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go语言建立缓存区 go语言的内存管理
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golang sync.pool对象复用 并发原理 缓存池
在go http每一次go serve(l)都会构建Request数据结构。在大量数据请求或高并发的场景中,频繁创建销毁对象,会导致GC压力。解决办法之一就是使用对象复用技术。在http协议层之下,使用对象复用技术创建Request数据结构。在http协议层之上,可以使用对象复用技术创建(w,*r,ctx)数据结构。这样即可以回快TCP层读包之后的解析速度,也可也加快请求处理的速度。
先上一个测试:
结论是这样的:
貌似使用池化,性能弱爆了???这似乎与net/http使用sync.pool池化Request来优化性能的选择相违背。这同时也说明了一个问题,好的东西,如果滥用反而造成了性能成倍的下降。在看过pool原理之后,结合实例,将给出正确的使用方法,并给出预期的效果。
sync.Pool是一个 协程安全 的 临时对象池 。数据结构如下:
local 成员的真实类型是一个 poolLocal 数组,localSize 是数组长度。这涉及到Pool实现,pool为每个P分配了一个对象,P数量设置为runtime.GOMAXPROCS(0)。在并发读写时,goroutine绑定的P有对象,先用自己的,没有去偷其它P的。go语言将数据分散在了各个真正运行的P中,降低了锁竞争,提高了并发能力。
不要习惯性地误认为New是一个关键字,这里的New是Pool的一个字段,也是一个闭包名称。其API:
如果不指定New字段,对象池为空时会返回nil,而不是一个新构建的对象。Get()到的对象是随机的。
原生sync.Pool的问题是,Pool中的对象会被GC清理掉,这使得sync.Pool只适合做简单地对象池,不适合作连接池。
pool创建时不能指定大小,没有数量限制。pool中对象会被GC清掉,只存在于两次GC之间。实现是pool的init方法注册了一个poolCleanup()函数,这个方法在GC之前执行,清空pool中的所有缓存对象。
为使多协程使用同一个POOL。最基本的想法就是每个协程,加锁去操作共享的POOL,这显然是低效的。而进一步改进,类似于ConcurrentHashMap(JDK7)的分Segment,提高其并发性可以一定程度性缓解。
注意到pool中的对象是无差异性的,加锁或者分段加锁都不是较好的做法。go的做法是为每一个绑定协程的P都分配一个子池。每个子池又分为私有池和共享列表。共享列表是分别存放在各个P之上的共享区域,而不是各个P共享的一块内存。协程拿自己P里的子池对象不需要加锁,拿共享列表中的就需要加锁了。
Get对象过程:
Put过程:
如何解决Get最坏情况遍历所有P才获取得对象呢:
方法1止前sync.pool并没有这样的设置。方法2由于goroutine被分配到哪个P由调度器调度不可控,无法确保其平衡。
由于不可控的GC导致生命周期过短,且池大小不可控,因而不适合作连接池。仅适用于增加对象重用机率,减少GC负担。2
执行结果:
单线程情况下,遍历其它无元素的P,长时间加锁性能低下。启用协程改善。
结果:
测试场景在goroutines远大于GOMAXPROCS情况下,与非池化性能差异巨大。
测试结果
可以看到同样使用*sync.pool,较大池大小的命中率较高,性能远高于空池。
结论:pool在一定的使用条件下提高并发性能,条件1是协程数远大于GOMAXPROCS,条件2是池中对象远大于GOMAXPROCS。归结成一个原因就是使对象在各个P中均匀分布。
池pool和缓存cache的区别。池的意思是,池内对象是可以互换的,不关心具体值,甚至不需要区分是新建的还是从池中拿出的。缓存指的是KV映射,缓存里的值互不相同,清除机制更为复杂。缓存清除算法如LRU、LIRS缓存算法。
池空间回收的几种方式。一些是GC前回收,一些是基于时钟或弱引用回收。最终确定在GC时回收Pool内对象,即不回避GC。用java的GC解释弱引用。GC的四种引用:强引用、弱引用、软引用、虚引用。虚引用即没有引用,弱引用GC但有空间则保留,软引用GC即清除。ThreadLocal的值为弱引用的例子。
regexp 包为了保证并发时使用同一个正则,而维护了一组状态机。
fmt包做字串拼接,从sync.pool拿[]byte对象。避免频繁构建再GC效率高很多。
go语言无缓冲的channel
无缓冲的通道(unbuffered channel)是指在接收前没有能力保存任何值的通道。
这种类型的通道要求发送goroutine和接收goroutine同时准备好,才能完成发送和接收操作。否则,通道会导致先执行发送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。
这种对通道进行发送和接收的交互行为本身就是同步的。其中任意一个操作都无法离开另一个操作单独存在。
阻塞:由于某种原因数据没有到达,当前协程(线程)持续处于等待状态,直到条件满足,才接触阻塞。
同步:在两个或多个协程(线程)间,保持数据内容一致性的机制。
下图展示两个 goroutine 如何利用无缓冲的通道来共享一个值:
在第 1 步,两个 goroutine 都到达通道,但哪个都没有开始执行发送或者接收。
在第 2 步,左侧的 goroutine 将它的手伸进了通道,这模拟了向通道发送数据的行为。这时,这个 goroutine 会在通道中被锁住,直到交换完成。
在第 3 步,右侧的 goroutine 将它的手放入通道,这模拟了从通道里接收数据。这个 goroutine 一样也会在通道中被锁住,直到交换完成。
在第 4 步和第 5 步,进行交换,并最终,在第 6 步,两个 goroutine 都将它们的手从通道里拿出来,这模拟了被锁住的 goroutine 得到释放。两个 goroutine 现在都可以去做别的事情了。
如果没有指定缓冲区容量,那么该通道就是同步的,因此会阻塞到发送者准备好发送和接收者准备好接收。
无缓冲channel: —— 同步通信
GO语言(十一):开始使用多模块工作区
本教程介绍 Go 中多模块工作区的基础知识。使用多模块工作区,您可以告诉 Go 命令您正在同时在多个模块中编写代码,并轻松地在这些模块中构建和运行代码。
在本教程中,您将在共享的多模块工作区中创建两个模块,对这些模块进行更改,并在构建中查看这些更改的结果。
本教程需要 go1.18 或更高版本。使用go.dev/dl中的链接确保您已在 Go 1.18 或更高版本中安装了 Go 。
首先,为您要编写的代码创建一个模块。
1、打开命令提示符并切换到您的主目录。
在 Linux 或 Mac 上:
在 Windows 上:
2、在命令提示符下,为您的代码创建一个名为工作区的目录。
3、初始化模块
我们的示例将创建一个hello依赖于 golang.org/x/example 模块的新模块。
创建你好模块:
使用 . 添加对 golang.org/x/example 模块的依赖项go get。
在 hello 目录下创建 hello.go,内容如下:
现在,运行 hello 程序:
在这一步中,我们将创建一个go.work文件来指定模块的工作区。
在workspace目录中,运行:
该go work init命令告诉为包含目录中模块的工作空间go创建一个文件 。go.work./hello
该go命令生成一个go.work如下所示的文件:
该go.work文件的语法与go.mod相同。
该go指令告诉 Go 应该使用哪个版本的 Go 来解释文件。它类似于文件中的go指令go.mod 。
该use指令告诉 Go在进行构建时hello目录中的模块应该是主模块。
所以在模块的任何子目录中workspace都会被激活。
2、运行工作区目录下的程序
在workspace目录中,运行:
Go 命令包括工作区中的所有模块作为主模块。这允许我们在模块中引用一个包,即使在模块之外。在模块或工作区之外运行go run命令会导致错误,因为该go命令不知道要使用哪些模块。
接下来,我们将golang.org/x/example模块的本地副本添加到工作区。然后,我们将向stringutil包中添加一个新函数,我们可以使用它来代替Reverse.
在这一步中,我们将下载包含该模块的 Git 存储库的副本golang.org/x/example,将其添加到工作区,然后向其中添加一个我们将从 hello 程序中使用的新函数。
1、克隆存储库
在工作区目录中,运行git命令来克隆存储库:
2、将模块添加到工作区
该go work use命令将一个新模块添加到 go.work 文件中。它现在看起来像这样:
该模块现在包括example.com/hello模块和 `golang.org/x/example 模块。
这将允许我们使用我们将在模块副本中编写的新代码,而不是使用命令stringutil下载的模块缓存中的模块版本。
3、添加新功能。
我们将向golang.org/x/example/stringutil包中添加一个新函数以将字符串大写。
将新文件夹添加到workspace/example/stringutil包含以下内容的目录:
4、修改hello程序以使用该功能。
修改workspace/hello/hello.go的内容以包含以下内容:
从工作区目录,运行
Go 命令在go.work文件指定的hello目录中查找命令行中指定的example.com/hello模块 ,同样使用go.work文件解析导入golang.org/x/example。
go.work可以用来代替添加replace 指令以跨多个模块工作。
由于这两个模块在同一个工作区中,因此很容易在一个模块中进行更改并在另一个模块中使用它。
现在,要正确发布这些模块,我们需要发布golang.org/x/example 模块,例如在v0.1.0. 这通常通过在模块的版本控制存储库上标记提交来完成。发布完成后,我们可以增加对 golang.org/x/example模块的要求hello/go.mod:
这样,该go命令可以正确解析工作区之外的模块。
关于go语言建立缓存区和go语言的内存管理的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。