go语言底层知识总结 go语言知识点总结

Go小知识新解

1、值接收者和指针接收者

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所谓指针接收者和值接收者这两个概念，用GO写了一阵子代码的人都了解了，这里只做简要说明一下，也就是对于一个给定结构，咱们对结构进行方法包装的时候，固定必传的参数，用来指向这个对象结构自身的一个参数，在go中也就是形式如下：

我们对结构体testStruct进行了包装，提供了两个方法，sum和modify，其中sum的方法接收者为a testStruct，这个就是值接收者，而modify的接收者为a *testStruct就是指针接收者，也就是说固定对象指针，一个传递的是指针地址，而另外一个直接传递的是结构值拷贝了

对指针有一定了解的，都可以知道，指针传递过去的，可以直接修改结构内部内容，而值传递过去的，无论如何修改这个接收者的数据，不会对原对象结构产生影响。而对于咱们包装结构对象的时候，到底是使用指针还是使用值接收者，这个实际上没有太大的定论，就我个人的观点来说，如果结构体占有的内存空间不大(kb级别)，而又不需要修改内部的，同时结构对象内部没有同步对象比如（sync包中的mutex,rwlock，waitgroup等之类的结构的话，可以直接值传递，实际上值copy也没有咱们想象的那么慢，很多时候，都用指针，最后的gc回收扫描可能都比咱们这个传递copy的消耗大） p="" /kb级别)，而又不需要修改内部的，同时结构对象内部没有同步对象比如（sync包中的mutex,rwlock，waitgroup等之类的结构的话，可以直接值传递，实际上值copy也没有咱们想象的那么慢，很多时候，都用指针，最后的gc回收扫描可能都比咱们这个传递copy的消耗大）

2、实现接口的值接收者和指针接收者有啥区别

也就是比如定义如下

这里面的值接收者和指针接收者有什么区别，这里咱来写一个测试

通过这个测试用例可以发现，指针接收者实现的接口可以同时支持转移到值接收者接口和指针接收者接口，而用值接收者实现的接口，则无法转移到使用指针接收者实现的接口，为啥子呢？目前网上或者各类资料上都是给的一个很官方很官方，而且很书面话难以理解的说明，大致意思如下：

这是目前网络或者各种资料上都是差不多是这样说的，看似讲了，实际上就说了一个结果，根本就没说出来一个为什么。这样的总结出来，一个初学者的角度来看，是很不好理解的，初学者要么就是死记硬背，要么就是生搬硬套，甚至直到写了好多好多代码了，都还没有搞明白一个为啥子，只是会用了而已，从长远来说这是不利于自身提高的。

有这两个本质点，咱们自己来思考一下，如果你来实现这个编译器的时候，用指针接收的时候，指针接收者，默认就能直接获取支持，而值接收者实现接口的咱们可以直接来一个解指针就变成了值，就能匹配上值接收者实现的接口了，反过来说，如果值接收者，此时要匹配指针接收者，如何匹配呢，取一个地址就变成了指针了，此时数据类型确实是匹配了，但是，地址指向的数据区不对了，因为我们刚刚说了值接收者拷贝了一个新值之后是完全的一个新的对象，这个新对象和原始对象一点关系都没有，咱们取地址，取的也是这个新对象地址，对这个地址进行操作，也是这个新对象的内部数据，和原始数据内部没有任何关系，所以由此就能推断出，这个是为啥子值接收者不能匹配上指针接收者，而指针接收者却可以匹配上值接收者了。

1、在某个作用域内部，所有定义的字符串的数据区相同

这个很好验证，代码如下：

2、字符串相加会产生一个新串

这个也很好验证

3、字符串真的是不可变的吗

实际上从字符串的结构

从这个结构，就能大致的推断出来，字符串设计成这样就不具备直接扩容+来增加新数据，而如果咱们直接使用string[index] = 'a'，用这种方式，就不能编译通过，官方也确定说字符串是不可变的。那么真的是不可变的吗？

通过上面的结构，在加上go的slice切片的数据结构

由此可见，咱们可以将字符串通过指针方式强转为一个byte数组指针，然后通过byte切片来修改，试试

编译通过，运行报错

unexpected fault address 0xae2e27

fatal error: fault

这个错误，基本上就是一个内存的保护错误，是写异常，所以说明了，这个肯定做了内存写保护，那么直接修改一下内存区的属性，去掉他的写保护，就能写了

以下代码都是在Win平台，Go1.18，Win上修改内存权限属性，使用VirtualProtect,代码如下

此时运行，就能发现tstr的内容被咱们变了，这种情况实际上在实际开发中不具有实际意义，因为本身在语言层面，已经做了层层限制，咱们这是属于非法强制的操作方式，是流氓行为，那么是否有比较温和一点的操作方式呢？答案是有的，且往下看。

通过上面，我们已经用到了字符串结构，切片结构，要想字符串内容可变，那么咱们自己构造字符串的数据内容区域，且让这个数据区木有内存写保护不就行了，内容区可变，GO原生态的byte数组不就行嘛，所以咱们自己构造一下

此时我们直接修改buffer的内容，就是直接修改了str的数据内容了。而又不会像前面的一样遇到内存写保护

4、字符串转换优化时可能碰到的坑

通过前面讨论的字符串的可变性的方法，咱们可以知道，很多时候，[]byte到字符串的转变，可以直接构造其结构，而共享数据，从而达到减少数据内存copy的方式来进行优化，再使用这些优化的时候，一定需要注意，字符串或者数组的生命周期，是否会存在被改写的情况，从而导致前后不一致的问题。

比如下面这段代码：

大家可以猜想一下，这个最后里面的数据mmp中，"test"的value是多少,"abcd"的value是多少，然后想想为什么，且等端午之后，再来分解

goland map底层原理

map 是Go语言中基础的数据结构，在日常的使用中经常被用到。但是它底层是如何实现的呢？

总体来说golang的map是hashmap，是使用数组+链表的形式实现的，使用拉链法消除hash冲突。

golang的map由两种重要的结构，hmap和bmap(下文中都有解释)，主要就是hmap中包含一个指向bmap数组的指针，key经过hash函数之后得到一个数，这个数低位用于选择bmap(当作bmap数组指针的下表)，高位用于放在bmap的[8]uint8数组中，用于快速试错。然后一个bmap可以指向下一个bmap(拉链)。

Golang中map的底层实现是一个散列表，因此实现map的过程实际上就是实现散表的过程。在这个散列表中，主要出现的结构体有两个，一个叫 hmap (a header for a go map)，一个叫 bmap (a bucket for a Go map，通常叫其bucket)。这两种结构的样子分别如下所示：

hmap :

图中有很多字段，但是便于理解map的架构，你只需要关心的只有一个，就是标红的字段： buckets数组 。Golang的map中用于存储的结构是bucket数组。而bucket(即bmap)的结构是怎样的呢？

bucket ：

相比于hmap，bucket的结构显得简单一些，标红的字段依然是“核心”，我们使用的map中的key和value就存储在这里。“高位哈希值”数组记录的是当前bucket中key相关的“索引”，稍后会详细叙述。还有一个字段是一个指向扩容后的bucket的指针，使得bucket会形成一个链表结构。例如下图：

由此看出hmap和bucket的关系是这样的：

而bucket又是一个链表，所以，整体的结构应该是这样的：

哈希表的特点是会有一个哈希函数，对你传来的key进行哈希运算，得到唯一的值，一般情况下都是一个数值。Golang的map中也有这么一个哈希函数，也会算出唯一的值，对于这个值的使用，Golang也是很有意思。

Golang把求得的值按照用途一分为二：高位和低位。

如图所示，蓝色为高位，红色为低位。 然后低位用于寻找当前key属于hmap中的哪个bucket，而高位用于寻找bucket中的哪个key。上文中提到：bucket中有个属性字段是“高位哈希值”数组，这里存的就是蓝色的高位值，用来声明当前bucket中有哪些“key”，便于搜索查找。 需要特别指出的一点是：我们map中的key/value值都是存到同一个数组中的。数组中的顺序是这样的:

并不是key0/value0/key1/value1的形式，这样做的好处是：在key和value的长度不同的时候，可 以消除padding(内存对齐)带来的空间浪费 。

现在，我们可以得到Go语言map的整个的结构图了：(hash结果的低位用于选择把KV放在bmap数组中的哪一个bmap中，高位用于key的快速预览，用于快速试错)

map的扩容

当以上的哈希表增长的时候，Go语言会将bucket数组的数量扩充一倍，产生一个新的bucket数组，并将旧数组的数据迁移至新数组。

加载因子

判断扩充的条件，就是哈希表中的加载因子(即loadFactor)。

加载因子是一个阈值，一般表示为：散列包含的元素数 除以 位置总数。是一种“产生冲突机会”和“空间使用”的平衡与折中：加载因子越小，说明空间空置率高，空间使用率小，但是加载因子越大，说明空间利用率上去了，但是“产生冲突机会”高了。

每种哈希表的都会有一个加载因子，数值超过加载因子就会为哈希表扩容。

Golang的map的加载因子的公式是：map长度 / 2^B(这是代表bmap数组的长度，B是取的低位的位数)阈值是6.5。其中B可以理解为已扩容的次数。

当Go的map长度增长到大于加载因子所需的map长度时，Go语言就会将产生一个新的bucket数组，然后把旧的bucket数组移到一个属性字段oldbucket中。注意：并不是立刻把旧的数组中的元素转义到新的bucket当中，而是，只有当访问到具体的某个bucket的时候，会把bucket中的数据转移到新的bucket中。

如下图所示：当扩容的时候，Go的map结构体中，会保存旧的数据，和新生成的数组

上面部分代表旧的有数据的bucket，下面部分代表新生成的新的bucket。蓝色代表存有数据的bucket，橘黄色代表空的bucket。

扩容时map并不会立即把新数据做迁移，而是当访问原来旧bucket的数据的时候，才把旧数据做迁移，如下图：

注意：这里并不会直接删除旧的bucket，而是把原来的引用去掉，利用GC清除内存。

map中数据的删除

如果理解了map的整体结构，那么查找、更新、删除的基本步骤应该都很清楚了。这里不再赘述。

值得注意的是，找到了map中的数据之后，针对key和value分别做如下操作：

1

2

3

4

1、如果``key``是一个指针类型的，则直接将其置为空，等待GC清除；

2、如果是值类型的，则清除相关内存。

3、同理，对``value``做相同的操作。

4、最后把key对应的高位值对应的数组index置为空。

如何学习GO语言？

Go语言也称 Golang，兼具效率、性能、安全、健壮等特性。这套Go语言教程（Golang教程）通俗易懂，深入浅出，既适合没有基础的读者快速入门，也适合工作多年的程序员查阅知识点。

Go 语言

这套教程在讲解一些知识点时，将 Go 语言和其他多种语言进行对比，让掌握其它编程语言的读者能迅速理解 Go 语言的特性。Go语言从底层原生支持并发，无须第三方库、开发者的编程技巧和开发经验就可以轻松搞定。

Go语言（或 Golang）起源于 2007 年，并在 2009 年正式对外发布。Go 是非常年轻的一门语言，它的主要目标是“兼具 Python 等动态语言的开发速度和 C/C++ 等编译型语言的性能与安全性”。

Go语言是编程语言设计的又一次尝试，是对类C语言的重大改进，它不但能让你访问底层操作系统，还提供了强大的网络编程和并发编程支持。Go语言的用途众多，可以进行网络编程、系统编程、并发编程、分布式编程。

Go语言的推出，旨在不损失应用程序性能的情况下降低代码的复杂性，具有“部署简单、并发性好、语言设计良好、执行性能好”等优势，目前国内诸多 IT 公司均已采用Go语言开发项目。Go语言有时候被描述为“C 类似语言”，或者是“21 世纪的C语言”。Go 从C语言继承了相似的表达式语法、控制流结构、基础数据类型、调用参数传值、指针等很多思想，还有C语言一直所看中的编译后机器码的运行效率以及和现有操作系统的无缝适配。

因为Go语言没有类和继承的概念，所以它和 Java 或 C++ 看起来并不相同。但是它通过接口（interface）的概念来实现多态性。Go语言有一个清晰易懂的轻量级类型系统，在类型之间也没有层级之说。因此可以说Go语言是一门混合型的语言。

此外，很多重要的开源项目都是使用Go语言开发的，其中包括 Docker、Go-Ethereum、Thrraform 和 Kubernetes。Go 是编译型语言，Go 使用编译器来编译代码。编译器将源代码编译成二进制（或字节码）格式；在编译代码时，编译器检查错误、优化性能并输出可在不同平台上运行的二进制文件。要创建并运行 Go 程序，程序员必须执行如下步骤。

使用文本编辑器创建 Go 程序；

保存文件；编译程序；运行编译得到的可执行文件。

这不同于 Python、Ruby 和 JavaScript 等语言，它们不包含编译步骤。Go 自带了编译器，因此无须单独安装编译器。

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