Go语言基础须知

Delock
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前言

这篇文章原本计划在8月份发布，但由于面试入职的节奏太快，再加上近期的确繁忙，所以略有延迟。不过，好饭不怕晚，我依然践行了我的承诺。我的原则是，承诺可能因外界原因延后，但绝不会缺席。感谢大家的耐心等待与支持！

Go语言有哪些数据类型？

  1. 基本数据类型

    • 整数类型：Go语言支持多种整数类型，包括int、uint、int8、int16、int32、int64、uint8、uint16、uint32和uint64。其中，int类型的大小取决于平台（32位或64位），而其他类型则表示固定宽度的有符号和无符号整数。
    • 浮点数类型：包含float32和float64两种类型，分别对应32位和64位浮点数。此外，complex64和complex128类型用于表示复数，其实部和虚部分别为float32和float64。
    • 布尔类型：布尔类型bool代表真或假，其值为true或false。在Go语言中，布尔类型被广泛用于条件判断和逻辑运算。
    • 字符串类型：字符串类型string用于表示文本数据，是不可变的序列。在Go中，字符串可以用双引号或反引号定义，并支持原始字符串的操作。

  2. 特殊数据类型

    • 字符类型：字符类型rune用于表示单个Unicode字符。在处理文本数据时，rune类型确保每个字符可以表示为一个Unicode码点，避免了传统字节类型可能出现的编码问题。
    • 错误类型：错误类型error是一个接口类型，用于表示函数或方法中的错误。通过使用error类型，Go语言鼓励开发者显式地处理错误，而不是忽略它们。
    • 空类型：空类型struct{}用来表示一个空的结构体，不包含任何字段。它通常用于同步操作中，如通道或互斥锁的初始化。
    • 切片类型：切片类型是Go中的一种动态大小的序列，可以用来处理数组。切片提供了灵活的数组操作，如自动扩容和截取。
    • 映射类型：映射类型map表示无序的键值对集合，其中的键和值可以是任意类型。映射类型提供了高效的数据存储和检索方式，适用于需要快速访问和更新数据的场景。

Byte和Rune有什么区别？

byte和rune在go语言中都是字符类型，且都是别名类型。

byte型本质上是uint8类型的别名，代表了ASCII码的一个字符。

rune型本质上是int32类型的别名，代表一个UTF-8字符。

Go语言中new和make的区别？

在Go语言中new和make都是用于变量创建和初始化的内置函数，但它们在使用场景和行为上存在显著的差异。

  1. 适用类型

    • new：适用于基本类型、数组、结构体等类型的内存分配。
    • make：专用于切片、映射和通道这三种引用类型的初始化。

  2. 返回值

    • new：返回指向新分配零值的指针。
    • make：直接返回初始化后的引用类型本身。

  3. 初始化状态

    • new：创建的变量是指定类型的零值。
    • make：根据类型进行初始化，例如为切片预设长度和容量，或为映射预留空间。

  4. 底层实现

    • new：底层使用runtime.newobject函数来分配内存并清零。
    • make：对于切片、映射和通道，分别使用runtime.makeslice、runtime.makemap和runtime.makechan进行更复杂的初始化工作。

  5. 性能特点

    • new() ：分配内存较快，但不进行初始化。
    • make() ：需要初始化，可能相对较慢，但返回的对象可以直接使用。

  6. 最佳实践

    • new() ：当需要指针类型时使用，尤其是用户定义的类型。
    • make() ：对于Go语言的内置引用类型应优先使用make()进行初始化。

Go中有哪些方式安全读写共享变量

在Go语言中，安全地读写共享变量是并发编程的核心问题之一。Go提供了多种机制来保证在多goroutine环境下对共享资源的安全访问，这些方法包括使用互斥锁、读写锁、原子操作、通道以及sync.Once等。以下是具体介绍：

  1. 互斥锁：互斥锁（Mutex）是最基础的同步工具，用于保护一个或多个共享变量，防止多个goroutine同时访问导致的竞态条件。当一个goroutine获取了互斥锁后，其他试图获取该锁的goroutine将会被阻塞，直到第一个goroutine释放锁。
  2. 读写锁：读写锁（RWMutex）允许同时有多个读锁定和一个写锁定。当goroutine进行写操作时，其他读写操作都会被阻塞；但在读锁定的情况下，允许多个goroutine同时读取数据，这在读密集型应用中可以显著提高性能。
  3. 原子操作：对于一些简单的数据类型，如整数和指针，可以使用sync/atomic包提供的原子操作函数来保证操作的原子性，从而避免使用锁带来的性能开销。原子操作可以在不使用互斥锁的情况下保证操作的并发安全性。
  4. 通道通信：Go提倡“通过通信共享内存”，而非“通过共享内存来通信”。使用通道可以安全地在不同goroutine之间传递数据，通道的操作本身就保证了数据的并发安全。这是一种轻量级的同步机制，尤其适用于生产者消费者模式的数据交换场景。
  5. 初始化：如果共享变量只需要被初始化一次，可以使用sync.Once来确保只执行一次初始化操作。这在全局变量初始化、配置加载等场景下非常有用，可以避免重复初始化带来的问题。

CSP模型是什么？

CSP模型是”以通信的方式来共享内存“，不同与传统的多线程通过共享内存来通信。用于描述两个独立的并发实体通过共享的通讯channel（管道）进行通信的并发模型。

GPM分别是什么、分别有多少数量？

  • G（Goroutine）：即Go协程，每个go关键字都会创建一个协程
  • M（Machine）：工作线程，在Go中称为Machine，数量对应真实的CPU数（真正干活的对象）
  • P（Processor）：处理器（Go中定义的一个概念，非CPU），包含运行Go代码的必要资源，用来调度G和M之间的关联关系，其数量可以通过GOMAXPROCS（）来设置，默认为核心数。

M必须拥有P才可以执行G中的代码，P含有一个包含多G的队列，P可以调G交由M执行。

Go中对nil的Slice和空的Slice的处理是一致的吗？

  • slice := make([]int, 0)：slice不为nil，但是slice没有值，slice的底层空间是空的。
  • slice := []int{}：slice的值是nil，可用于需要返回的slice的函数，当函数出现异常的时候，保证函数依然会有nil的返回值。

Golang的内存模型中为什么小对象多了会造成GC压力？

通常小对象过多会导致GC三色法消耗过多的CPU。优化思路是，减少对象分配。

Channel为什么可以做到线程安全

Channel可以理解是一个先进先出的队列，通过管道进行通信，发送一个数据到Channel和从Channel接收一个数据都是原子性的。不要通过共享内存来通信，而是通过通信来共享内存，前者就是传统的加锁，后者就是Channel。设计Channel的主要目的就是在多任务间传递数据的，本身就是安全的。

GC的触发条件

  • 主动触发（手动触发），通过调用runtime.GC来触发GC，此调用阻塞式地等待当前GC运行完毕。

  • 被动触发，分为两种方式：

    • 使用系统监控，当超过两分钟没有产生任何GC，强制触发GC。
    • 使用步调（Pacing）算法，其核心思想是控制内存增长的比例，每次内存分配时检查当前内存分配量是否已到达阈值（环境变量GOGC）：默认100%，即当内存扩大一倍时启用GC。

常用语法糖

  • 简短变量声明:=

    • 在使用 := 进行多变量赋值时，如果赋值的变量列表中同时包含已声明和未声明的变量，那么已声明的变量将会被重新赋值。然而，如果赋值列表中只包含已经声明的变量，编译器会报错提示“no new variables on left side of :=”。(为了避免混淆和提高代码的可读性，建议在编码实践中避免示例一这种混用的做法)

      示例一

      a, b := 1, 2
b, c := 3, 4
fmt.Println(a, b, c)

      1 3 4

      示例二

      a, b := 1, 2
a, b := 3, 4

      no new variables on left side of :=

    • 不能使用函数外部

      • := 这种简短变量声明只能用于函数中，用来初始化全局变量是不行的。编译器会报“syntax error: non-declaration statement outside function body”。

  • 可变参数函数

    func Greeting(perfix string, who ...string) {
	if who == nil {
		fmt.Printf("Nobody to say hi.")
		return
	}
	for _, people := range who {
		fmt.Printf("%s, %s\n", perfix, people)
	}
}
    • 可变参数必须在函数参数列表的最后一个（否则会引起编译时歧义）；
    • 可变参数在函数内部是作为切片来解析的；
    • 可变参数可以不填，不填时函数内部当成 nil 切片处理；
    • 可变参数可以填入切片；
    • 可变参数必须是相同类型的（如果需要是不同类型的可以定义为 interface{}类型）；

  • new函数

    func new(Type) *Type

    在Go语言中，new函数用于动态地分配内存，返回一个指向新分配的零值的指针，而不会初始化该内存。

  • 声明不定长数组

    a := [...]int{1, 2, 3, 4}
a := [...]int{1: 20, 999: 10}

  • init函数

    Go语言提供了先于main函数执行的init函数，初始化每个包后会自动执行init函数，每个包中可以有多个init函数，每个包中的源文件中也可以有多个init函数，加载顺序如下：

    从当前包开始，如果当前包包含多个依赖包，则先初始化依赖包，层层递归初始化各个包，在每一个包中，按照源文件的字典序从前往后执行，每一个源文件中，优先初始化常量、变量，最后初始化init函数，当出现多个init函数时，则按照顺序从前往后依次执行，每一个包完成加载后，递归返回，最后在初始化当前包！

    image.png

  • 忽略导包

    Go语言在设计时有代码洁癖，在设计上尽可能避免代码滥用，所以Go语言的导包必须要使用，如果导包了但是没有使用的话就会产生编译错误，但有些场景我们会遇到只想导包，但是不使用的情况，比如上文提到的init函数，我们只想初始化包里的init函数，但是不会使用包内的任何方法，这时就可以使用 _ 操作符号重命名导入一个不使用的包

    import _  "net/http/pprof"
import _ "github.com/go-sql-driver/mysql"

  • 忽略字段

    有的时候我们需要要使用方法中的某些参数时，我们可以使用下划线来进行进行忽略，避免Go编译时出错。

    v1, v2, _ := function(...)

  • 类型断言

    我们通常都会使用interface，一种是带方法的interface，一种是空的interface，Go1.18之前是没有泛型的，所以我们可以用空的interface{}来作为一种伪泛型使用，当我们使用到空的interface{}作为入参或返回值时，就会使用到类型断言，来获取我们所需要的类型。

    var b interface{} = 10
value, ok := b.(int64)

  • for range循环

    切片/数组是我们经常使用的操作，在Go语言中提供了for range语法来快速迭代对象，数组、切片、字符串、map、channel等等都可以进行遍历，总结起来总共有三种方式：

    // 方式一：只遍历不关心数据，适用于切片、数组、字符串、map、channel
for range T {}
// 方式二：遍历获取索引或数组，切片，数组、字符串就是索引，map就是key，channel就是数据
for key := range T{}
// 方式三：遍历获取索引和数据，适用于切片、数组、字符串，第一个参数就是索引，第二个参数就是对应的元素值，map 第一个参数就是key，第二个参数就是对应的值；
for key, value := range T{}

  • 判断map的key是否存在

    Go语言提供语法 value, ok := m[key]来判断map中的key是否存在，如果存在就会返回key所对应的值，不存在就会返回空值：

    import "fmt"
  
func main() {
    dict := map[string]int{"asong": 1}
    if value, ok := dict["asong"]; ok {
        fmt.Printf(value)
    } else {
      fmt.Println("key:asong不存在")
    }
}

    结尾的碎碎念

    我正在筹备一个具有挑战性且对社会有深远意义的创业项目，现诚邀一位有责任心且具备运营能力的伙伴加入。如果你同样热爱挑战，追求有意义的事业，并擅长运营，欢迎联系我。让我们携手，一起为改变世界贡献力量！

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