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如何用go语言抓取网络摄像头数据
理论上是不行的,要想实时就必须连续不断传输的视频信号,而你的软件是播放视频文件的,文件的话必须有头尾,如果做成文件格式再播放,那就不叫实时监控了。
go语言是什么
Go语言是一种开源的编程语言,被广泛应用于网络编程、云计算、分布式系统等领域。
Go语言的设计目标是成为一种语法简洁、执行效率高、并发性能强大的编程语言。它由Google公司研发,于2009年首次发布,并于2012年成为了开源项目。Go语言具有C语言的表达能力和Python的开发效率,同时还拥有自己独特的语法和特性,如协程、垃圾回收机制等。因此,它被广泛应用于网络编程、云计算、分布式系统等领域,并且越来越受到开发者的青睐。
Go语言的出现,填补了许多编程语言在并发编程方面的空缺。它提供了一种轻量级线程模型,通过协程(goroutine)的方式,实现了高效的并发编程。同时,Go语言还支持内置的网络编程和字节序列编解码库,使得网络编程变得更加容易和高效。在云计算、分布式系统等领域,Go语言也得到了广泛的应用。例如,Docker和Kubernetes等开源项目就是用Go语言开发的。此外,Go语言还具有代码可读性高、编译速度快、编译后的可执行文件体积小等优点,使得它成为了开发高性能、高并发应用的理想语言之一。
【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。)
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语言设计与实现(上)
基本设计思路:
类型转换、类型断言、动态派发。iface,eface。
反射对象具有的方法:
编译优化:
内部实现:
实现 Context 接口有以下几个类型(空实现就忽略了):
互斥锁的控制逻辑:
设计思路:
(以上为写被读阻塞,下面是读被写阻塞)
总结,读写锁的设计还是非常巧妙的:
设计思路:
WaitGroup 有三个暴露的函数:
部件:
设计思路:
结构:
Once 只暴露了一个方法:
实现:
三个关键点:
细节:
让多协程任务的开始执行时间可控(按顺序或归一)。(Context 是控制结束时间)
设计思路: 通过一个锁和内置的 notifyList 队列实现,Wait() 会生成票据,并将等待协程信息加入链表中,等待控制协程中发送信号通知一个(Signal())或所有(Boardcast())等待者(内部实现是通过票据通知的)来控制协程解除阻塞。
暴露四个函数:
实现细节:
部件:
包: golang.org/x/sync/errgroup
作用:开启 func() error 函数签名的协程,在同 Group 下协程并发执行过程并收集首次 err 错误。通过 Context 的传入,还可以控制在首次 err 出现时就终止组内各协程。
设计思路:
结构:
暴露的方法:
实现细节:
注意问题:
包: "golang.org/x/sync/semaphore"
作用:排队借资源(如钱,有借有还)的一种场景。此包相当于对底层信号量的一种暴露。
设计思路:有一定数量的资源 Weight,每一个 waiter 携带一个 channel 和要借的数量 n。通过队列排队执行借贷。
结构:
暴露方法:
细节:
部件:
细节:
包: "golang.org/x/sync/singleflight"
作用:防击穿。瞬时的相同请求只调用一次,response 被所有相同请求共享。
设计思路:按请求的 key 分组(一个 *call 是一个组,用 map 映射存储组),每个组只进行一次访问,组内每个协程会获得对应结果的一个拷贝。
结构:
逻辑:
细节:
部件:
如有错误,请批评指正。
为什么要使用 Go 语言?Go 语言的优势在哪里
1、学习曲线
它包含了类C语法、GC内置和工程工具。这一点非常重要,因为Go语言容易学习,所以一个普通的大学生花一个星期就能写出来可以上手的、高性能的应用。在国内大家都追求快,这也是为什么国内Go流行的原因之一。
2、效率
Go拥有接近C的运行效率和接近PHP的开发效率,这就很有利的支撑了上面大家追求快速的需求。
3、出身名门、血统纯正
之所以说Go语言出身名门,是因为我们知道Go语言出自Google公司,这个公司在业界的知名度和实力自然不用多说。Google公司聚集了一批牛人,在各种编程语言称雄争霸的局面下推出新的编程语言,自然有它的战略考虑。而且从Go语言的发展态势来看,Google对它这个新的宠儿还是很看重的,Go自然有一个良好的发展前途。我们看看Go语言的主要创造者,血统纯正这点就可见端倪了。
4、组合的思想、无侵入式的接口
Go语言可以说是开发效率和运行效率二者的完美融合,天生的并发编程支持。Go语言支持当前所有的编程范式,包括过程式编程、面向对象编程以及函数式编程。
5、强大的标准库
这包括互联网应用、系统编程和网络编程。Go里面的标准库基本上已经是非常稳定,特别是我这里提到的三个,网络层、系统层的库非常实用。
6、部署方便
我相信这一点是很多人选择Go的最大理由,因为部署太方便,所以现在也有很多人用Go开发运维程序。
7、简单的并发
它包含降低心智的并发和简易的数据同步,我觉得这是Go最大的特色。之所以写正确的并发、容错和可扩展的程序如此之难,是因为我们用了错误的工具和错误的抽象,Go可以说这一块做的相当简单。
8、稳定性
Go拥有强大的编译检查、严格的编码规范和完整的软件生命周期工具,具有很强的稳定性,稳定压倒一切。那么为什么Go相比于其他程序会更稳定呢?这是因为Go提供了软件生命周期的各个环节的工具,如go
tool、gofmt、go test。
golang之context详解
为什么需要context
在go服务器中,对于每个请求的request都是在单独的goroutine中进行的,处理一个request也可能设计多个goroutine之间的交互, 使用context可以使开发者方便的在这些goroutine里传递request相关的数据、取消goroutine的signal或截止日期
在并发程序中,由于超时、取消操作或者一些异常情况,往往需要进行抢占操作或者中断后续操作。熟悉channel的朋友应该都见过使用done channel来处理此类问题。比如以下这个例子:
上述例子中定义了一个buffer为0的channel done, 子协程运行着定时任务。如果主协程需要在某个时刻发送消息通知子协程中断任务退出,那么就可以让子协程监听这个done channel,一旦主协程关闭done channel,那么子协程就可以推出了,这样就实现了主协程通知子协程的需求。这很好,但是这也是有限的。
如果我们可以在简单的通知上附加传递额外的信息来控制取消:为什么取消,或者有一个它必须要完成的最终期限,更或者有多个取消选项,我们需要根据额外的信息来判断选择执行哪个取消选项。
考虑下面这种情况:假如主协程中有多个任务1, 2, …m,主协程对这些任务有超时控制;而其中任务1又有多个子任务1, 2, …n,任务1对这些子任务也有自己的超时控制,那么这些子任务既要感知主协程的取消信号,也需要感知任务1的取消信号。
如果还是使用done channel的用法,我们需要定义两个done channel,子任务们需要同时监听这两个done channel。嗯,这样其实好像也还行哈。但是如果层级更深,如果这些子任务还有子任务,那么使用done channel的方式将会变得非常繁琐且混乱。
我们需要一种优雅的方案来实现这样一种机制:
上层任务取消后,所有的下层任务都会被取消;中间某一层的任务取消后,只会将当前任务的下层任务取消,而不会影响上层的任务以及同级任务。
这个时候context就派上用场了。我们首先看看context的结构设计和实现原理。
context接口
先看Context接口结构,看起来非常简单。
}
Context接口包含四个方法:
Deadline返回绑定当前context的任务被取消的截止时间;如果没有设定期限,将返回ok == false。
Done 当绑定当前context的任务被取消时,将返回一个关闭的channel;如果当前context不会被取消,将返回nil。
Err 如果Done返回的channel没有关闭,将返回nil;如果Done返回的channel已经关闭,将返回非空的值表示任务结束的原因。如果是context被取消,Err将返回Canceled;如果是context超时,Err将返回DeadlineExceeded。
Value 返回context存储的键值对中当前key对应的值,如果没有对应的key,则返回nil。
可以看到Done方法返回的channel正是用来传递结束信号以抢占并中断当前任务;Deadline方法指示一段时间后当前goroutine是否会被取消;以及一个Err方法,来解释goroutine被取消的原因;而Value则用于获取特定于当前任务树的额外信息。而context所包含的额外信息键值对是如何存储的呢?其实可以想象一颗树,树的每个节点可能携带一组键值对,如果当前节点上无法找到key所对应的值,就会向上去父节点里找,直到根节点。
emptyCtx
emptyCtx是一个int类型的变量,但实现了context的接口。emptyCtx没有超时时间,不能取消,也不能存储任何额外信息,所以emptyCtx用来作为context树的根节点。
Background和TODO只是用于不同场景下: Background通常被用于主函数、初始化以及测试中,作为一个顶层的context,也就是说一般我们创建的context都是基于Background;而TODO是在不确定使用什么context的时候才会使用。
用法 :
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