Go语言面试题-卷一_go 协成面试问题

1.go中的协程

1.1 协程的定义

• 在go语言中,协程被认为是轻量级的线程, 和线程不同的是,操作系统内核
  感知不到协程的存在, 协程的管理依赖于Go语言运行时自身提供的调度器
  同时Go语言中的协程是从属于某一个线程的。

1.2协程的调度方式

• 协程是用户态的。协程的管理依赖Go语言运行时的调度器。同时，Go语言中的协程是从属于某一个线程的，协程与线程的对应关系为M：N，即多对多 .如图所示, Go语言调度器可以将多个协程调度到一个线程中，一个协程也可能切换到多个线程中执行。
  

1.3协程之间的切换

• 1.协程的速度要快于线程
  2.其原因在于协程切换不用经过操作系统用户态与内核态的切换
  3.并且Go语言中的协程切换只需要保留极少的状态和寄存器变量值
  4.而线程切换会保留额外的寄存器变量值(例如浮点数寄存器)

1.4调度策略

• 线程之间的调度大部分是抢占式的，协程的调度是一般是协作式的调度（当一个协程处理完自己的任务后，可以主动将执行权限让渡给其他协程）

1.5 栈空间大小

• 线程一般是固定的栈大小，go采用了动态扩张收缩的策略。

2.协程的调度

• GMP调度
• G（Goroutine）: 即Go协程，每个go关键字都会创建一个协程。M (Machine): 工作线程，内核线程。P (Processor): 处理器 【go定义的一个概念，不是指CPU】,包含运行Go代码的主要资源，也有调度goroutine的能力，一般是CPU的内核数。
• 每个P中包含一个local run queue的goroute队列，调度器中包含一个全局的goroute队列。
• Java中国的线程对应一个内核线程，go中是多对多的关系，增大了并发度。

3.go中的Context

• 其主要作用是在 goroutine 中进行上下文的传递，在传递信息中又包含了 goroutine 的运行控制、上下文信息传递等功能。
• context 与 select-case 联合，还可以实现上下文的截止时间、信号控制、信息传递等跨 goroutine 的操作，是 Go 语言协程的重要组成部分。
  

4. Go 的垃圾回收

• Go语言的GC演进：Go1.0仅支持串行 → Go1.1可以并行 → Go1.3 精确STW →Go1.5 三色并发+屏障→ Go1.8 混合写屏障。
• Go中GC详细描述

标记清除法

• 标记阶段—>清除阶段

三色标记法

• 新建对象是白色，开始gc的时候，从root开始遍历所有的对象，将遍历到的对象放入灰色集合中，在对灰色集合进行遍历，将灰色对象引用的对象从白盒放入灰盒，并把此对虾干从灰盒放到黑盒。重复上述步骤，直到灰盒中没有对象，回收白盒。

屏障机制

• “强-弱” 三色不变式
  1.强三色不变式：不存在黑色对象引用到白色对象的指针。
  2.弱三色不变式：所有被黑色对象引用的白色对象都处于灰色保护状态 【即白色对象存在灰色引用】。

总结

• Go1.3版本之前，使用的是普通标记清除法，整体过程需要启动STW，GC性能极差。
• Go1.3版本，使用的是简单优化的标记清除法，通过将STW的时间提前，GC性能略有提升。
• Go1.5版本， 使用改进版的标记清除算法——三色标记法，堆空间启动写屏障，栈空间不启动，全部扫描之后，需要重新扫描一次栈(这时需要STW)，GC性能提升较大。
• Go1.8版本，三色标记法，混合写屏障机制， 栈空间不启动，堆空间启动。整个过程几乎不需要STW，GC性能提升很大。

5.select 和 epoll的区别

• 相同点：epoll和select都是多路复用下的一种机制，多路复用I/O就是通过一种机制，可以监视多个文件描述符，一旦某个文件描述符就绪，就通知程序该文件描述符可以进行读写操作。
• select()：用于确定一个或多个套接口的状态。
  select的几大缺点（不可忽视）：
  1、每次调用select（）的时候，都必须要将fd从用户态转换成内核态，这个开销在fd很多的时候非常大。
  2、调用select（）的时候，在操作系统内核API都会遍历整个fd集，这会大大影响系统效率。
  3、select（）可打开的文件描述符的上限太少了，默认是1024个。
• epoll不用每次遍历fd，只有初始化的时候遍历+基于事件回调的方式获取fd，epoll可打开的文件没有上线。