栈内存,不管是否使用。每个php-fpm需要占用大约20M的内存。所以目前有线程的Java就比只有进程的PHP的并发处理能力高。当然了,软件的处理能力不仅仅跟内存有关,还有是否阻塞,是否异步处理,CPU等等。Nginx作为单线程的模型却可以承担几万甚至几十万的并发请求,Nginx的话题说起来也就更多了。
    我们继续聊我们的Go,那么是不是可以有一种语言使用更小的处理单元,占用内存比线程更小,那么它的并发处理能力就可以更高。所以Google就做了这件事,就有了golang语言,golang从语言层面就支持了高并发。

    go为什么能做到高并发

    goroutine是Go并行设计的核心。goroutine说到底其实就是协程,但是它比线程更小,几十个goroutine可能体现在底层就是五六个线程,Go语言内部帮你实现了这些goroutine之间的内存共享。执行goroutine只需极少的栈内存(大概是4~5KB),当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此,可同时运行成千上万个并发任务。goroutine比thread更易用、更高效、更轻便。

    一些高并发的处理方案基本都是使用协程,openresty也是利用lua语言的协程做到了高并发的处理能力,PHP的高性能框架Swoole目前也在使用PHP的协程。

    协程更轻量,占用内存更小,这是它能做到高并发的前提。

    go web开发中怎么做到高并发的能力

    学习go的HTTP代码。先创建一个简单的web服务。

    package main
    
    import (
     "fmt"
     "log"
     "net/http"
    )
    
    func response(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
     fmt.Fprintf(w, "Hello world!") //这个写入到w的是输出到客户端的
    }
    
    func main() {
     http.HandleFunc("/", response)
     err := http.ListenAndServe(":9000", nil)
     if err != nil {
      log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
     }
    }

    然后编译

    go build -o test_web.gobin
    ./test_web.gobin

    然后访问

    curl 127.0.0.1:9000
    Hello world!

    这样简单的一个WEB服务就搭建起来。接下来我们一步一步理解这个Web服务是怎么运行的,怎么做到高并发的。
    我们顺着http.HandleFunc("/", response)方法顺着代码一直往上看。

    func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
     DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
    }
    var DefaultServeMux = &defaultServeMux
    var defaultServeMux ServeMux
    
    type ServeMux struct {
     mu sync.RWMutex//读写锁。并发处理需要的锁
     m  map[string]muxEntry//路由规则map。一个规则一个muxEntry
     hosts bool //规则中是否带有host信息
    }
    一个路由规则字符串,对应一个handler处理方法。
    type muxEntry struct {
     h  Handler
     pattern string
    }

    上面是DefaultServeMux的定义和说明。我们看到ServeMux结构体,里面有个读写锁,处理并发使用。muxEntry结构体,里面有handler处理方法和路由字符串。

    接下来我们看下,http.HandleFunc函数,也就是DefaultServeMux.HandleFunc做了什么事。我们先看mux.Handle第二个参数HandlerFunc(handler)

    func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
     mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))
    }
    type Handler interface {
     ServeHTTP(ResponseWriter, *Request) // 路由实现器
    }
    type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
    func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
     f(w, r)
    }

    我们看到,我们传递的自定义的response方法被强制转化成了HandlerFunc类型,所以我们传递的response方法就默认实现了ServeHTTP方法的。

    我们接着看mux.Handle第一个参数。

    func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler) {
     mux.mu.Lock()
     defer mux.mu.Unlock()
    
     if pattern == "" {
      panic("http: invalid pattern")
     }
     if handler == nil {
      panic("http: nil handler")
     }
     if _, exist := mux.m[pattern]; exist {
      panic("http: multiple registrations for " + pattern)
     }
    
     if mux.m == nil {
      mux.m = make(map[string]muxEntry)
     }
     mux.m[pattern] = muxEntry{h: handler, pattern: pattern}
    
     if pattern[0] != '/' {
      mux.hosts = true
     }
    }

    将路由字符串和处理的handler函数存储到ServeMux.m 的map表里面,map里面的muxEntry结构体,上面介绍了,一个路由对应一个handler处理方法。

    接下来我们看看,http.ListenAndServe(":9000", nil)做了什么

    func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
     server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
     return server.ListenAndServe()
    }
    
    func (srv *Server) ListenAndServe() error {
     addr := srv.Addr
     if addr == "" {
      addr = ":http"
     }
     ln, err := net.Listen("tcp", addr)
     if err != nil {
      return err
     }
     return srv.Serve(tcpKeepAliveListener{ln.(*net.TCPListener)})
    }

    net.Listen("tcp", addr) ,就是使用端口addr用TCP协议搭建了一个服务。tcpKeepAliveListener就是监控addr这个端口。

    接下来就是关键代码,HTTP的处理过程

    func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
     defer l.Close()
     if fn := testHookServerServe; fn != nil {
      fn(srv, l)
     }
     var tempDelay time.Duration // how long to sleep on accept failure
    
     if err := srv.setupHTTP2_Serve(); err != nil {
      return err
     }
    
     srv.trackListener(l, true)
     defer srv.trackListener(l, false)
    
     baseCtx := context.Background() // base is always background, per Issue 16220
     ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
     for {
      rw, e := l.Accept()
      if e != nil {
       select {
       case <-srv.getDoneChan():
        return ErrServerClosed
       default:
       }
       if ne, ok := e.(net.Error); ok && ne.Temporary() {
        if tempDelay == 0 {
         tempDelay = 5 * time.Millisecond
        } else {
         tempDelay *= 2
        }
        if max := 1 * time.Second; tempDelay > max {
         tempDelay = max
        }
        srv.logf("http: Accept error: %v; retrying in %v", e, tempDelay)
        time.Sleep(tempDelay)
        continue
       }
       return e
      }
      tempDelay = 0
      c := srv.newConn(rw)
      c.setState(c.rwc, StateNew) // before Serve can return
      go c.serve(ctx)
     }
    }

    for里面l.Accept()接受TCP的连接请求,c := srv.newConn(rw)创建一个Conn,Conn里面保存了该次请求的信息(srv,rw)。启动goroutine,把请求的参数传递给c.serve,让goroutine去执行。

    这个就是GO高并发最关键的点。每一个请求都是一个单独的goroutine去执行。

    那么前面设置的路由是在哪里匹配的?是在c.serverde的c.readRequest(ctx)里面分析出URI METHOD等,执行serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)做的??聪麓?/p>

    func (sh serverHandler) ServeHTTP(rw ResponseWriter, req *Request) {
     handler := sh.srv.Handler
     if handler == nil {
      handler = DefaultServeMux
     }
     if req.RequestURI == "*" && req.Method == "OPTIONS" {
      handler = globalOptionsHandler{}
     }
     handler.ServeHTTP(rw, req)
    }

    handler为空,就我们刚开始项目中的ListenAndServe第二个参数。我们是nil,所以就走DefaultServeMux,我们知道开始路由我们就设置的是DefaultServeMux,所以在DefaultServeMux里面我一定可以找到请求的路由对应的handler,然后执行ServeHTTP。前边已经介绍过,我们的reponse方法为什么具有ServeHTTP的功能。流程大概就是这样的。

    我们看下流程图


    结语

    我们基本已经学习忘了GO 的HTTP的整个工作原理,了解到了它为什么在WEB开发中可以做到高并发,这些也只是GO的冰山一角,还有Redis MySQL的连接池。要熟悉这门语言还是多写多看,才能掌握好它。灵活熟练的使用。

    好了,以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对脚本之家的支持。

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