7 二进制协议gob和msgpack

1.go变量与常量

go中的25个关键字如下：

break        default      func         interface    select
    case         defer        go           map          struct
    chan         else         goto         package      switch
    const        fallthrough  if           range        type
    continue     for          import       return       var

变量声明：

var name string
var age int
var isOk bool

批量声明：

var (
    a string
    b int
    c bool
    d float32
)

初始化变量：

var name string = "Q1mi"
var name, age = "Q1mi", 20
//类型退推导
var name = "Q1mi"
var age = 18
//简略声明变量
m := 200
//匿名变量
x, _ := foo()
_, y := foo()

常量：

const pi = 3.1415
const e = 2.7182
//批量
const (
    pi = 3.1415
    e = 2.7182
)
//n2和n3与n1的值相同
const (
    n1 = 100
    n2
    n3
)

itoa

iotaiotaiota

const (
        n1 = iota //0
        n2        //1
        n3        //2
        n4        //3
    )
const (
        n1 = iota //0
        n2        //1
        _        //跳过某些值
        n4        //3
    )
const (
        n1 = iota //0
        n2 = 100  //100，中间可以插队
        n3 = iota //2
        n4        //3
    )
    const n5 = iota //0
const (
        a, b = iota + 1, iota + 2 //1,2
        c, d                      //2,3
        e, f                      //3,4
    )

2 基本数据类型

整型

类型	描述
uint8	无符号 8位整型 (0 到 255)
uint16	无符号 16位整型 (0 到 65535)
uint32	无符号 32位整型 (0 到 4294967295)
uint64	无符号 64位整型 (0 到 18446744073709551615)
int8	有符号 8位整型 (-128 到 127)
int16	有符号 16位整型 (-32768 到 32767)
int32	有符号 32位整型 (-2147483648 到 2147483647)
int64	有符号 64位整型 (-9223372036854775808 到 9223372036854775807)

特殊整型

uint32uint64int32int64

数字字面量语法

Go1.13版本之后引入了数字字面量语法，这样便于开发者以二进制、八进制或十六进制浮点数的格式定义数字，例如：

v := 0b00101101v := 0o377v := 0x1p-2

_v := 123_456

浮点型

float32float64IEEE 754float323.4e38math.MaxFloat32float641.8e308math.MaxFloat64

复数：

复数只适用于64和128位编译环境

//复数有实部和虚部，complex64的实部和虚部为32位，complex128的实部和虚部为64位
var c1 complex64
c1 = 1 + 2i
var c2 complex128
c2 = 2 + 3i
fmt.Println(c1)
fmt.Println(c2)

布尔值

booltrue（真）false（假）

false

字符串

双引号(")

s1 := "hello"
s2 := "你好"

字符串转义符

\r\n\t\'\"\\

多行字符串：

s1 := `第一行
第二行
第三行
`

字符串常用方法

方法	介绍
len(str)	求长度
+或fmt.Sprintf	拼接字符串
strings.Split	分割
strings.contains	判断是否包含
strings.HasPrefix,strings.HasSuffix	前缀/后缀判断
strings.Index(),strings.LastIndex()	子串出现的位置
strings.Join(a[]string, sep string)	join操作

修改字符串

[]rune[]bytestring

func changeString() {
	s1 := "big"
	// 强制类型转换,只有英文用byte
	byteS1 := []byte(s1)
	byteS1[0] = 'p'
	fmt.Println(string(byteS1))
	//包含中文用rune
	s2 := "白萝卜"
	runeS2 := []rune(s2)
	runeS2[0] = '红'
	fmt.Println(string(runeS2))
}

byte和rune类型

uint8ASCII码runeUTF-8字符runeruneint32

类型转换

func sqrtDemo() {
	var a, b = 3, 4
	var c int
	// math.Sqrt()接收的参数是float64类型，需要强制转换
	c = int(math.Sqrt(float64(a*a + b*b)))
	fmt.Println(c)
}

格式化输出

占位符	说明
%v	值的默认格式表示
%+v	类似%v，但输出结构体时会添加字段名
%#v	值的Go语法表示
%T	打印值的类型
%%	百分号
%t	true或false

%b	表示为二进制
%c	该值对应的unicode码值
%d	表示为十进制
%o	表示为八进制
%x	表示为十六进制，使用a-f
%X	表示为十六进制，使用A-F
%U	表示为Unicode格式：U+1234，等价于”U+%04X”
%q	该值对应的单引号括起来的go语法字符字面值，必要时会采用安全的转义表示

%b	无小数部分、二进制指数的科学计数法，如-123456p-78
%e	科学计数法，如-1234.456e+78
%E	科学计数法，如-1234.456E+78
%f	有小数部分但无指数部分，如123.456
%F	等价于%f
%g	根据实际情况采用%e或%f格式（以获得更简洁、准确的输出）
%G	根据实际情况采用%E或%F格式（以获得更简洁、准确的输出

%s	直接输出字符串或者[]byte
%q	该值对应的双引号括起来的go语法字符串字面值，必要时会采用安全的转义表示
%x	每个字节用两字符十六进制数表示（使用a-f
%X	每个字节用两字符十六进制数表示（使用A-F）
%p	表示16进制，并加上前置0x

%9f	宽度9，默认精度
%.2f	默认宽度，精度2
%9.2f	宽度9，精度2
%9.f	宽度9，精度0

占位符	说明
’+’	总是输出数值的正负号；对%q（%+q）会生成全部是ASCII字符的输出（通过转义）；
’ ‘	对数值，正数前加空格而负数前加负号；对字符串采用%x或%X时（% x或% X）会给各打印的字节之间加空格
’-’	在输出右边填充空白而不是默认的左边（即从默认的右对齐切换为左对齐）；
’#’	八进制数前加0（%#o），十六进制数前加0x（%#x）或0X（%#X），指针去掉前面的0x（%#p）对%q（%#q），对%U（%#U）会输出空格和单引号括起来的go字面值；
‘0’	使用0而不是空格填充，对于数值类型会把填充的0放在正负号后面；

3循环控制

for循环

for 初始语句;条件表达式;结束语句{
    循环体语句
}
for i := 0; i < 10; i++ {
fmt.Println(i)
}
//省略初始语句
for ; i < 10; i++ {
		fmt.Println(i)
	}
//无限循环
for {
    循环体语句
}

for range(键值循环)

for rangefor range

数组、切片、字符串返回索引和值。
map返回键和值。
通道（channel）只返回通道内的值。

switch case

一个switch代码块只能有1个default
switch可以不指定case对象，然后在case后直接写表达式
fallthrough会让下一条语句强行执行

goto （跳转到指定标签）

goto语句常被用于双层循环之中

如使用双层循环：

func gotoDemo1() {
	var breakFlag bool
	for i := 0; i < 10; i++ {
		for j := 0; j < 10; j++ {
			if j == 2 {
				// 设置退出标签
				breakFlag = true
				break
			}
			fmt.Printf("%v-%v\n", i, j)
		}
		// 外层for循环判断
		if breakFlag {
			break
		}
	}
}

经过goto简化之后：

func gotoDemo2() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		for j := 0; j < 10; j++ {
			if j == 2 {
				// 设置退出标签
				goto breakTag
			}
			fmt.Printf("%v-%v\n", i, j)
		}
	}
	return
	// 标签
breakTag:
	fmt.Println("结束for循环")

Array(数组)

数组定义

var 数组变量名 [元素数量]T
var a [3]int
var b [4]int
a = b //不可以这样做，因为此时a和b是不同的类型

数组初始化

//方法1
func main() {
	var testArray [3]int                        //数组会初始化为int类型的零值
	var numArray = [3]int{1, 2}                 //使用指定的初始值完成初始化
	var cityArray = [3]string{"北京", "上海", "深圳"} //使用指定的初始值完成初始化
	fmt.Println(testArray)                      //[0 0 0]
	fmt.Println(numArray)                       //[1 2 0]
	fmt.Println(cityArray)                      //[北京 上海 深圳]
}
//方法2
func main() {
	var testArray [3]int
	var numArray = [...]int{1, 2}
	var cityArray = [...]string{"北京", "上海", "深圳"}
	fmt.Println(testArray)                          //[0 0 0]
	fmt.Println(numArray)                           //[1 2]
	fmt.Printf("type of numArray:%T\n", numArray)   //type of numArray:[2]int
	fmt.Println(cityArray)                          //[北京 上海 深圳]
	fmt.Printf("type of cityArray:%T\n", cityArray) //type of cityArray:[3]string
}
//方法3
func main() {
	a := [...]int{1: 1, 3: 5}
	fmt.Println(a)                  // [0 1 0 5]
	fmt.Printf("type of a:%T\n", a) //type of a:[4]int
}

数组遍历

func main() {
	var a = [...]string{"北京", "上海", "深圳"}
	// 方法1：for循环遍历
	for i := 0; i < len(a); i++ {
		fmt.Println(a[i])
	}

	// 方法2：for range遍历
	for index, value := range a {
		fmt.Println(index, value)
	}
}

数组是值类型

数组是值类型，赋值和传参会复制整个数组。因此改变副本的值，不会改变本身的值。

注意

[n]*T*[n]T

4 fmt

fmt包实现了类似C语言printf和scanf的格式化I/O。主要分为向外输出内容和获取输入内容两大部分。

Print

fmt.Print("在终端打印该信息。")
name := "沙河小王子"
fmt.Printf("我是：%s\n", name)
fmt.Println("在终端打印单独一行显示")

Fprint

func Fprint(w io.Writer, a ...interface{}) (n int, err error)
func Fprintf(w io.Writer, format string, a ...interface{}) (n int, err error)
func Fprintln(w io.Writer, a ...interface{}) (n int, err error)

Sprint

func Sprint(a ...interface{}) string
func Sprintf(format string, a ...interface{}) string
func Sprintln(a ...interface{}) string

Errorf

func Errorf(format string, a ...interface{}) error
//示例
e := errors.New("原始错误e")
w := fmt.Errorf("Wrap了一个错误%w", e)

fmt.Scan

var (
		name    string
		age     int
		married bool
	)
	fmt.Scan(&name, &age, &married)

fmt.Scanf

fmt.Scanf("1:%s 2:%d 3:%t", &name, &age, &married)

fmt.Scanffmt.Scanfmt.Scanf

fmt.Scanln

Scanln类似Scan，它在遇到换行时才停止扫描。最后一个数据后面必须有换行或者到达结束位置。
本函数返回成功扫描的数据个数和遇到的任何错误。

5 切片

切片是基于数组的一层封装，内部包含地址、长度和容量。

切片的声明

func main() {
	// 声明切片类型
	var a []string              //声明一个字符串切片
	var b = []int{}             //声明一个整型切片并初始化
	var c = []bool{false, true} //声明一个布尔切片并初始化
	var d = []bool{false, true} //声明一个布尔切片并初始化
	fmt.Println(a)              //[]
	fmt.Println(b)              //[]
	fmt.Println(c)              //[false true]
	fmt.Println(a == nil)       //true
	fmt.Println(b == nil)       //false
	fmt.Println(c == nil)       //false
	// fmt.Println(c == d)   //切片是引用类型，不支持直接比较，只能和nil比较
}

切片的长度和容量

用len函数可以获得切片的长度，cap函数可以获得切片的容量，切片中的low和high两个索引只想切片的界定值。

完整切片表达式：

a[low : high : max]

a[low: high]max-low

使用make函数构造切片

make()

make([]T, size, cap)//•T:切片的元素类型 size:切片中元素的数量
//cap:切片的容量

切片的本质：

切片的本质就是对底层数组的封装，它包含了三个信息：底层数组的指针、切片的长度（len）和切片的容量（cap）。

a := [8]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}s1 := a[:5]

切片是否为空

切片不能直接比较

==nilnilnilnil

var s1 []int         //len(s1)=0;cap(s1)=0;s1==nil
s2 := []int{}        //len(s2)=0;cap(s2)=0;s2!=nil
s3 := make([]int, 0) //len(s3)=0;cap(s3)=0;s3!=nil

len(s) == 0s == nil

切片的赋值拷贝

func main() {
	s1 := make([]int, 3) //[0 0 0]
	s2 := s1             //将s1直接赋值给s2，s1和s2共用一个底层数组
	s2[0] = 100
	fmt.Println(s1) //[100 0 0]
	fmt.Println(s2) //[100 0 0]
}

如上，因为切片在赋值拷贝时拷贝的直接是地址，因此修改一个切片的内容时，另一个切片的内容也会跟着变化。

append()方法为切片添加元素

func main(){
	var s []int
	s = append(s, 1)        // [1]
	s = append(s, 2, 3, 4)  // [1 2 3 4]
	s2 := []int{5, 6, 7}  
	s = append(s, s2...)    // [1 2 3 4 5 6 7]
}

切片的扩容策略

首先判断，如果新申请容量（cap）大于2倍的旧容量（old.cap），最终容量（newcap）就是新申请的容量（cap）。
否则判断，如果旧切片的长度小于1024，则最终容量(newcap)就是旧容量(old.cap)的两倍，即（newcap=doublecap），
否则判断，如果旧切片长度大于等于1024，则最终容量（newcap）从旧容量（old.cap）开始循环增加原来的1/4，即（newcap=old.cap,for {newcap += newcap/4}）直到最终容量（newcap）大于等于新申请的容量(cap)，即（newcap >= cap）
如果最终容量（cap）计算值溢出，则最终容量（cap）就是新申请容量（cap）。

intstring

copy复制切片

func main() {
	// copy()复制切片
	a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	c := make([]int, 5, 5)
	copy(c, a)     //使用copy()函数将切片a中的元素复制到切片c
	fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
	fmt.Println(c) //[1 2 3 4 5]
	c[0] = 1000
	fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
	fmt.Println(c) //[1000 2 3 4 5]
}

从上述代码可以发现，copy复制切片和切片的赋值拷贝不一样，两套数据并不是存放在相同的地址上。

切片元素的删除

Go语言中并没有删除切片元素的专用方法，我们可以使用切片本身的特性来删除元素。代码如下：

func main() {
	// 从切片中删除元素
	a := []int{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}
	// 要删除索引为2的元素
	a = append(a[:2], a[3:]...)
	fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]
}

6 flag标准库

os.Args

os.Args

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

//os.Args demo
func main() {
	//os.Args是一个[]string
	if len(os.Args) > 0 {
		for index, arg := range os.Args {
			fmt.Printf("args[%d]=%v\n", index, arg)
		}
	}
}

go build -o "args_demo"

$ ./args_demo a b c d
args[0]=./args_demo
args[1]=a
args[2]=b
args[3]=c
args[4]=d

7 二进制协议gob和msgpack 8 指针操作

指针的new初始化

a := new(int)
	b := new(bool)

指针的make初始化

make也是用于内存分配的，区别于new，它只用于slice、map以及chan的内存创建，而且它返回的类型就是这三个类型本身，而不是他们的指针类型，因为这三种类型就是引用类型，所以就没有必要返回他们的指针了。make函数的函数签名如下：

func main() {
	var b map[string]int
	b = make(map[string]int, 10)
	b["沙河娜扎"] = 100
	fmt.Println(b)
}

new 和make的区别

二者都是用来做内存分配的。
make只用于slice、map以及channel的初始化，返回的还是这三个引用类型本身；
而new用于类型的内存分配，并且内存对应的值为类型零值，返回的是指向类型的指针。

9 map

其内部使用hash来实现

map的定义

map[KeyType]ValueType
make(map[KeyType]ValueType, [cap])//cap表示容量

判断某个键是否存在

Go语言中有个判断map中键是否存在的特殊写法，格式如下:

value, ok := map[key]

举个例子：

func main() {
	scoreMap := make(map[string]int)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	// 如果key存在ok为true,v为对应的值；不存在ok为false,v为值类型的零值
	v, ok := scoreMap["张三"]
	if ok {
		fmt.Println(v)
	} else {
		fmt.Println("查无此人")
	}
}

map遍历

for range

func main() {
	scoreMap := make(map[string]int)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	scoreMap["娜扎"] = 60
	for k, v := range scoreMap {
		fmt.Println(k, v)
	}
}

但我们只想遍历key的时候，可以按下面的写法：

func main() {
	scoreMap := make(map[string]int)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	scoreMap["娜扎"] = 60
	for k := range scoreMap {
		fmt.Println(k)
	}
}

注意：由于map底层是hash实现的，因此，map的遍历顺序一般和键值对的插入顺序无关

delete()删除键值对

delete(map, key)

按照指定顺序遍历map

主要是通过将键拿出来，然后排序，按照排序的顺序再进行访问

func main() {
	rand.Seed(time.Now().UnixNano()) //初始化随机数种子

	var scoreMap = make(map[string]int, 200)

	for i := 0; i < 100; i++ {
		key := fmt.Sprintf("stu%02d", i) //生成stu开头的字符串
		value := rand.Intn(100)          //生成0~99的随机整数
		scoreMap[key] = value
	}
	//取出map中的所有key存入切片keys
	var keys = make([]string, 0, 200)
	for key := range scoreMap {
		keys = append(keys, key)
	}
	//对切片进行排序
	sort.Strings(keys)
	//按照排序后的key遍历map
	for _, key := range keys {
		fmt.Println(key, scoreMap[key])
	}
}

元素为map类型的切片

func main() {
	var mapSlice = make([]map[string]string, 3)
	for index, value := range mapSlice {
		fmt.Printf("index:%d value:%v\n", index, value)
	}
	fmt.Println("after init")
	// 对切片中的map元素进行初始化
	mapSlice[0] = make(map[string]string, 10)
	mapSlice[0]["name"] = "小王子"
	mapSlice[0]["password"] = "123456"
	mapSlice[0]["address"] = "沙河"
	for index, value := range mapSlice {
		fmt.Printf("index:%d value:%v\n", index, value)
	}
}

值为切片类型的map

func main() {
	var sliceMap = make(map[string][]string, 3)
	fmt.Println(sliceMap)
	fmt.Println("after init")
	key := "中国"
	value, ok := sliceMap[key]
	if !ok {
		value = make([]string, 0, 2)
	}
	value = append(value, "北京", "上海")
	sliceMap[key] = value
	fmt.Println(sliceMap)
}

10 函数

可变参数

func intSum2(x ...int) int//无参或者多个int
func intSum3(x int, y ...int) int //一个或者多个int

返回值

多返回值

func calc(x, y int) (int, int)//返回为int,int

返回值命名

return

例如：

func calc(x, y int) (sum, sub int) {
	sum = x + y
	sub = x - y
	return
}

同时，如果返回值为空的切片时，可以使用nil，因为nil被视为一个合法的[]int

函数类型与变量

可以使用type关键字来定义一个函数

type calculation func(int, int) int

此时,calculation被视为一个函数类型，可以像普通类型那样去声明变量，同时可以接受具有相同参数类型，相同返回值的函数

匿名函数和闭包

匿名函数

func(参数)(返回值){
    函数体
}

匿名函数因为没有函数名，所以没办法像普通函数那样调用，所以匿名函数需要保存到某个变量或者作为立即执行函数:

func main() {
	// 将匿名函数保存到变量
	add := func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}
	add(10, 20) // 通过变量调用匿名函数

	//自执行函数：匿名函数定义完加()直接执行
	func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}(10, 20)
}

闭包

闭包=函数+引用环境

func adder() func(int) int {
	var x int
	return func(y int) int {
		x += y
		return x
	}
}
func main() {
	var f = adder()
	fmt.Println(f(10)) //10
	fmt.Println(f(20)) //30
	fmt.Println(f(30)) //60

	f1 := adder()
	fmt.Println(f1(40)) //40
	fmt.Println(f1(50)) //90
}

fxffx

func calc(base int) (func(int) int, func(int) int) {
	add := func(i int) int {
		base += i
		return base
	}

	sub := func(i int) int {
		base -= i
		return base
	}
	return add, sub
}

func main() {
	f1, f2 := calc(10)
	fmt.Println(f1(1), f2(2)) //11 9
	fmt.Println(f1(3), f2(4)) //12 8
	fmt.Println(f1(5), f2(6)) //13 7
}

defer语句

deferdeferdeferdeferdefer

func main() {
	fmt.Println("start")
	defer fmt.Println(1)
	defer fmt.Println(2)
	defer fmt.Println(3)
	fmt.Println("end")
}
//输出
/*
start 
end
3
2
1
*/

defer的执行机制

returndefer

内置函数

内置函数	介绍
close	主要用来关闭channel
len	用来求长度，比如string、array、slice、map、channel
new	用来分配内存，主要用来分配值类型，比如int、struct。返回的是指针
make	用来分配内存，主要用来分配引用类型，比如chan、map、slice
append	用来追加元素到数组、slice中
panic和recover	用来做错误处理

panic

funcBpanicrecover

func funcA() {
	fmt.Println("func A")
}

func funcB() {
	defer func() {
		err := recover()
		//如果程序出出现了panic错误,可以通过recover恢复过来
		if err != nil {
			fmt.Println("recover in B")
		}
	}()
	panic("panic in B")
}

func funcC() {
	fmt.Println("func C")
}
func main() {
	funcA()
	funcB()
	funcC()
}

recover()deferdeferpanic

11 time包

定时器

func tickDemo() {
	ticker := time.Tick(time.Second) //定义一个1秒间隔的定时器
	for i := range ticker {
		fmt.Println(i)//每秒都会执行的任务
	}
}

12 文件操作

打开和关闭文件

func main() {
	// 只读方式打开当前目录下的main.go文件
	file, err := os.Open("./main.go")//file为*File
	if err != nil {
		fmt.Println("open file failed!, err:", err)
		return
	}
	// 关闭文件
	file.Close()
}

读取文件

13 strconv包

string与int类型转换

Atoi

func Atoi(s string) (i int, err error)

Itoa

func Itoa(i int) string

Parse系列函数

Parse类函数用于转换字符串为给定类型的值：ParseBool()、ParseFloat()、ParseInt()、ParseUint()。

ParseBool

func ParseBool(str string) (value bool, err error)

ParseBool接受1、0、t、f、T、F、true、false、True、False、TRUE、FALSE；否则返回错误。

ParseInt

func ParseInt(s string, base int, bitSize int) (i int64, err error)

返回字符串表示的整数值，接受正负号。

base指定进制（2到36），如果base为0，则会从字符串前置判断，”0x”是16进制，”0”是8进制，否则是10进制；

bitSize指定结果必须能无溢出赋值的整数类型，0、8、16、32、64 分别代表 int、int8、int16、int32、int64；

返回的err是*NumErr类型的，如果语法有误，err.Error = ErrSyntax；如果结果超出类型范围err.Error = ErrRange。

ParseUnit()

func ParseUint(s string, base int, bitSize int) (n uint64, err error)

ParseUintParseInt

Format系列函数

14 结构体

自定义类型

//将MyInt定义为int类型
type MyInt int

类型别名

type TypeAlias = Type

结构体的定义

type person struct {
	name string
	city string//相同类型字段可以写在一行，用,隔开
	age  int8
}

匿名结构体

 var user struct{Name string; Age int}
user.Name = "小王子"
user.Age = 18

结构体的实例化

var p2 = new(person)
p3 := &person{}

结构体的初始化：

使用键值对：

p5 := person{
	name: "小王子",
	city: "北京",
	age:  18,
}
p6 := &person{
	name: "小王子",
	city: "北京",
	age:  18,
}//这种方式的初始化，可以对一些字段不进行初始化

使用值列表：

p8 := &person{
	"沙河娜扎",
	"北京",
	28,
}
//这种方式的实例化数目和类型必须一一和字段对应起来

构造函数

go中并没有为结构体添加构造函数的机制，因此可以在外部实现一个和结构体对应的构造函数

func newPerson(name, city string, age int8) *person {
	return &person{
		name: name,
		city: city,
		age:  age,
	}
}

方法和接收者

方法（Method）接收者（Receiver）thisself

方法的定义格式如下：

func (接收者变量 接收者类型) 方法名(参数列表) (返回参数) {
    函数体
}

其中，

selfthisPersonpConnectorc

举个例子：

//Person 结构体
type Person struct {
	name string
	age  int8
}

//NewPerson 构造函数
func NewPerson(name string, age int8) *Person {
	return &Person{
		name: name,
		age:  age,
	}
}

//Dream Person做梦的方法
func (p Person) Dream() {
	fmt.Printf("%s的梦想是学好Go语言！\n", p.name)
}

func main() {
	p1 := NewPerson("小王子", 25)
	p1.Dream()
}

方法与函数的区别是，函数不属于任何类型，方法属于特定的类型。这种机制相当于将传统语言中的类的概念分离出来，方法接收者其实就是传统的成员函数的一种变形。

指针类型接收者：

func (p *Person) SetAge(newAge int8) {
	p.age = newAge
}//可以对原有对象进行修改

值类型接收者：

func (p Person) SetAge(newAge int8) {
	p.age = newAge
}//不能对原有对象进行修改

任意类型的方法

int

//MyInt 将int定义为自定义MyInt类型
type MyInt int

//SayHello 为MyInt添加一个SayHello的方法
func (m MyInt) SayHello() {
	fmt.Println("Hello, 我是一个int。")
}
func main() {
	var m1 MyInt
	m1.SayHello() //Hello, 我是一个int。
	m1 = 100
	fmt.Printf("%#v  %T\n", m1, m1) //100  main.MyInt
}

结构体匿名段

结构体允许其成员字段在声明时没有字段名而只有类型，这种没有名字的字段就称为匿名字段。

//Person 结构体Person类型
type Person struct {
	string
	int
}

func main() {
	p1 := Person{
		"小王子",
		18,
	}
	fmt.Printf("%#v\n", p1)        //main.Person{string:"北京", int:18}
	fmt.Println(p1.string, p1.int) //北京 18
}

结构体的继承

Go语言中使用结构体也可以实现其他编程语言中面向对象的继承。

//Animal 动物
type Animal struct {
	name string
}

func (a *Animal) move() {
	fmt.Printf("%s会动！\n", a.name)
}

//Dog 狗
type Dog struct {
	Feet    int8
	*Animal //通过嵌套匿名结构体实现继承
}

func (d *Dog) wang() {
	fmt.Printf("%s会汪汪汪~\n", d.name)
}

func main() {
	d1 := &Dog{
		Feet: 4,
		Animal: &Animal{ //注意嵌套的是结构体指针
			name: "乐乐",
		},
	}
	d1.wang() //乐乐会汪汪汪~
	d1.move() //乐乐会动！
}

结构体字段的可见性

结构体中字段大写开头表示可公开访问，小写表示私有（仅在定义当前结构体的包中可访问）。

结构体与json序列化

//Student 学生
type Student struct {
	ID     int
	Gender string
	Name   string
}

//Class 班级
type Class struct {
	Title    string
	Students []*Student
}

func main() {
	c := &Class{
		Title:    "101",
		Students: make([]*Student, 0, 200),
	}
	for i := 0; i < 10; i++ {
		stu := &Student{
			Name:   fmt.Sprintf("stu%02d", i),
			Gender: "男",
			ID:     i,
		}
		c.Students = append(c.Students, stu)
	}
	//JSON序列化：结构体-->JSON格式的字符串
	data, err := json.Marshal(c)
	if err != nil {
		fmt.Println("json marshal failed")
		return
	}
	fmt.Printf("json:%s\n", data)
	//JSON反序列化：JSON格式的字符串-->结构体
	str := `{"Title":"101","Students":[{"ID":0,"Gender":"男","Name":"stu00"},{"ID":1,"Gender":"男","Name":"stu01"},{"ID":2,"Gender":"男","Name":"stu02"},{"ID":3,"Gender":"男","Name":"stu03"},{"ID":4,"Gender":"男","Name":"stu04"},{"ID":5,"Gender":"男","Name":"stu05"},{"ID":6,"Gender":"男","Name":"stu06"},{"ID":7,"Gender":"男","Name":"stu07"},{"ID":8,"Gender":"男","Name":"stu08"},{"ID":9,"Gender":"男","Name":"stu09"}]}`
	c1 := &Class{}
	err = json.Unmarshal([]byte(str), c1)
	if err != nil {
		fmt.Println("json unmarshal failed!")
		return
	}
	fmt.Printf("%#v\n", c1)
}

结构体标签

TagTag

`key1:"value1" key2:"value2"`结构体tag由一个或多个键值对组成。键与值使用冒号分隔，值用双引号括起来。同一个结构体字段可以设置多个键值对tag，不同的键值对之间使用空格分隔。

Tag

Student

//Student 学生
type Student struct {
	ID     int    `json:"id"` //通过指定tag实现json序列化该字段时的key
	Gender string //json序列化是默认使用字段名作为key
	name   string //私有不能被json包访问
}

func main() {
	s1 := Student{
		ID:     1,
		Gender: "男",
		name:   "沙河娜扎",
	}
	data, err := json.Marshal(s1)
	if err != nil {
		fmt.Println("json marshal failed!")
		return
	}
	fmt.Printf("json str:%s\n", data) //json str:{"id":1,"Gender":"男"}
}

15 包

定义包

.go

package 包名

注意事项：

packagepackage-mainmain

可见性

package pkg2

import "fmt"

// 包变量可见性

var a = 100 // 首字母小写，外部包不可见，只能在当前包内使用

// 首字母大写外部包可见，可在其他包中使用
const Mode = 1

type person struct { // 首字母小写，外部包不可见，只能在当前包内使用
	name string
}

// 首字母大写，外部包可见，可在其他包中使用
func Add(x, y int) int {
	return x + y
}

func age() { // 首字母小写，外部包不可见，只能在当前包内使用
	var Age = 18 // 函数局部变量，外部包不可见，只能在当前函数内使用
	fmt.Println(Age)
}

自定义包名

在导入包名的时候，我们还可以为导入的包设置别名。通常用于导入的包名太长或者导入的包名冲突的情况。具体语法格式如下：

import 别名 "包的路径"

匿名导入包

如果只希望导入包，而不使用包内部的数据时，可以使用匿名导入包。具体的格式如下：

import _ "包的路径"

匿名导入的包与其他方式导入的包一样都会被编译到可执行文件中。

init()初始化函数

init()函数介绍

init()init()init()

init()函数执行顺序

main

init()

16 接口

接口的定义

type 接口类型名 interface{
    方法名1( 参数列表1 ) 返回值列表1
    方法名2( 参数列表2 ) 返回值列表2
    …
}
//如
type writer interface{
    Write([]byte) error
}

实现接口的条件

一个结构体想要实现接口，就必须实现接口里面的方法，如有下面接口和结构体（也可以由其嵌套类型来实现）：

// Sayer 接口
type Sayer interface {
	say()
}
type dog struct {}

那么dog实现接口方法的形式如下：

func (d dog) say() {
	fmt.Println("汪汪汪")
}

接口类型变量：

接口类型变量即像其他语言中的多态一样。

如上述代码，dog实现了Sayer的接口，因此可以声明一个Sayer类型的变量用来接收dog实例化的对象

接口嵌套

// Sayer 接口
type Sayer interface {
	say()
}

// Mover 接口
type Mover interface {
	move()
}

// 接口嵌套
type animal interface {
	Sayer
	Mover
}

上述，实现animal接口的结构体要同时实现接口Sayer和Mover里面的方法

空接口

var x interface{}

空接口类型可以接受任意类型的变量

因此空接口可以被用作接收函数的参数

类型断言

由于interface 可以接收任意类型的变量，因此我们在使用的时候要如何才能判断类型，假如x为一个接口类型实例化的一个变量，那么：

v,ok := x.(T)//T为具体类型，这样就可以将x断言成T类型，失败ok为false，成功v为x转换成T变量的值

如果x有多种类型，可以使用如下所示的处理方法：

func justifyType(x interface{}) {
	switch v := x.(type) {
	case string:
		fmt.Printf("x is a string，value is %v\n", v)
	case int:
		fmt.Printf("x is a int is %v\n", v)
	case bool:
		fmt.Printf("x is a bool is %v\n", v)
	default:
		fmt.Println("unsupport type！")
	}
}

17 反射

反射是指在程序运行期对程序本身进行访问和修改的能力。程序在编译时，变量被转换为内存地址，变量名不会被编译器写入到可执行部分。在运行程序时，程序无法获取自身的信息。

支持反射的语言可以在程序编译期将变量的反射信息，如字段名称、类型信息、结构体信息等整合到可执行文件中，并给程序提供接口访问反射信息，这样就可以在程序运行期获取类型的反射信息，并且有能力修改它们。

reflect包

一个具体类型具体类型的值reflect.Typereflect.Valuereflect.TypeOfreflect.ValueOf

typeof

有如下示例：

func reflectType(x interface{}) {
	v := reflect.TypeOf(x)
	fmt.Printf("type:%v\n", v)
}
func main() {
	var a float32 = 3.14
	reflectType(a) // type:float32
	var b int64 = 100
	reflectType(b) // type:int64
}

type name和type kind

在go语言中,type可以构造很多自定义类型，而kind表示的是go语言底层已经存在的类型，因此，当我们需要区分指针、结构体的时候，kind就显得特别有用。有如下示例：

func reflectType(x interface{}) {
	t := reflect.TypeOf(x)
	fmt.Printf("type:%v kind:%v\n", t.Name(), t.Kind())
}

func main() {
	var a *float32 // 指针
	var b myInt    // 自定义类型
	var c rune     // 类型别名
	reflectType(a) // type: kind:ptr
	reflectType(b) // type:myInt kind:int64
	reflectType(c) // type:int32 kind:int32

	type person struct {
		name string
		age  int
	}
	type book struct{ title string }
	var d = person{
		name: "沙河小王子",
		age:  18,
	}
	var e = book{title: "《跟小王子学Go语言》"}
	reflectType(d) // type:person kind:struct
	reflectType(e) // type:book kind:struct
}

需要注意在反射的过程中，切片、map、指针类型的变量，他们的.Name，即type都为空。

reflect包中定义的kind类型如下：

type Kind uint
const (
    Invalid Kind = iota  // 非法类型
    Bool                 // 布尔型
    Int                  // 有符号整型
    Int8                 // 有符号8位整型
    Int16                // 有符号16位整型
    Int32                // 有符号32位整型
    Int64                // 有符号64位整型
    Uint                 // 无符号整型
    Uint8                // 无符号8位整型
    Uint16               // 无符号16位整型
    Uint32               // 无符号32位整型
    Uint64               // 无符号64位整型
    Uintptr              // 指针
    Float32              // 单精度浮点数
    Float64              // 双精度浮点数
    Complex64            // 64位复数类型
    Complex128           // 128位复数类型
    Array                // 数组
    Chan                 // 通道
    Func                 // 函数
    Interface            // 接口
    Map                  // 映射
    Ptr                  // 指针
    Slice                // 切片
    String               // 字符串
    Struct               // 结构体
    UnsafePointer        // 底层指针
)

ValueOf

reflect.ValueOf将返回reflect.Value的值，因为reflect.Value的值会与原始的值之间进行转换，因此，其返回的就是变量的值，reflect.Value类提供的获取原始值的方法如下：

方法	说明
Interface() interface {}	将值以 interface{} 类型返回，可以通过类型断言转换为指定类型
Int() int64	将值以 int 类型返回，所有有符号整型均可以此方式返回
Uint() uint64	将值以 uint 类型返回，所有无符号整型均可以此方式返回
Float() float64	将值以双精度（float64）类型返回，所有浮点数（float32、float64）均可以此方式返回
Bool() bool	将值以 bool 类型返回
Bytes() []bytes	将值以字节数组 []bytes 类型返回
String() string	将值以字符串类型返回

通过反射获取值

func reflectValue(x interface{}) {
	v := reflect.ValueOf(x)
	k := v.Kind()
	switch k {
	case reflect.Int64:
		// v.Int()从反射中获取整型的原始值，然后通过int64()强制类型转换
		fmt.Printf("type is int64, value is %d\n", int64(v.Int()))
	case reflect.Float32:
		// v.Float()从反射中获取浮点型的原始值，然后通过float32()强制类型转换
		fmt.Printf("type is float32, value is %f\n", float32(v.Float()))
	case reflect.Float64:
		// v.Float()从反射中获取浮点型的原始值，然后通过float64()强制类型转换
		fmt.Printf("type is float64, value is %f\n", float64(v.Float()))
	}
}
func main() {
	var a float32 = 3.14
	var b int64 = 100
	reflectValue(a) // type is float32, value is 3.140000
	reflectValue(b) // type is int64, value is 100
	// 将int类型的原始值转换为reflect.Value类型
	c := reflect.ValueOf(10)
	fmt.Printf("type c :%T\n", c) // type c :reflect.Value
}

通过反射设置值

Elem()

func reflectSetValue1(x interface{}) {
	v := reflect.ValueOf(x)
	if v.Kind() == reflect.Int64 {
		v.SetInt(200) //修改的是副本，reflect包会引发panic
	}
}
func reflectSetValue2(x interface{}) {
	v := reflect.ValueOf(x)
	// 反射中使用 Elem()方法获取指针对应的值
	if v.Elem().Kind() == reflect.Int64 {
		v.Elem().SetInt(200)
	}
}
func main() {
	var a int64 = 100
	// reflectSetValue1(a) //panic: reflect: reflect.Value.SetInt using unaddressable value
	reflectSetValue2(&a)
	fmt.Println(a)
}

上述两个函数都可以使用，传参必须进行地址传递，不同的是函数1不会修改变量的值，而函数2可以

isNil和isValid

func (v Value) IsNil() bool

isNil会判断v持有的值是否为Nil，前提是v必须为通道、函数、接口、映射、指针或者切片，否则会引发panic错误

func (v Value) IsValid() bool

IsValid()

func main() {
	// *int类型空指针
	var a *int
	fmt.Println("var a *int IsNil:", reflect.ValueOf(a).IsNil())
	// nil值
	fmt.Println("nil IsValid:", reflect.ValueOf(nil).IsValid())
	// 实例化一个匿名结构体
	b := struct{}{}
	// 尝试从结构体中查找"abc"字段
	fmt.Println("不存在的结构体成员:", reflect.ValueOf(b).FieldByName("abc").IsValid())
	// 尝试从结构体中查找"abc"方法
	fmt.Println("不存在的结构体方法:", reflect.ValueOf(b).MethodByName("abc").IsValid())
	// map
	c := map[string]int{}
	// 尝试从map中查找一个不存在的键
	fmt.Println("map中不存在的键：", reflect.ValueOf(c).MapIndex(reflect.ValueOf("娜扎")).IsValid())
}

结构体反射

reflect.TypeOf()reflect.TypeNumField()Field()

reflect.Type

方法	说明
Field(i int) StructField	根据索引，返回索引对应的结构体字段的信息。
NumField() int	返回结构体成员字段数量。
FieldByName(name string) (StructField, bool)	根据给定字符串返回字符串对应的结构体字段的信息。
FieldByIndex(index []int) StructField	多层成员访问时，根据 []int 提供的每个结构体的字段索引，返回字段的信息。
FieldByNameFunc(match func(string) bool) (StructField,bool)	根据传入的匹配函数匹配需要的字段。
NumMethod() int	返回该类型的方法集中方法的数目
Method(int) Method	返回该类型方法集中的第i个方法
MethodByName(string)(Method, bool)	根据方法名返回该类型方法集中的方法

StructField结构体

StructField

type StructField struct {
    // Name是字段的名字。PkgPath是非导出字段的包路径，对导出字段该字段为""。
    // 参见http://golang.org/ref/spec#Uniqueness_of_identifiers
    Name    string
    PkgPath string
    Type      Type      // 字段的类型
    Tag       StructTag // 字段的标签
    Offset    uintptr   // 字段在结构体中的字节偏移量
    Index     []int     // 用于Type.FieldByIndex时的索引切片
    Anonymous bool      // 是否匿名字段
}

结构体反射示例：

type student struct {
	Name  string `json:"name"`
	Score int    `json:"score"`
}

func main() {
	stu1 := student{
		Name:  "小王子",
		Score: 90,
	}

	t := reflect.TypeOf(stu1)
	fmt.Println(t.Name(), t.Kind()) // student struct
	// 通过for循环遍历结构体的所有字段信息
	for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
		field := t.Field(i)
		fmt.Printf("name:%s index:%d type:%v json tag:%v\n", field.Name, field.Index, field.Type, field.Tag.Get("json"))
	}

	// 通过字段名获取指定结构体字段信息
	if scoreField, ok := t.FieldByName("Score"); ok {
		fmt.Printf("name:%s index:%d type:%v json tag:%v\n", scoreField.Name, scoreField.Index, scoreField.Type, scoreField.Tag.Get("json"))
	}
}

反射是把双刃剑：

反射是一个强大并富有表现力的工具，能让我们写出更灵活的代码。但是反射不应该被滥用，原因有以下三个。

基于反射的代码是极其脆弱的，反射中的类型错误会在真正运行的时候才会引发panic，那很可能是在代码写完的很长时间之后。
大量使用反射的代码通常难以理解。
反射的性能低下，基于反射实现的代码通常比正常代码运行速度慢一到两个数量级。

18 并发编程

go语言给用户提供了goroutine来让用户实现并发，goroutine类似于线程（用户态），其是在runtime时由操作系统调度完成的。

goroutine

goruntine示例，启动goroutine只需要再函数调用前加上go关键字即可，示例如下：

func hello() {
	fmt.Println("Hello Goroutine!")
}
func main() {
	hello()
	fmt.Println("main goroutine done!")
}

多个goroutine示例以及sync.WaitGroup同步的操作如下：

var wg sync.WaitGroup

func hello(i int) {
	defer wg.Done() // goroutine结束就登记-1
	fmt.Println("Hello Goroutine!", i)
}
func main() {

	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1) // 启动一个goroutine就登记+1
		go hello(i)
	}
	wg.Wait() // 等待所有登记的goroutine都结束
}

goroutine与线程

goroutinegoroutinegoroutinegoroutine

GOMAXPROCS

GOMAXPROCS可以理解为当前cpu的核心数，在函数中可以通过runtime.GOMAXPROCS来进行设置

func a() {
	for i := 1; i < 10; i++ {
		fmt.Println("A:", i)
	}
}

func b() {
	for i := 1; i < 10; i++ {
		fmt.Println("B:", i)
	}
}

func main() {
	runtime.GOMAXPROCS(1)
	go a()
	go b()
	time.Sleep(time.Second)
}

一个操作系统线程对应用户态多个goroutine。
go程序可以同时使用多个操作系统线程。
goroutine和OS线程是多对多的关系，即m:n。

channel

goroutine

go提倡通过通信共享内存而不是通过共享内存而实现通信。

创建channel

var ch chan int
fmt.Println(ch) // <nil>，必须用引用类型

make

创建channel的格式如下：

make(chan 元素类型, [缓冲大小])

channel操作

<-

现在我们先使用以下语句定义一个通道：

ch := make(chan int)

将一个值发送到通道中。

ch <- 10 // 把10发送到ch中

从一个通道中接收值。

x := <- ch // 从ch中接收值并赋值给变量x
<-ch       // 从ch中接收值，忽略结果

close

close(ch)

关于关闭通道需要注意的事情是，只有在通知接收方goroutine所有的数据都发送完毕的时候才需要关闭通道。通道是可以被垃圾回收机制回收的，它和关闭文件是不一样的，在结束操作之后关闭文件是必须要做的，但关闭通道不是必须的。

关闭后的通道有以下特点：

对一个关闭的通道再发送值就会导致panic。
对一个关闭的通道进行接收会一直获取值直到通道为空。
对一个关闭的并且没有值的通道执行接收操作会得到对应类型的零值。
关闭一个已经关闭的通道会导致panic。

无缓冲的通道

ch := make(chan int)

例如：

func recv(c chan int) {
	ret := <-c
	fmt.Println("接收成功", ret)
}
func main() {
	ch := make(chan int)
	go recv(ch) // 启用goroutine从通道接收值
	ch <- 10
	fmt.Println("发送成功")
}

goroutinegoroutinegoroutine

goroutine同步通道

有缓冲通道

即在定义时给通道添加容量，只要通道的容量大于零，那么该通道就是有缓冲的通道，通道的容量表示通道中能存放元素的数量。就像你小区的快递柜只有那么个多格子，格子满了就装不下了，就阻塞了，等到别人取走一个快递员就能往里面放一个。

lencap

for range循环从通道中取值

panic

我们来看下面这个例子：

// channel 练习
func main() {
	ch1 := make(chan int)
	ch2 := make(chan int)
	// 开启goroutine将0~100的数发送到ch1中
	go func() {
		for i := 0; i < 100; i++ {
			ch1 <- i
		}
		close(ch1)
	}()
	// 开启goroutine从ch1中接收值，并将该值的平方发送到ch2中
	go func() {
		for {
			i, ok := <-ch1 // 通道关闭后再取值ok=false
			if !ok {
				break
			}
			ch2 <- i * i
		}
		close(ch2)
	}()
	// 在主goroutine中从ch2中接收值打印
	for i := range ch2 { // 通道关闭后会退出for range循环
		fmt.Println(i)
	}
}

for rangefor rangefor range

单向通道

有的时候我们会将通道作为参数在多个任务函数间传递，很多时候我们在不同的任务函数中使用通道都会对其进行限制，比如限制通道在函数中只能发送或只能接收。

Go语言中提供了单向通道来处理这种情况。例如，我们把上面的例子改造如下：

func counter(out chan<- int) {
	for i := 0; i < 100; i++ {
		out <- i
	}
	close(out)
}

func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {
	for i := range in {
		out <- i * i
	}
	close(out)
}
func printer(in <-chan int) {
	for i := range in {
		fmt.Println(i)
	}
}

func main() {
	ch1 := make(chan int)
	ch2 := make(chan int)
	go counter(ch1)
	go squarer(ch2, ch1)
	printer(ch2)
}

其中，

chan<- int<-chan int

在函数传参及任何赋值操作中可以将双向通道转换为单向通道，但反过来是不可以的。

worker pool（goroutine池）

work pool

func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {
	for j := range jobs {
		fmt.Printf("worker:%d start job:%d\n", id, j)
		time.Sleep(time.Second)
		fmt.Printf("worker:%d end job:%d\n", id, j)
		results <- j * 2
	}
}

func main() {
	jobs := make(chan int, 100)
	results := make(chan int, 100)
	// 开启3个goroutine
	for w := 1; w <= 3; w++ {
		go worker(w, jobs, results)
	}
	// 5个任务
	for j := 1; j <= 5; j++ {
		jobs <- j
	}
	close(jobs)
	// 输出结果
	for a := 1; a <= 5; a++ {
		<-results
	}
}

select多路复用

为了防止通道的操作一直阻塞，go提供了select多路复用

selectselectcasecase

select{
    case <-ch1:
        ...
    case data := <-ch2:
        ...
    case ch3<-data:
        ...
    default:
        默认操作
}

select

func main() {
	ch := make(chan int, 1)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		select {
		case x := <-ch:
			fmt.Println(x)
		case ch <- i:
		}
	}
}

select

caseselectcaseselect{}

并发安全和锁

互斥锁

goroutinesyncMutex

var x int64
var wg sync.WaitGroup
var lock sync.Mutex

func add() {
	for i := 0; i < 5000; i++ {
		lock.Lock() // 加锁
		x = x + 1
		lock.Unlock() // 解锁
	}
	wg.Done()
}
func main() {
	wg.Add(2)
	go add()
	go add()
	wg.Wait()
	fmt.Println(x)
}

goroutinegoroutinegoroutinegoroutine

读写互斥锁：

goroutinegoroutinegoroutine

读写锁示例：

var (
	x      int64
	wg     sync.WaitGroup
	lock   sync.Mutex
	rwlock sync.RWMutex
)

func write() {
	// lock.Lock()   // 加互斥锁
	rwlock.Lock() // 加写锁
	x = x + 1
	time.Sleep(10 * time.Millisecond) // 假设读操作耗时10毫秒
	rwlock.Unlock()                   // 解写锁
	// lock.Unlock()                     // 解互斥锁
	wg.Done()
}

func read() {
	// lock.Lock()                  // 加互斥锁
	rwlock.RLock()               // 加读锁
	time.Sleep(time.Millisecond) // 假设读操作耗时1毫秒
	rwlock.RUnlock()             // 解读锁
	// lock.Unlock()                // 解互斥锁
	wg.Done()
}

func main() {
	start := time.Now()
	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1)
		go write()
	}

	for i := 0; i < 1000; i++ {
		wg.Add(1)
		go read()
	}

	wg.Wait()
	end := time.Now()
	fmt.Println(end.Sub(start))
}

需要注意的是读写锁非常适合读多写少的场景，如果读和写的操作差别不大，读写锁的优势就发挥不出来。

sync.WaitGroup

time.Sleepsync.WaitGroupsync.WaitGroup

方法名	功能
(wg * WaitGroup) Add(delta int)	计数器+delta
(wg *WaitGroup) Done()	计数器-1
(wg *WaitGroup) Wait()	阻塞直到计数器变为0

sync.WaitGroup

sync.WaitGroup

var wg sync.WaitGroup

func hello() {
	defer wg.Done()
	fmt.Println("Hello Goroutine!")
}
func main() {
	wg.Add(1)
	go hello() // 启动另外一个goroutine去执行hello函数
	fmt.Println("main goroutine done!")
	wg.Wait()
}

sync.WaitGroup

sync.once

在编程的很多场景下我们需要确保某些操作在高并发的场景下只执行一次，例如只加载一次配置文件、只关闭一次通道等。

syncsync.Once

sync.OnceDo

func (o *Once) Do(f func()) {}

加载配置文件

延迟一个开销很大的初始化操作到真正用到它的时候再执行是一个很好的实践。因为预先初始化一个变量（比如在init函数中完成初始化）会增加程序的启动耗时，而且有可能实际执行过程中这个变量没有用上，那么这个初始化操作就不是必须要做的。我们来看一个例子：

var icons map[string]image.Image

func loadIcons() {
	icons = map[string]image.Image{
		"left":  loadIcon("left.png"),
		"up":    loadIcon("up.png"),
		"right": loadIcon("right.png"),
		"down":  loadIcon("down.png"),
	}
}

// Icon 被多个goroutine调用时不是并发安全的
func Icon(name string) image.Image {
	if icons == nil {
		loadIcons()
	}
	return icons[name]
}

goroutinegoroutine

func loadIcons() {
	icons = make(map[string]image.Image)
	icons["left"] = loadIcon("left.png")
	icons["up"] = loadIcon("up.png")
	icons["right"] = loadIcon("right.png")
	icons["down"] = loadIcon("down.png")
}

iconsiconsgoroutine

sync.Once

var icons map[string]image.Image

var loadIconsOnce sync.Once

func loadIcons() {
	icons = map[string]image.Image{
		"left":  loadIcon("left.png"),
		"up":    loadIcon("up.png"),
		"right": loadIcon("right.png"),
		"down":  loadIcon("down.png"),
	}
}

// Icon 是并发安全的
func Icon(name string) image.Image {
	loadIconsOnce.Do(loadIcons)
	return icons[name]
}

并发安全的单例模式

type singleton struct {}

var instance *singleton
var once sync.Once

func GetInstance() *singleton {
    once.Do(func() {
        instance = &singleton{}
    })
    return instance
}

sync.Once

sync.Map

Go语言中内置的map不是并发安全的。

syncsync.Mapsync.MapStoreLoadLoadOrStoreDeleteRange

var m = sync.Map{}

func main() {
	wg := sync.WaitGroup{}
	for i := 0; i < 20; i++ {
		wg.Add(1)
		go func(n int) {
			key := strconv.Itoa(n)
			m.Store(key, n)
			value, _ := m.Load(key)
			fmt.Printf("k=:%v,v:=%v\n", key, value)
			wg.Done()
		}(i)
	}
	wg.Wait()
}

原子操作

atomic包

方法	解释
func LoadInt32(addr int32) (val int32) func LoadInt64(addr int64) (val int64) func LoadUint32(addr uint32) (val uint32) func LoadUint64(addr uint64) (val uint64) func LoadUintptr(addr uintptr) (val uintptr) func LoadPointer(addr unsafe.Pointer) (val unsafe.Pointer)	读取操作
func StoreInt32(addr int32, val int32) func StoreInt64(addr int64, val int64) func StoreUint32(addr uint32, val uint32) func StoreUint64(addr uint64, val uint64) func StoreUintptr(addr uintptr, val uintptr) func StorePointer(addr unsafe.Pointer, val unsafe.Pointer)	写入操作
func AddInt32(addr int32, delta int32) (new int32) func AddInt64(addr int64, delta int64) (new int64) func AddUint32(addr uint32, delta uint32) (new uint32) func AddUint64(addr uint64, delta uint64) (new uint64) func AddUintptr(addr *uintptr, delta uintptr) (new uintptr)	修改操作
func SwapInt32(addr int32, new int32) (old int32) func SwapInt64(addr int64, new int64) (old int64) func SwapUint32(addr uint32, new uint32) (old uint32) func SwapUint64(addr uint64, new uint64) (old uint64) func SwapUintptr(addr uintptr, new uintptr) (old uintptr) func SwapPointer(addr unsafe.Pointer, new unsafe.Pointer) (old unsafe.Pointer)	交换操作
func CompareAndSwapInt32(addr int32, old, new int32) (swapped bool) func CompareAndSwapInt64(addr int64, old, new int64) (swapped bool) func CompareAndSwapUint32(addr uint32, old, new uint32) (swapped bool) func CompareAndSwapUint64(addr uint64, old, new uint64) (swapped bool) func CompareAndSwapUintptr(addr uintptr, old, new uintptr) (swapped bool) func CompareAndSwapPointer(addr unsafe.Pointer, old, new unsafe.Pointer) (swapped bool)	比较并交换操作

示例

我们填写一个示例来比较下互斥锁和原子操作的性能。

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"sync/atomic"
	"time"
)

type Counter interface {
	Inc()
	Load() int64
}

// 普通版
type CommonCounter struct {
	counter int64
}

func (c CommonCounter) Inc() {
	c.counter++
}

func (c CommonCounter) Load() int64 {
	return c.counter
}

// 互斥锁版
type MutexCounter struct {
	counter int64
	lock    sync.Mutex
}

func (m *MutexCounter) Inc() {
	m.lock.Lock()
	defer m.lock.Unlock()
	m.counter++
}

func (m *MutexCounter) Load() int64 {
	m.lock.Lock()
	defer m.lock.Unlock()
	return m.counter
}

// 原子操作版
type AtomicCounter struct {
	counter int64
}

func (a *AtomicCounter) Inc() {
	atomic.AddInt64(&a.counter, 1)
}

func (a *AtomicCounter) Load() int64 {
	return atomic.LoadInt64(&a.counter)
}

func test(c Counter) {
	var wg sync.WaitGroup
	start := time.Now()
	for i := 0; i < 1000; i++ {
		wg.Add(1)
		go func() {
			c.Inc()
			wg.Done()
		}()
	}
	wg.Wait()
	end := time.Now()
	fmt.Println(c.Load(), end.Sub(start))
}

func main() {
	c1 := CommonCounter{} // 非并发安全
	test(c1)
	c2 := MutexCounter{} // 使用互斥锁实现并发安全
	test(&c2)
	c3 := AtomicCounter{} // 并发安全且比互斥锁效率更高
	test(&c3)
}

atomic

19 网络编程

TCP

tcp服务端

TCP服务端程序的处理流程：

监听端口
接收客户端请求建立链接
创建goroutine处理链接。

我们使用Go语言的net包实现的TCP服务端代码如下：

// tcp/server/main.go

// TCP server端

// 处理函数
func process(conn net.Conn) {
	defer conn.Close() // 关闭连接
	for {
		reader := bufio.NewReader(conn)
		var buf [128]byte
		n, err := reader.Read(buf[:]) // 读取数据
		if err != nil {
			fmt.Println("read from client failed, err:", err)
			break
		}
		recvStr := string(buf[:n])
		fmt.Println("收到client端发来的数据：", recvStr)
		conn.Write([]byte(recvStr)) // 发送数据
	}
}

func main() {
	listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:20000")
	if err != nil {
		fmt.Println("listen failed, err:", err)
		return
	}
	for {
		conn, err := listen.Accept() // 建立连接
		if err != nil {
			fmt.Println("accept failed, err:", err)
			continue
		}
		go process(conn) // 启动一个goroutine处理连接
	}
}

serverserver.exe

tcp客户端

建立与服务端的链接
进行数据收发
关闭链接

使用Go语言的net包实现的TCP客户端代码如下：

// tcp/client/main.go

// 客户端
func main() {
	conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:20000")
	if err != nil {
		fmt.Println("err :", err)
		return
	}
	defer conn.Close() // 关闭连接
	inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
	for {
		input, _ := inputReader.ReadString('\n') // 读取用户输入
		inputInfo := strings.Trim(input, "\r\n")
		if strings.ToUpper(inputInfo) == "Q" { // 如果输入q就退出
			return
		}
		_, err = conn.Write([]byte(inputInfo)) // 发送数据
		if err != nil {
			return
		}
		buf := [512]byte{}
		n, err := conn.Read(buf[:])
		if err != nil {
			fmt.Println("recv failed, err:", err)
			return
		}
		fmt.Println(string(buf[:n]))
	}
}

tcp粘包解决：封包

出现”粘包”的关键在于接收方不确定将要传输的数据包的大小，因此我们可以对数据包进行封包和拆包的操作。

封包：封包就是给一段数据加上包头，这样一来数据包就分为包头和包体两部分内容了(过滤非法包时封包会加入”包尾”内容)。包头部分的长度是固定的，并且它存储了包体的长度，根据包头长度固定以及包头中含有包体长度的变量就能正确的拆分出一个完整的数据包。

我们可以自己定义一个协议，比如数据包的前4个字节为包头，里面存储的是发送的数据的长度。

// socket_stick/proto/proto.go
package proto

import (
	"bufio"
	"bytes"
	"encoding/binary"
)

// Encode 将消息编码
func Encode(message string) ([]byte, error) {
	// 读取消息的长度，转换成int32类型（占4个字节）
	var length = int32(len(message))
	var pkg = new(bytes.Buffer)
	// 写入消息头
	err := binary.Write(pkg, binary.LittleEndian, length)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	// 写入消息实体
	err = binary.Write(pkg, binary.LittleEndian, []byte(message))
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return pkg.Bytes(), nil
}

// Decode 解码消息
func Decode(reader *bufio.Reader) (string, error) {
	// 读取消息的长度
	lengthByte, _ := reader.Peek(4) // 读取前4个字节的数据
	lengthBuff := bytes.NewBuffer(lengthByte)
	var length int32
	err := binary.Read(lengthBuff, binary.LittleEndian, &length)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	// Buffered返回缓冲中现有的可读取的字节数。
	if int32(reader.Buffered()) < length+4 {
		return "", err
	}

	// 读取真正的消息数据
	pack := make([]byte, int(4+length))
	_, err = reader.Read(pack)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	return string(pack[4:]), nil
}

protoDecodeEncode

服务端代码如下：

// socket_stick/server2/main.go

func process(conn net.Conn) {
	defer conn.Close()
	reader := bufio.NewReader(conn)
	for {
		msg, err := proto.Decode(reader)
		if err == io.EOF {
			return
		}
		if err != nil {
			fmt.Println("decode msg failed, err:", err)
			return
		}
		fmt.Println("收到client发来的数据：", msg)
	}
}

func main() {

	listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:30000")
	if err != nil {
		fmt.Println("listen failed, err:", err)
		return
	}
	defer listen.Close()
	for {
		conn, err := listen.Accept()
		if err != nil {
			fmt.Println("accept failed, err:", err)
			continue
		}
		go process(conn)
	}
}

客户端代码如下：

// socket_stick/client2/main.go

func main() {
	conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:30000")
	if err != nil {
		fmt.Println("dial failed, err", err)
		return
	}
	defer conn.Close()
	for i := 0; i < 20; i++ {
		msg := `Hello, Hello. How are you?`
		data, err := proto.Encode(msg)
		if err != nil {
			fmt.Println("encode msg failed, err:", err)
			return
		}
		conn.Write(data)
	}
}

UDP

udp服务端

// UDP/server/main.go

// UDP server端
func main() {
	listen, err := net.ListenUDP("udp", &net.UDPAddr{
		IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
		Port: 30000,
	})
	if err != nil {
		fmt.Println("listen failed, err:", err)
		return
	}
	defer listen.Close()
	for {
		var data [1024]byte
		n, addr, err := listen.ReadFromUDP(data[:]) // 接收数据
		if err != nil {
			fmt.Println("read udp failed, err:", err)
			continue
		}
		fmt.Printf("data:%v addr:%v count:%v\n", string(data[:n]), addr, n)
		_, err = listen.WriteToUDP(data[:n], addr) // 发送数据
		if err != nil {
			fmt.Println("write to udp failed, err:", err)
			continue
		}
	}
}

udp客户端

// UDP 客户端
func main() {
	socket, err := net.DialUDP("udp", nil, &net.UDPAddr{
		IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
		Port: 30000,
	})
	if err != nil {
		fmt.Println("连接服务端失败，err:", err)
		return
	}
	defer socket.Close()
	sendData := []byte("Hello server")
	_, err = socket.Write(sendData) // 发送数据
	if err != nil {
		fmt.Println("发送数据失败，err:", err)
		return
	}
	data := make([]byte, 4096)
	n, remoteAddr, err := socket.ReadFromUDP(data) // 接收数据
	if err != nil {
		fmt.Println("接收数据失败，err:", err)
		return
	}
	fmt.Printf("recv:%v addr:%v count:%v\n", string(data[:n]), remoteAddr, n)
}

20 net/http

httpServer

package main

import "net/http"

//r可以被看成浏览器的响应,w即可以向浏览器中写入东西
func f1(w http.ResponseWriter,r *http.Request){
       str := "<h1>hello</h1>"
       w.Write([]byte(str))
}
func main(){
       http.HandleFunc("/",f1)//即如果用户访问当前路径，就执行f1函数
       http.ListenAndServe("127.0.0.1:9090",nil)
}

23 context

控制goroutine退出

传统的goroutin退出方法

传统的goroutine退出方法为：（通过全局变量，或者channel）

ackage main

import (
       "fmt"
       "sync"
       "time"
)
var wg sync.WaitGroup
var exitChan = make(chan bool,1)
//或者通过全局变量
func f(){
       defer wg.Done()
LOOP:
       for{
              fmt.Println("f")
              select {
              case <- exitChan:
                     break LOOP
              default:
              }
       }
}
func main(){
       wg.Add(1)
       go f()
       time.Sleep(5*time.Second)
       exitChan <- true
       wg.Wait()
}

context的方法

var wg sync.WaitGroup

//或者通过全局变量
func f(ctx context.Context){
       defer wg.Done()
LOOP:
       for{
              fmt.Println("f")
              select {
              case <- ctx.Done():
                     break LOOP
              default:
              }
       }
}
func main(){
       ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
       wg.Add(1)
       go f(ctx)
       time.Sleep(5*time.Second)
       cancel()//ctx.Done会有响应
       wg.Wait()
}

gin

介绍

gin是一个微框架.

HelloWorld

package main

import (
       "github.com/gin-gonic/gin"
       "net/http"
)
func main(){
       //1.创建路由
       r := gin.Default()
       //2.设置路由规则，执行的函数
       //gin.Context，封装了requessth和response
       r.GET("/", func(c *gin.Context) {
              c.String(http.StatusOK,"hello word!")
       })
       //默认在8080
       r.Run(":8000")
}

gin路由

gin路由采用的路由库是基于httprouter的。

Restful风格的API

是Representational Static Transfer的缩写，是一种互联网应用程序的API设计理念：URL定位资源，用HTTP描述操作，如:

获取文章 /blog/getXxx Get blog/Xxx
添加
修改
删除

API参数

可以通过Context的Param方法来获取API参数

URL参数

URL参数可以通过DefaultQuery()或Query()进行获取。

r := gin.Default()
r.GET("/user/:name/*action", func(c *gin.Context) {
       //会截取name的内容
       name :=c.Param("name")
       //会截取*后的所有内容
       action := c.Param("action")
       c.String(http.StatusOK,name + "is" + action)

})
r.Run(":8000")

BSON

BSON是json的一种二进制表示，BSON编码扩展了JSON表示，使其包含额外的类型，如int、long、date、浮点数和decimal128。这使得应用程序更容易可靠地处理、排序和比较数据。

DRaw

DD

D：一个BSON文档。这种类型应该在顺序重要的情况下使用，比如MongoDB命令。
M：一张无序的map。它和D是一样的，只是它不保持顺序。
A：一个BSON数组。
E：D里面的一个元素。