go語言線路圖 go語言chan

go語言的reflect（反射）

1、反射可以在運行時動態(tài)獲取變量的各種信息，比如變量的類型、類別；

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2、如果是結(jié)構(gòu)體變量，還可以獲取到結(jié)構(gòu)體本身的信息（包括結(jié)構(gòu)體的字段、方法）；

3、通過反射，可以修改變量的值，可以調(diào)用關(guān)聯(lián)的方法；

4、使用反射，需要import " reflect ".

5、示意圖：

1、不知道接口調(diào)用哪個函數(shù)，根據(jù)傳入?yún)?shù)在運行時確定調(diào)用的具體接口，這種需要對函數(shù)或方法反射。

例如以下這種橋接模式：

示例第一個參數(shù)funcPtr以接口的形式傳入函數(shù)指針，函數(shù)參數(shù)args以可變參數(shù)的形式傳入，bridge函數(shù)中可以用反射來動態(tài)執(zhí)行funcPtr函數(shù)。

1、reflect.TypeOf(變量名)，獲取變量的類型，返回reflect.Type類型。

2、reflect.ValueOf(變量名)，獲取變量的值，返回reflect.Value類型reflect.Value是一個結(jié)構(gòu)體類型。

3、變量、interface{}和reflect.Value是可以互相轉(zhuǎn)換的，這點在實際開發(fā)中，會經(jīng)常使用到。

1、reflect.Value.Kind，獲取變量的類別（Kind），返回的是一個常量。在go語言文檔中：

示例如下所示：

輸出如下：

Kind的范疇要比Type大。比如有Student和Consumer兩個結(jié)構(gòu)體，他們的 Type 分別是 Student 和 Consumer ，但是它們的 Kind 都是 struct 。

2、Type是類型，Kind是類別，Type和Kind可能是相同的，也可能是不同的。

3、通過反射可以在讓變量在 interface{} 和 Reflect.Value 之間相互轉(zhuǎn)換，這點在前面畫過示意圖。

4、使用反射的方式來獲取變量的值（并返回對應的類型），要求數(shù)據(jù)類型匹配，比如x是int，那么久應該使用reflect.Value(x).Int()，而不能使用其它的，否則報panic。

如果是x是float類型的話，也是要用reflect.Value(x).Float()。但是如果是struct類型的話，由于type并不確定，所以沒有相應的方法，只能斷言。

5、通過反射的來修改變量，注意當使用SetXxx方法來設(shè)置需要通過對應的指針類型來完成，這樣才能改變傳入的變量的值，同時需要使用到reflect.Value.Elem()方法。

輸出num=20，即成功使用反射來修改傳進來變量的值。

6、reflect.Value.Elem()應該如何理解？

【golang詳解】go語言GMP(GPM)原理和調(diào)度

Goroutine調(diào)度是一個很復雜的機制，下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調(diào)度機制，想要對其有更深入的了解可以去研讀一下源碼。

首先介紹一下GMP什么意思：

G ----------- goroutine: 即Go協(xié)程，每個go關(guān)鍵字都會創(chuàng)建一個協(xié)程。

M ---------- thread內(nèi)核級線程，所有的G都要放在M上才能運行。

P ----------- processor處理器，調(diào)度G到M上，其維護了一個隊列，存儲了所有需要它來調(diào)度的G。

Goroutine 調(diào)度器P和 OS 調(diào)度器是通過 M 結(jié)合起來的，每個 M 都代表了 1 個內(nèi)核線程，OS 調(diào)度器負責把內(nèi)核線程分配到 CPU 的核上執(zhí)行

模型圖：

避免頻繁的創(chuàng)建、銷毀線程，而是對線程的復用。

1）work stealing機制

當本線程無可運行的G時，嘗試從其他線程綁定的P偷取G，而不是銷毀線程。

2）hand off機制

當本線程M0因為G0進行系統(tǒng)調(diào)用阻塞時，線程釋放綁定的P，把P轉(zhuǎn)移給其他空閑的線程執(zhí)行。進而某個空閑的M1獲取P，繼續(xù)執(zhí)行P隊列中剩下的G。而M0由于陷入系統(tǒng)調(diào)用而進被阻塞，M1接替M0的工作，只要P不空閑，就可以保證充分利用CPU。M1的來源有可能是M的緩存池，也可能是新建的。當G0系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束后，根據(jù)M0是否能獲取到P，將會將G0做不同的處理：

如果有空閑的P，則獲取一個P，繼續(xù)執(zhí)行G0。

如果沒有空閑的P，則將G0放入全局隊列，等待被其他的P調(diào)度。然后M0將進入緩存池睡眠。

如下圖

GOMAXPROCS設(shè)置P的數(shù)量，最多有GOMAXPROCS個線程分布在多個CPU上同時運行

在Go中一個goroutine最多占用CPU 10ms，防止其他goroutine被餓死。

具體可以去看另一篇文章

【Golang詳解】go語言調(diào)度機制搶占式調(diào)度

當創(chuàng)建一個新的G之后優(yōu)先加入本地隊列，如果本地隊列滿了，會將本地隊列的G移動到全局隊列里面，當M執(zhí)行work stealing從其他P偷不到G時，它可以從全局G隊列獲取G。

協(xié)程經(jīng)歷過程

我們創(chuàng)建一個協(xié)程 go func()經(jīng)歷過程如下圖：

說明：

這里有兩個存儲G的隊列，一個是局部調(diào)度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創(chuàng)建的G會先保存在P的本地隊列中，如果P的本地隊列已經(jīng)滿了就會保存在全局的隊列中；處理器本地隊列是一個使用數(shù)組構(gòu)成的環(huán)形鏈表，它最多可以存儲 256 個待執(zhí)行任務。

G只能運行在M中，一個M必須持有一個P，M與P是1：1的關(guān)系。M會從P的本地隊列彈出一個可執(zhí)行狀態(tài)的G來執(zhí)行，如果P的本地隊列為空，就會想其他的MP組合偷取一個可執(zhí)行的G來執(zhí)行；

一個M調(diào)度G執(zhí)行的過程是一個循環(huán)機制；會一直從本地隊列或全局隊列中獲取G

上面說到P的個數(shù)默認等于CPU核數(shù)，每個M必須持有一個P才可以執(zhí)行G，一般情況下M的個數(shù)會略大于P的個數(shù)，這多出來的M將會在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時發(fā)揮作用。類似線程池，Go也提供一個M的池子，需要時從池子中獲取，用完放回池子，不夠用時就再創(chuàng)建一個。

work-stealing調(diào)度算法：當M執(zhí)行完了當前P的本地隊列隊列里的所有G后，P也不會就這么在那躺尸啥都不干，它會先嘗試從全局隊列隊列尋找G來執(zhí)行，如果全局隊列為空，它會隨機挑選另外一個P，從它的隊列里中拿走一半的G到自己的隊列中執(zhí)行。

如果一切正常，調(diào)度器會以上述的那種方式順暢地運行，但這個世界沒這么美好，總有意外發(fā)生，以下分析goroutine在兩種例外情況下的行為。

Go runtime會在下面的goroutine被阻塞的情況下運行另外一個goroutine：

用戶態(tài)阻塞/喚醒

當goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時（實際上golang已經(jīng)用netpoller實現(xiàn)了goroutine網(wǎng)絡I/O阻塞不會導致M被阻塞，僅阻塞G，這里僅僅是舉個栗子），對應的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq)，該G的狀態(tài)由_Gruning變?yōu)開Gwaitting，而M會跳過該G嘗試獲取并執(zhí)行下一個G，如果此時沒有可運行的G供M運行，那么M將解綁P，并進入sleep狀態(tài)；當阻塞的G被另一端的G2喚醒時（比如channel的可讀/寫通知），G被標記為，嘗試加入G2所在P的runnext（runnext是線程下一個需要執(zhí)行的 Goroutine。），然后再是P的本地隊列和全局隊列。

系統(tǒng)調(diào)用阻塞

當M執(zhí)行某一個G時候如果發(fā)生了阻塞操作，M會阻塞，如果當前有一些G在執(zhí)行，調(diào)度器會把這個線程M從P中摘除，然后再創(chuàng)建一個新的操作系統(tǒng)的線程(如果有空閑的線程可用就復用空閑線程)來服務于這個P。當M系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束時候，這個G會嘗試獲取一個空閑的P執(zhí)行，并放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P，那么這個線程M變成休眠狀態(tài)，加入到空閑線程中，然后這個G會被放入全局隊列中。

隊列輪轉(zhuǎn)

可見每個P維護著一個包含G的隊列，不考慮G進入系統(tǒng)調(diào)用或IO操作的情況下，P周期性的將G調(diào)度到M中執(zhí)行，執(zhí)行一小段時間，將上下文保存下來，然后將G放到隊列尾部，然后從隊列中重新取出一個G進行調(diào)度。

除了每個P維護的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。

M0是啟動程序后的編號為0的主線程，這個M對應的實例會在全局變量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0負責執(zhí)行初始化操作和啟動第一個G，在之后M0就和其他的M一樣了

G0是每次啟動一個M都會第一個創(chuàng)建的goroutine，G0僅用于負責調(diào)度G，G0不指向任何可執(zhí)行的函數(shù)，每個M都會有一個自己的G0，在調(diào)度或系統(tǒng)調(diào)用時會使用G0的?？臻g，全局變量的G0是M0的G0

一個G由于調(diào)度被中斷，此后如何恢復？

中斷的時候?qū)⒓拇嫫骼锏臈Ｐ畔?，保存到自己的G對象里面。當再次輪到自己執(zhí)行時，將自己保存的棧信息復制到寄存器里面，這樣就接著上次之后運行了。

我這里只是根據(jù)自己的理解進行了簡單的介紹，想要詳細了解有關(guān)GMP的底層原理可以去看Go調(diào)度器 G-P-M 模型的設(shè)計者的文檔或直接看源碼

參考： ()

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【原創(chuàng)】樹莓派3B開發(fā)Go語言（四）-自寫庫實現(xiàn)pwm輸出

在前一小節(jié)中介紹了點亮第一個LED燈，這里我們準備進階嘗試下，輸出第一段PWM波形。（PWM也就是脈寬調(diào)制，一種可調(diào)占空比的技術(shù)，得到的效果就是：如果用示波器測量引腳會發(fā)現(xiàn)有方波輸出，而且高電平、低電平的時間是可調(diào)的。）

這里爪爪熊準備寫成一個golang的庫，并開源到github上，后續(xù)更新將直接更新到github中，如果你有興趣可以和我聯(lián)系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

我在很多的教程中都看到說樹莓派的PWM（硬件）只有一個GPIO能夠輸出，就是 GPIO1 。這可是不小的打擊，因為我想使用至少四個 PWM ，還是不死心，想通過硬件手冊上找尋蛛絲馬跡，看看究竟怎么回事。

手冊上找尋東西稍等下講述，這里先提供一種方法測試樹莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬件PWM。

這里通過指令的方式掌握了基本的pwm設(shè)置技巧，決定去翻一下手冊看看到底PWM怎么回事，這里因為沒有 BCM2837 的手冊，根據(jù)之前文章引用官網(wǎng)所說， BCM2835 和 BCM2837 應該是一樣的。這里我們直接翻閱 BCM2835 的手冊，直接找到 PWM 章節(jié)。找到了如下圖：

圖中可以看到在博通的命名規(guī)則中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作為PWM輸出。但是只有兩路PWM0 PWM1。根據(jù)我之前所學知識，不出意外應該是PWM0 和 PWM1可以輸出不一樣的占空比，但是頻率應該是一樣的。因為沒有示波器，暫時不好測試。先找到下面對應圖：

根據(jù)以上兩個圖對比可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

對照上面的表可以看出從 BCM2837 中印出來的能夠使用在PWM上的就這幾個了。

為了驗證個人猜想是否正確，這里先直接使用指令的模式，模擬配置下是否能夠正常輸出。

通過上面一系列指令模擬發(fā)現(xiàn)，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是綁定在一起的，調(diào)節(jié)任意一個，另外一個也會發(fā)生變化。也即是PWM0、PWM1雖然輸出了兩路，可以理解成兩路其實都是連在一個輸出口上。這里由于沒有示波器或者邏輯分析儀這類設(shè)備（僅有一個LED燈），所以測試很簡陋，下一步是使用示波器這類東西對頻率以及信號穩(wěn)定性進行下測試。

小節(jié)：樹莓派具有四路硬件輸出PWM能力，但是四路中只能輸出兩個獨立（占空比獨立）的PWM，同時四路輸出的頻率均是恒定的。

上面大概了解清楚了樹莓派3B的PWM結(jié)構(gòu)，接下來就是探究如何使用Go語言進行設(shè)置。

因為拿到了手冊，這里我想直接操作寄存器的方式進行設(shè)置，也是順便學習下Go語言處理寄存器的過程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手冊，發(fā)現(xiàn)只有偏移，沒有找到基地址。

經(jīng)過了一段時間的努力后，決定寫一個樹莓派3B golang包開源放在github上，只需要寫相關(guān)程序進行調(diào)用就可以了，以下是相關(guān)demo（pwm）（在GPIO.12 上輸出PWM波，放上LED燈會有呼吸燈的效果，具體多少頻率還沒有進行測試）

以下是demo(pwm) 源碼

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