go语言八股

1、参考csdn博客
2、Go高质量面试题

1、进程、线程、协程

进程：

process
进程是资源分配的基本单位，包括内存、文件描述符等。是计算机运行程序的一个独立单位。每个进程具有自己独立的内存空间，进程之间不能直接访问彼此的数据。

线程：

thread
cpu调度的基本单位，一个进程可以包含多个线程，线程除了有一些自己的必要的堆栈空间之外，其他资源都是共享线程中的，共享的资源包括：

• 所有线程共享相同的虚拟地址空间，即它们可以访问同样的代码段、数据段和堆栈段
• 文件描述符：进程打开的文件描述符进程级别的资源，所以同一个进程中的线程可以共享打开的文件描述符，意味着它们可以同时读写同一个文件
• 全局变量：全局变量是进程级别的变量，可被同一个进程中的所有线程访问和修改
• 静态变量：静态变量也是进程级别的变量，在同一个进程中的线程之间共享内存空间
• 进程id、进程组id

独占的资源：

• 线程id
• 寄存器组的值
• 线程堆栈
• 错误返回码
• 信号屏蔽码
• 线程的优先级

协程：

用户态的线程，可以通过用户程序创建、删除。协程切换时不需要切换内核态 ，上下文切换的开销比线程和进程更小。协程是用户态的轻量级线程，允许在程序中执行非阻塞操作。

协程与线程的区别

• 线程是操作系统的概念，而协程是程序级的概念。线程由操作系统调度执行，每个线程都有自己的执行上下文，包括程序计数器、寄存器等。而协程由程序自身控制。
• 多个线程之间通过切换执行的方式实现并发。线程切换时需要保存和恢复上下文，涉及到上下文切换的开销。而协程切换时不需要操作系统的介入，只需保存和恢复自身的上下文，切换开销较小。
• 线程是抢占式的并发，即操作系统可以随时剥夺一个线程的执行权。而协程是合作式的并发，协程的执行权由程序自身决定，只有当协程主动让出执行权时，其他协程才会得到执行机会。

线程的优点：

• 创建一个新线程的代价要比创建一个新进程小的多
• 线程之间的切换相较于进程之间的切换需要操作系统做的工作很少
• 线程占用的资源要比进程少很多
• 能充分利用多处理器的可并行数量

线程的缺点

共享内存带来的安全性问题、缺乏隔离性、复杂的同步机制、调试困难等

有栈协程和无栈协程

• 有栈协程为每个协程分配独立的堆栈。同一协程的局部变量存储在这个堆栈上。切换协程时，需要保存当前协程的堆栈上下文，恢复目标协程的堆栈上下文。这意味着在切换时需要一定的开销（保存和恢复堆栈信息），但不涉及操作系统内核。Go语言中的有栈协程：goroutines
• 无栈协程不为每个协程单独分配堆栈，而是将局部变量和协程状态保存在共享的堆中。切换时通过某种状态机制进行，而无需显式的上下文切换。JavaScript中的无栈协程async/await，用于异步编程，状态机来管理，await中断当前执行，把上下文存储在公共内存中，后续某个点时继续。

Go语言–垃圾回收

GC-垃圾回收-Garbage Collection

Go v1.3之前的标记-清除：

1、暂停业务逻辑，找到不可达的对象，和可达对象
2、开始标记，程序找出它所有可达的对象，并做上标记
3、标记完了之后，然后开始清除未标记的对象
4、停止暂停，让程序继续跑。然后循环重复这个过程，直到process程序生命周期结束

标记-清除的缺点：

1、STW(stop the world）：在标记和清除过程中，程序会暂停所有的正常执行操作，对于实时系统会出现短暂的应用卡顿
2、标记需要扫描整个heap（堆，内存空间），查看每一个对象是否仍可被程序引用，在大型应用程序中，这个过程可能会耗费大量时间资源
3、清除数据会产生heap碎片：在清除阶段，已标记为无需保留的对象会被去掉，留下的不连续的内存空间称为碎片。如果堆中碎片过多，可能造成内存分配效率低，尤其是下一次需要分配大块内存时。
为了减少STW的时间，对“标记-清除”中的第三步和第四步进行了替换。

Go v1.5 三色标记法

• **白色：**未被访问的对象
• 灰色：已被访问但其引用尚未被完全扫描的对象
• 黑色：已被访问且其所有引用都已被扫描的对象

1、把新创建的对象，默认的颜色都标记为“白色”

2、每次GC回收开始，然后从根节点开始遍历所有对象，把遍历到的对象从白色集合放入“灰色”集合

3、遍历灰色集合，将灰色对象引用的对象从白色集合放入灰色集合，之后将此灰色对象放入到黑色集合

4、重复第三步，直到灰色无任何对象


5、回收所有的白色标记的对象，回收垃圾

三色标记法不采用STW时可能出现的问题：

需同时满足如下条件：
1、白色对象被黑色对象引用：
如果在标记期间，程序动态地创建了指向白色对象的新引用，而白色对象被黑色对象引用，可能没有被标记为灰色，这个白色对象就不被视为可达对象，从而可能错误地被回收
2、灰色对象对白色对象的引用丢失
一个仍然存在的对象但因引用关系错变而被错误地标记为白色，进而被回收的错误

这两种情况同时满足，会出现对象丢失

强三色不变式

• 定义：黑色对象不能直接引用白色对象，只能通过灰色对象间接引用白色对象
• 本质：保证了黑色对象和白色对象之间必须有灰色对象作为“中间人”

弱三色不变式

• 定义：所有被黑色对象引用的白色对象，必须直接或间接地被某个灰色对象引用
• 本质：保证了从根对象出发，能够访问所有活跃的对象