学习一下go语言基础所做笔记，主要参考《Go专家编程》和《Go程序设计语言》这两本书。
一 defer
defer语句用于延迟函数的调用， 每次defer都会把一个函数压入栈中， 函数返回前再把延迟的函数取出并执行。
为了方便描述， 我们把创建defer的函数称为主函数， defer语句后面的函数称为延迟函数。
延迟函数可能有输入参数， 这些参数可能来源于定义defer的函数， 延迟函数也可能引用主函数用于返回的变量， 也就是说延迟函数可能会影响主函数的一些行为， 这些场景下， 如果不了解defer的规则很容易出错。
实现原理
源码包src/src/runtime/runtime2.go:_defer定义了defer的数据结构：
我们知道defer后面一定要接一个函数的，所以defer的数据结构跟一般函数类似，也有栈地址、程序计数器、函数地址等等。
与函数不同的一点是它含有一个指针，可用于指向另一个defer，每个goroutine数据结构中实际上也有一个defer指针，该指针指向一个defer的单链表，每次声明一个defer时就将defer插入到单链表表头，每次执行defer时就从单链表表头取出一个defer执行。
下图展示多个defer被链接的过程：
从上图可以看到，新声明的defer总是添加到链表头部。
函数返回前执行defer则是从链表首部依次取出执行，不再赘述。
一个goroutine可能连续调用多个函数，defer添加过程跟上述流程一致，进入函数时添加defer，离开函数时取出defer，所以即便调用多个函数，也总是能保证defer是按LIFO方式执行的。
源码包 src/runtime/panic.go 定义了两个方法分别用于创建defer和执行defer。
- deferproc()： 在声明defer处调用， 其将defer函数存入goroutine的链表中；
- deferreturn()： 在return指令， 准确的讲是在ret指令前调用， 其将defer从goroutine链表中取出并执行。
可以简单这么理解， 在编译在阶段， 声明defer处插入了函数deferproc()， 在函数return前插入了函数deferreturn()。
defer规则
Golang官方博客里总结了defer的行为规则， 只有三条， 我们围绕这三条进行说明。 我觉得把书上的顺序反过来更好懂，先讲原理，再讲规则的时候就容易理解规则。
规则一： 延迟函数的参数在defer语句出现时就已经确定下来了
func a() {
i := 0
defer fmt.Println(i)
i++
return
}
defer语句中的fmt.Println()参数i值在defer出现时就已经确定下来，实际上是拷贝了一份。后面对变量i的修改不会影响fmt.Println()函数的执行，仍然打印”0”。
注意：对于指针类型参数，规则仍然适用，只不过延迟函数的参数是一个地址值，这种情况下，defer后面的语句对变量的修改可能会影响延迟函数。（ps：其实感觉就是基本类型存的是值，其他的是指针，指针指向的数据可能后续被修改）
规则二： 延迟函数执行按后进先出顺序执行， 即先出现的defer最后执行
这个我感觉没啥说的，看原理图就能明白FIFO,defer A()->defer B()->defer C(),执行顺序位C()->B()->A()。
规则三： 延迟函数可能操作主函数的具名返回值
1.函数返回过程
有一个事实必须要了解，关键字return不是一个原子操作，实际上return只代理汇编指令ret，即将跳转程序执行。比如语句return i，实际上分两步进行，即将i值存入栈中作为返回值，然后执行跳转，而defer的执行时机正是跳转前，所以说defer执行时还是有机会操作返回值的。
举个实际的例子进行说明这个过程：
func deferFuncReturn() (result int) {
i := 1
defer func() {
result++
}()
return i
}
该函数的return语句可以拆分成下面两行：
result = i
return
而延迟函数的执行正是在return之前，即加入defer后的执行过程如下：
result = i
result++
return
所以上面函数实际返回i++值。
关于主函数有不同的返回方式，但返回机制就如上机介绍所说，只要把return语句拆开都可以很好的理解，下面分别举例说明。
2.主函数拥有匿名返回值，返回字面值
一个主函数拥有一个匿名的返回值，返回时使用字面值，比如返回”1”、”2”、”Hello”这样的值，这种情况下defer语句是无法操作返回值的。
一个返回字面值的函数，如下所示：
func foo() int {
var i int
defer func() {
i++
}()
return 1
}
上面的return语句，直接把1写入栈中作为返回值，延迟函数无法操作该返回值，所以就无法影响返回值。
3.主函数拥有匿名返回值，返回变量
一个主函数拥有一个匿名的返回值，返回使用本地或全局变量，这种情况下defer语句可以引用到返回值，但不会改变返回值。
一个返回本地变量的函数，如下所示：
func foo() int {
var i int
defer func() {
i++
}()
return i
}
上面的函数，返回一个局部变量，同时defer函数也会操作这个局部变量。对于匿名返回值来说，可以假定仍然有一个变量存储返回值，假定返回值变量为”anony”，上面的返回语句可以拆分成以下过程：
anony = i
i++
return
由于i是整型，会将值拷贝给anony，所以defer语句中修改i值，对函数返回值不造成影响。
4.主函数拥有具名返回值
主函声明语句中带名字的返回值，会被初始化成一个局部变量，函数内部可以像使用局部变量一样使用该返回值。如果defer语句操作该返回值，可能会改变返回结果。
一个影响函返回值的例子：
func foo() (ret int) {
defer func() {
ret++
}()
return 0
}
上面的函数拆解出来，如下所示：
ret = 0
ret++
return
函数真正返回前，在defer中对返回值做了+1操作，所以函数最终返回1。
其实规则三相当于是规则一的扩展，return 0 其实就等于 ret = 0，return ret。理解了这个，可以猜猜这个结果是什么？
func foo() (ret int) {
defer func() {
ret++
}()
ret++
return 0
}
二 select
select是Golang在语言层面提供的多路IO复用的机制， 其可以检测多个channel是否ready(即是否可读或可写)，使用起来非常方便。
Golang实现select时， 定义了一个数据结构表示每个case语句(含defaut， default实际上是一种特殊的case)， select执行过程可以类比成一个函数， 函数输入case数组， 输出选中的case， 然后程序流程转到选中的case块。
实现原理
源码包 src/runtime/select.go:scase 定义了表示case语句的数据结构：
源码包 src/runtime/select.go:selectgo() 定义了select选择case的函数：
func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool)
函数参数：
- cas0为scase数组的首地址，selectgo()就是从这些scase中找出一个返回。
- order0为一个两倍cas0数组长度的buffer，保存scase随机序列pollorder和scase中channel地址序列lockorder
-
- pollorder：每次selectgo执行都会把scase序列打乱，以达到随机检测case的目的。
- lockorder：所有case语句中channel序列，以达到去重防止对channel加锁时重复加锁的目的。
- ncases表示scase数组的长度
函数返回值：
- int： 选中case的编号，这个case编号跟代码一致
- bool: 是否成功从channle中读取了数据，如果选中的case是从channel中读数据，则该返回值表示是否读取成功。
selectgo实现伪代码如下：
func selectgo(cas0 *scase, order0 *uint16, ncases int) (int, bool) {
//1. 锁定scase语句中所有的channel
//2. 按照随机顺序检测scase中的channel是否ready
// 2.1 如果case可读，则读取channel中数据，解锁所有的channel，然后返回(case index, true)
// 2.2 如果case可写，则将数据写入channel，解锁所有的channel，然后返回(case index, false)
// 2.3 所有case都未ready，则解锁所有的channel，然后返回（default index, false）
//3. 所有case都未ready，且没有default语句
// 3.1 将当前协程加入到所有channel的等待队列
// 3.2 当将协程转入阻塞，等待被唤醒
//4. 唤醒后返回channel对应的case index
// 4.1 如果是读操作，解锁所有的channel，然后返回(case index, true)
// 4.2 如果是写操作，解锁所有的channel，然后返回(case index, false)
}
特别说明：对于读channel的case来说，如case elem, ok := <-chan1:, 如果channel有可能被其他协程关闭的情况下，一定要检测读取是否成功，因为close的channel也有可能返回，此时ok == false。
为了方便理解，我自己也画了一个流程图
注意：当多个 channel 同时就绪时，select 不会按照代码中 case 的书写顺序依次检测，而是随机打乱顺序选择一个就绪的 case 执行。
三 range
range是Golang提供的一种迭代遍历手段， 可操作的类型有数组、 切片、 Map、 channel等， 实际使用频率非常高。
实现原理
对于for-range语句的实现， 可以从编译器源码中找到答案。 编译器源码 gofrontend/go/statements.cc/For_range_statement::do_lower() 方法中有如下注释
// Arrange to do a loop appropriate for the type. We will produce
// for INIT ; COND ; POST {
// ITER_INIT
// INDEX = INDEX_TEMP
// VALUE = VALUE_TEMP // If there is a value
// original statements
// }
前面是书上写的，下面我自己尝试去理解了一下：
// Arrange to do a loop appropriate for the type. We will produce
// for i=0 ; i < len ; i++ {
// ITER_INIT //初始化操作，比如初始化 INDEX_TEMP和VALUE_TEMP
// INDEX = INDEX_TEMP //没什么说的赋值
// VALUE = VALUE_TEMP // If there is a value
// original statements //用户编写的原始代码
// }
slice
有了上面的代码，直接套公式就行了，也就是value=slice[index]
// The loop we generate:
// for_temp := range
// len_temp := len(for_temp)
// for index_temp = 0; index_temp < len_temp; index_temp++ {
// value_temp = for_temp[index_temp]
// index = index_temp
// value = value_temp
// original body
// }
遍历slice前会先获以slice的长度len_temp作为循环次数， 循环体中， 每次循环会先获取元素值， 如果forrange中接收index和value的话， 则会对index和value进行一次赋值。
由于循环开始前循环次数就已经确定了， 所以循环过程中新添加的元素是没办法遍历到的。
另外， 数组与数组指针的遍历过程与slice基本一致， 不再赘述。
map
猜一猜的话也能想到index_temp=key,value_temp=value。
// The loop we generate:
// var hiter map_iteration_struct
// for mapiterinit(type, range, &hiter); hiter.key != nil; mapiternext(&hiter) {
// index_temp = *hiter.key
// value_temp = *hiter.val
// index = index_temp
// value = value_temp
// original body
// }
遍历map时没有指定循环次数， 循环体与遍历slice类似。 由于map底层实现与slice不同， map底层使用hash表实现， 插入数据位置是随机的， 所以遍历过程中新插入的数据不能保证遍历到。
channel
这个就只能瞎猜了，index_temp = <-channel的返回值，for循环是一个死循环。
// The loop we generate:
// for {
// index_temp, ok_temp = <-range //阻塞读取，如果ok_temp为false，代表管道已关闭
// if !ok_temp {
// break
// }
// index = index_temp
// original body
// }
channel遍历是依次从channel中读取数据,读取前是不知道里面有多少个元素的。如果channel中没有元素，则会阻塞等待，如果channel已被关闭，则会解除阻塞并退出循环。
注：
- 上述注释中index_temp实际上描述是有误的，应该为value_temp，因为index对于channel是没有意义的。
- 使用for-range遍历channel时只能获取一个返回值。
编程Tips
- 遍历过程中可以适情况放弃接收index或value， 可以一定程度上提升性能
- 遍历channel时， 如果channel中没有数据， 可能会阻塞
- 尽量避免遍历过程中修改原数据
