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【原创】树莓派3B开发Go语言（四）-自写库实现pwm输出

在前一小节中介绍了点亮第一个LED灯，这里我们准备进阶尝试下，输出第一段PWM波形。（PWM也就是脉宽调制，一种可调占空比的技术，得到的效果就是：如果用示波器测量引脚会发现有方波输出，而且高电平、低电平的时间是可调的。）

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这里爪爪熊准备写成一个golang的库，并开源到github上，后续更新将直接更新到github中，如果你有兴趣可以和我联系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

我在很多的教程中都看到说树莓派的PWM（硬件）只有一个GPIO能够输出，就是 GPIO1 。这可是不小的打击，因为我想使用至少四个 PWM ，还是不死心，想通过硬件手册上找寻蛛丝马迹，看看究竟怎么回事。

手册上找寻东西稍等下讲述，这里先提供一种方法测试 树莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬件PWM。

这里通过指令的方式掌握了基本的pwm设置技巧，决定去翻一下手册看看到底PWM怎么回事，这里因为没有 BCM2837 的手册，根据之前文章引用官网所说， BCM2835 和 BCM2837 应该是一样的。这里我们直接翻阅 BCM2835 的手册，直接找到 PWM 章节。找到了如下图：

图中可以看到在博通的命名规则中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作为PWM输出。但是只有两路PWM0 PWM1。根据我之前所学知识，不出意外应该是PWM0 和 PWM1可以输出不一样的占空比，但是频率应该是一样的。因为没有示波器，暂时不好测试。先找到下面对应图：

根据以上两个图对比可以发现如下规律：

对照上面的表可以看出从 BCM2837 中印出来的能够使用在PWM上的就这几个了。

为了验证个人猜想是否正确，这里先直接使用指令的模式，模拟配置下是否能够正常输出。

通过上面一系列指令模拟发现，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是绑定在一起的，调节任意一个，另外一个也会发生变化。也即是PWM0、PWM1虽然输出了两路，可以理解成两路其实都是连在一个输出口上。这里由于没有示波器或者逻辑分析仪这类设备（仅有一个LED灯），所以测试很简陋，下一步是使用示波器这类东西对频率以及信号稳定性进行下测试。

小节：树莓派具有四路硬件输出PWM能力，但是四路中只能输出两个独立（占空比独立）的PWM，同时四路输出的频率均是恒定的。

上面大概了解清楚了树莓派3B的PWM结构，接下来就是探究如何使用Go语言进行设置。

因为拿到了手册，这里我想直接操作寄存器的方式进行设置，也是顺便学习下Go语言处理寄存器的过程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手册，发现只有偏移，没有找到基地址。

经过了一段时间的努力后，决定写一个 树莓派3B golang包开源放在github上，只需要写相关程序进行调用就可以了，以下是相关demo（pwm）（在GPIO.12 上输出PWM波，放上LED灯会有呼吸灯的效果，具体多少频率还没有进行测试）

以下是demo(pwm) 源码

go语言聊天室实现（二）gorilla/websocket中的聊天室示例

我们可以看到 gorilla/websocket中的examples中有一个聊天室的demo。

我们进入该项目可以看到里面有这样的一些内容

按照官方的运行方式来运行这个项目

在浏览器中打开8080端口，可以看到该项目可以被成功运行了。

就是这样一个简单的demo。

然后我们去看一下它的具体实现。

在这个项目中首先定义了一个hub的结构体：

这个结构体中，clients代表所有已经注册的用户，broadcast管道会存储客户端发送来的信息。 register是一个*Client类型的管道，用于存储新注册的用户，unregister管道反之。

我们打开main.go，main函数的源码为：

在这里首先会新开一个goroutine，去跑hub的run方法，run方法中一个死循环，不停地去轮询hub中的内容

如果取到了新用户，就加入到clients中，如果取到了信息，就循环所有的client,将信息写到client.send中。

我们看到在请求路径为根的时候，它会请求一个函数，而这个函数就是将home.html发送到客户端。

而在请求路径为“/ws”的时候，他会执行一个serveWS的函数。

每当一个新的用户进来之后，首先将连接升级为长连接，然后将当前的client写到register中，由hub.run函数去做处理。然后开启两个goroutine,一个去读client中发送来的数据，一个将数据写入到所有的client中，去发送给用户。

这就是整个聊天室的实现原理。

一学就会，手把手教你用Go语言调用智能合约

智能合约调用是实现一个 DApp 的关键，一个完整的 DApp 包括前端、后端、智能合约及区块 链系统，智能合约的调用是连接区块链与前后端的关键。

我们先来了解一下智能合约调用的基础原理。智能合约运行在以太坊节点的 EVM 中。因此要 想调用合约必须要访问某个节点。

以后端程序为例，后端服务若想连接节点有两种可能，一种是双 方在同一主机，此时后端连接节点可以采用 本地 IPC(Inter-Process Communication，进 程间通信)机制，也可以采用 RPC(Remote Procedure Call，远程过程调用)机制;另 一种情况是双方不在同一台主机，此时只能采用 RPC 机制进行通信。

提到 RPC， 读者应该对 Geth 启动参数有点印象，Geth 启动时可以选择开启 RPC 服务，对应的 默认服务端口是 8545。。

接着，我们来了解一下智能合约运行的过程。

智能合约的运行过程是后端服务连接某节点，将 智能合约的调用(交易)发送给节点，节点在验证了交易的合法性后进行全网广播，被矿工打包到 区块中代表此交易得到确认，至此交易才算完成。

就像数据库一样，每个区块链平台都会提供主流 开发语言的 SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)，由于 Geth 本身就是用 Go 语言 编写的，因此若想使用 Go 语言连接节点、发交易，直接在工程内导入 go-ethereum(Geth 源码) 包就可以了，剩下的问题就是流程和 API 的事情了。

总结一下，智能合约被调用的两个关键点是节点和 SDK。

由于 IPC 要求后端与节点必须在同一主机，所以很多时候开发者都会采用 RPC 模式。除了 RPC，以太坊也为开发者提供了 json- rpc 接口，本文就不展开讨论了。

接下来介绍如何使用 Go 语言，借助 go-ethereum 源码库来实现智能合约的调用。这是有固定 步骤的，我们先来说一下总体步骤，以下面的合约为例。

步骤 01:编译合约，获取合约 ABI(Application Binary Interface，应用二进制接口)。 单击【ABI】按钮拷贝合约 ABI 信息，将其粘贴到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 语言IDE 创建该文件，文件名可自定义，后缀最好使用 abi)。

最好能将 calldemo.abi 单独保存在一个目录下，输入“ls”命令只能看到 calldemo.abi 文件，参 考效果如下:

步骤 02:获得合约地址。注意要将合约部署到 Geth 节点。因此 Environment 选择为 Web3 Provider。

在【Environment】选项框中选择“Web3 Provider”，然后单击【Deploy】按钮。

部署后，获得合约地址为:0xa09209c28AEf59a4653b905792a9a910E78E7407。

步骤 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包内的可执行程序)编译智能合约为 Go 代码。abigen 工具的作用是将 abi 文件转换为 Go 代码，命令如下:

其中各参数的含义如下。 (1)abi:是指定传入的 abi 文件。 (2)type:是指定输出文件中的基本结构类型。 (3)pkg:指定输出文件 package 名称。 (4)out:指定输出文件名。 执行后，将在代码目录下看到 funcdemo.go 文件，读者可以打开该文件欣赏一下，注意不要修改它。

步骤 04:创建 main.go，填入如下代码。 注意代码中 HexToAddress 函数内要传入该合约部署后的地址，此地址在步骤 01 中获得。

步骤 04:设置 go mod，以便工程自动识别。

前面有所提及，若要使用 Go 语言调用智能合约，需要下载 go-ethereum 工程，可以使用下面 的指令:

该指令会自动将 go-ethereum 下载到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”，这样还算 不错。不过，Go 语言自 1.11 版本后，增加了 module 管理工程的模式。只要设置好了 go mod，下载 依赖工程的事情就不必关心了。

接下来设置 module 生效和 GOPROXY，命令如下:

在项目工程内，执行初始化，calldemo 可以自定义名称。

步骤 05:运行代码。执行代码，将看到下面的效果，以及最终输出的 2020。

上述输出信息中，可以看到 Go 语言会自动下载依赖文件，这就是 go mod 的神奇之处。看到 2020，相信读者也知道运行结果是正确的了。

php和go语言哪个好

前言

最近工作中遇到的一个场景，php项目中需要使用一个第三方的功能，而恰好有一个用Golang写好的类库。那么问题就来了，要如何实现不同语言之间的通信呢？下面就来一起看看吧。

常规的方案

1、 用Golang写一个http/TCP服务，php通过http/TCP与Golang通信

2、将Golang经过较多封装，做为php扩展。

3、PHP通过系统命令，调取Golang的可执行文件

存在的问题

1、http请求，网络I/O将会消耗大量时间

2、需要封装大量代码

3、PHP每调取一次Golang程序，就需要一次初始化，时间消耗很多

优化目标

1、Golang程序只初始化一次（因为初始化很耗时）

2、所有请求不需要走网络

3、尽量不大量修改代码

解决方案

1、简单的Golang封装，将第三方类库编译生成为一个可执行文件

2、PHP与Golang通过双向管道通信

使用双向管道通信优势

1：只需要对原有Golang类库进行很少的封装

2：性能最佳 （IPC通信是进程间通信的最佳途径）

3：不需要走网络请求，节约大量时间

4：程序只需初始化一次，并一直保持在内存中

具体实现步骤

1：类库中的原始调取demo

package main

import (

"fmt"

"github.com/yanyiwu/gojieba"

"strings"

)

func main() {

x := gojieba.NewJieba()

defer x.Free()

s := "小明硕士毕业于中国科学院计算所，后在日本京都大学深造"

words := x.CutForSearch(s, true)

fmt.Println(strings.Join(words, "/"))

}

保存文件为main.go，就可以运行

2：调整后代码为：

package main

import (

"bufio"

"fmt"

"github.com/yanyiwu/gojieba"

"io"

"os"

"strings"

)

func main() {

x := gojieba.NewJieba(

"/data/tmp/jiebaDict/jieba.dict.utf8",

"/data/tmp/jiebaDict/hmm_model.utf8",

"/data/tmp/jiebaDict/user.dict.utf8"

)

defer x.Free()

inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)

for {

s, err := inputReader.ReadString('\n')

if err != nil err == io.EOF {

break

}

s = strings.TrimSpace(s)

if s != "" {

words := x.CutForSearch(s, true)

fmt.Println(strings.Join(words, " "))

} else {

fmt.Println("get empty \n")

}

}

}

只需要简单的几行调整，即可实现：从标准输入接收字符串，经过分词再输出

测试：

# go build test

# ./test

# //等待用户输入，输入”这是一个测试“

# 这是 一个 测试 //程序

3：使用cat与Golang通信做简单测试

//准备一个title.txt，每行是一句文本

# cat title.txt | ./test

正常输出，表示cat已经可以和Golang正常交互了

4：PHP与Golang通信

以上所示的cat与Golang通信，使用的是单向管道。即：只能从cat向Golang传入数据，Golang输出的数据并没有传回给cat，而是直接输出到屏幕。但文中的需求是：php与Golang通信。即php要传数据给Golang，同时Golang也必须把执行结果返回给php。因此，需要引入双向管道。

在PHP中管道的使用：popen("/path/test") ，具体就不展开说了，因为此方法解决不了文中的问题。

双向管道：

$descriptorspec = array(

0 = array("pipe", "r"),

1 = array("pipe", "w")

);

$handle = proc_open(

'/webroot/go/src/test/test',

$descriptorspec,

$pipes

);

fwrite($pipes['0'], "这是一个测试文本\n");

echo fgets($pipes[1]);

解释：使用proc_open打开一个进程，调用Golang程序。同时返回一个双向管道pipes数组，php向$pipe['0']中写数据，从$pipe['1']中读数据。

好吧，也许你已经发现，我是标题档，这里重点要讲的并不只是PHP与Golang如何通信。而是在介绍一种方法： 通过双向管道让任意语言通信。（所有语言都会实现管道相关内容）

测试：

通过对比测试，计算出各个流程占用的时间。下面提到的title.txt文件，包含100万行文本，每行文本是从b2b平台取的商品标题

1: 整体流程耗时

time cat title.txt | ./test /dev/null

耗时：14.819秒，消耗时间包含：

进程cat读出文本

通过管道将数据传入Golang

Golang处理数据，将结果返回到屏幕

2：计算分词函数耗时。方案：去除分词函数的调取，即：注释掉Golang源代码中的调取分词那行的代码

time cat title.txt | ./test /dev/null

耗时：1.817秒时间，消耗时间包含：

进程cat读出文本

通过管道将数据传入Golang

Golang处理数据，将结果返回到屏幕

分词耗时 = (第一步耗时) - (以上命令所耗时)

分词耗时 : 14.819 - 1.817 = 13.002秒

3：测试cat进程与Golang进程之间通信所占时间

time cat title.txt /dev/null

耗时：0.015秒，消耗时间包含：

进程cat读出文本

通过管道将数据传入Golang

go处理数据，将结果返回到屏幕

管道通信耗时：（第二步耗时） - （第三步耗时）

管道通信耗时： 1.817 - 0.015 = 1.802秒

4：PHP与Golang通信的时间消耗

编写简单的php文件：

?php

$descriptorspec = array(

0 = array("pipe", "r"),

1 = array("pipe", "w")

);

$handle = proc_open(

'/webroot/go/src/test/test',

$descriptorspec,

$pipes

);

$fp = fopen("title.txt", "rb");

while (!feof($fp)) {

fwrite($pipes['0'], trim(fgets($fp))."\n");

echo fgets($pipes[1]);

}

fclose($pipes['0']);

fclose($pipes['1']);

proc_close($handle);

流程与上面基本一致，读出title.txt内容，通过双向管道传入Golang进程分词后，再返回给php （比上面的测试多一步：数据再通过管道返回）

time php popen.php /dev/null

耗时：24.037秒，消耗时间包含：

进程PHP读出文本

通过管道将数据传入Golang

Golang处理数据

Golang将返回结果再写入管道，PHP通过管道接收数据

将结果返回到屏幕

结论：

1 ：整个分词过程中的耗时分布

使用cat控制逻辑耗时： 14.819 秒

使用PHP控制逻辑耗时: 24.037 秒（比cat多一次管道通信）

单向管道通信耗时： 1.8 秒

Golang中的分词函数耗时： 13.002 秒

2：分词函数的性能： 单进程，100万商品标题分词，耗时13秒

以上时间只包括分词时间，不包括词典载入时间。但在本方案中，词典只载入一次，所以载入词典时间可以忽略（1秒左右）

3：PHP比cat慢 (这结论有点多余了，呵呵）

语言层面慢: (24.037 - 1.8 - 14.819) / 14.819 = 50%

单进程对比测试的话，应该不会有哪个语言比cat更快。

相关问题：

1：以上Golang源码中写的是一个循环，也就是会一直从管道中读数据。那么存在一个问题：是不是php进程结束后，Golang的进程还会一直存在？

管道机制自身可解决此问题。管道提供两个接口：读、写。当写进程结束或者意外挂掉时，读进程也会报错，以上Golang源代码中的err逻辑就会执行，Golang进程结束。

但如果PHP进程没有结束，只是暂时没有数据传入，此时Golang进程会一直等待。直到php结束后，Golang进程才会自动结束。

2：能否多个php进程并行读写同一个管道，Golang进程同时为其服务？

不可以。管道是单向的，如果多个进程同时向管道中写，那Golang的返回值就会错乱。

可以多开几个Golang进程实现，每个php进程对应一个Golang进程。

最后，上面都是瞎扯的。如果你了解管道、双向管道，上面的解释对你基本没啥用。但如果你不了解管道，调试上面的代码没问题，但稍有修改就有可能掉坑里。

Go语言HTTPServer开发的六种实现

学完了 net/http 和 fasthttp 两个HTTP协议接口的客户端实现，接下来就要开始Server的开发，不学不知道一学吓一跳，居然这两个库还支持Server的开发，太方便了。

相比于Java的HTTPServer开发基本上都是使用Spring或者Springboot框架，总是要配置各种配置类，各种 handle 对象。Golang的Server开发显得非常简单，就是因为特别简单，或者说没有形成特别统一的规范或者框架，我发现了很多实现方式，HTTP协议基于还是 net/http 和 fasthttp ，但是 handle 语法就多种多样了。

先复习一下： Golang语言HTTP客户端实践 、 Golang fasthttp实践 。

在Golang语言方面，实现某个功能的库可能会比较多，有机会还是要多跟同行交流，指不定就发现了更好用的库。下面我分享我学到的六种Server开发的实现Demo。

基于 net/http 实现，这是一种比较基础的，对于接口和 handle 映射关系处理并不优雅，不推荐使用。

第二种也是基于 net/http ，这种编写语法可以很好地解决第一种的问题，handle和path有了类似配置的语法，可读性提高了很多。

第三个基于 net/http 和 github.com/labstack/echo ，后者主要提供了 Echo 对象用来处理各类配置包括接口和handle映射，功能很丰富，可读性最佳。

第四种依然基于 net/http 实现，引入了 github.com/gin-gonic/gin 的路由，看起来接口和 handle 映射关系比较明晰了。

第五种基于 fasthttp 开发，使用都是 fasthttp 提供的API，可读性尚可，handle配置倒是更像Java了。

第六种依然基于 fasthttp ，用到了 github.com/buaazp/fasthttprouter ，有点奇怪两个居然不在一个GitHub仓库里。使用语法跟第三种方式有点类似，比较有条理，有利于阅读。