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从数据结构角度,Golang和Swift对比,有何优缺点
以我不成熟的理解:
Go用Interface取代了传统的类,弱化了指针和继承。
Swift将Class和Struct以某种程度统一,保留指针,引入了灵活的Generic。
聊聊golang的DDD项目结构
本文主要研究一下golang的DDD项目结构
food-app-server/interfaces
food-app-server/application
food-app-server/domain
food-app-server/infrastructure
DDD一般分为interfaces、application、domain、infrastructure这几层;其中domain层不依赖其他层,它定义repository接口,infrastructure层会实现;application层会调用domain、infrastructure层;interfaces层一般调用application层或者infrastructure层。
(十一)golang 内存分析
编写过C语言程序的肯定知道通过malloc()方法动态申请内存,其中内存分配器使用的是glibc提供的ptmalloc2。 除了glibc,业界比较出名的内存分配器有Google的tcmalloc和Facebook的jemalloc。二者在避免内存碎片和性能上均比glic有比较大的优势,在多线程环境中效果更明显。
Golang中也实现了内存分配器,原理与tcmalloc类似,简单的说就是维护一块大的全局内存,每个线程(Golang中为P)维护一块小的私有内存,私有内存不足再从全局申请。另外,内存分配与GC(垃圾回收)关系密切,所以了解GC前有必要了解内存分配的原理。
为了方便自主管理内存,做法便是先向系统申请一块内存,然后将内存切割成小块,通过一定的内存分配算法管理内存。 以64位系统为例,Golang程序启动时会向系统申请的内存如下图所示:
预申请的内存划分为spans、bitmap、arena三部分。其中arena即为所谓的堆区,应用中需要的内存从这里分配。其中spans和bitmap是为了管理arena区而存在的。
arena的大小为512G,为了方便管理把arena区域划分成一个个的page,每个page为8KB,一共有512GB/8KB个页;
spans区域存放span的指针,每个指针对应一个page,所以span区域的大小为(512GB/8KB)乘以指针大小8byte = 512M
bitmap区域大小也是通过arena计算出来,不过主要用于GC。
span是用于管理arena页的关键数据结构,每个span中包含1个或多个连续页,为了满足小对象分配,span中的一页会划分更小的粒度,而对于大对象比如超过页大小,则通过多页实现。
根据对象大小,划分了一系列class,每个class都代表一个固定大小的对象,以及每个span的大小。如下表所示:
上表中每列含义如下:
class: class ID,每个span结构中都有一个class ID, 表示该span可处理的对象类型
bytes/obj:该class代表对象的字节数
bytes/span:每个span占用堆的字节数,也即页数乘以页大小
objects: 每个span可分配的对象个数,也即(bytes/spans)/(bytes/obj)waste
bytes: 每个span产生的内存碎片,也即(bytes/spans)%(bytes/obj)上表可见最大的对象是32K大小,超过32K大小的由特殊的class表示,该class ID为0,每个class只包含一个对象。
span是内存管理的基本单位,每个span用于管理特定的class对象, 跟据对象大小,span将一个或多个页拆分成多个块进行管理。src/runtime/mheap.go:mspan定义了其数据结构:
以class 10为例,span和管理的内存如下图所示:
spanclass为10,参照class表可得出npages=1,nelems=56,elemsize为144。其中startAddr是在span初始化时就指定了某个页的地址。allocBits指向一个位图,每位代表一个块是否被分配,本例中有两个块已经被分配,其allocCount也为2。next和prev用于将多个span链接起来,这有利于管理多个span,接下来会进行说明。
有了管理内存的基本单位span,还要有个数据结构来管理span,这个数据结构叫mcentral,各线程需要内存时从mcentral管理的span中申请内存,为了避免多线程申请内存时不断的加锁,Golang为每个线程分配了span的缓存,这个缓存即是cache。src/runtime/mcache.go:mcache定义了cache的数据结构
alloc为mspan的指针数组,数组大小为class总数的2倍。数组中每个元素代表了一种class类型的span列表,每种class类型都有两组span列表,第一组列表中所表示的对象中包含了指针,第二组列表中所表示的对象不含有指针,这么做是为了提高GC扫描性能,对于不包含指针的span列表,没必要去扫描。根据对象是否包含指针,将对象分为noscan和scan两类,其中noscan代表没有指针,而scan则代表有指针,需要GC进行扫描。mcache和span的对应关系如下图所示:
mchache在初始化时是没有任何span的,在使用过程中会动态的从central中获取并缓存下来,跟据使用情况,每种class的span个数也不相同。上图所示,class 0的span数比class1的要多,说明本线程中分配的小对象要多一些。
cache作为线程的私有资源为单个线程服务,而central则是全局资源,为多个线程服务,当某个线程内存不足时会向central申请,当某个线程释放内存时又会回收进central。src/runtime/mcentral.go:mcentral定义了central数据结构:
lock: 线程间互斥锁,防止多线程读写冲突
spanclass : 每个mcentral管理着一组有相同class的span列表
nonempty: 指还有内存可用的span列表
empty: 指没有内存可用的span列表
nmalloc: 指累计分配的对象个数线程从central获取span步骤如下:
将span归还步骤如下:
从mcentral数据结构可见,每个mcentral对象只管理特定的class规格的span。事实上每种class都会对应一个mcentral,这个mcentral的集合存放于mheap数据结构中。src/runtime/mheap.go:mheap定义了heap的数据结构:
lock: 互斥锁
spans: 指向spans区域,用于映射span和page的关系
bitmap:bitmap的起始地址
arena_start: arena区域首地址
arena_used: 当前arena已使用区域的最大地址
central: 每种class对应的两个mcentral
从数据结构可见,mheap管理着全部的内存,事实上Golang就是通过一个mheap类型的全局变量进行内存管理的。mheap内存管理示意图如下:
系统预分配的内存分为spans、bitmap、arean三个区域,通过mheap管理起来。接下来看内存分配过程。
针对待分配对象的大小不同有不同的分配逻辑:
(0, 16B) 且不包含指针的对象: Tiny分配
(0, 16B) 包含指针的对象:正常分配
[16B, 32KB] : 正常分配
(32KB, -) : 大对象分配其中Tiny分配和大对象分配都属于内存管理的优化范畴,这里暂时仅关注一般的分配方法。
以申请size为n的内存为例,分配步骤如下:
Golang内存分配是个相当复杂的过程,其中还掺杂了GC的处理,这里仅仅对其关键数据结构进行了说明,了解其原理而又不至于深陷实现细节。1、Golang程序启动时申请一大块内存并划分成spans、bitmap、arena区域
2、arena区域按页划分成一个个小块。
3、span管理一个或多个页。
4、mcentral管理多个span供线程申请使用
5、mcache作为线程私有资源,资源来源于mcentral。
golang中级进阶(二):结构体
目录
一、结构体详解
1. 结构体定义
2. 实例化结构体的7种方法
二、结构体方法
1. 结构体的方法定义
2. 结构体内自定义方法的引用
3. 任意类型添加方法
三、嵌套、继承
1. 匿名结构体
2. 结构体中可以定义任意类型的字段
3. 结构体嵌套结构体
4. 结构体嵌套匿名结构体
5. 结构体嵌套多个匿名结构体
6. 结构体继承
四、结构体和JSON相互转换
1. 结构体转化成json
2. json转化成结构体
3. 结构体标签 tag
4. 嵌套结构体和json的序列化反序列化
Golang 中没有“类”的概念,Golang 中的结构体和其他语言中的类有点相似。和其他面向对 象语言中的类相比,Golang 中的结构体具有更高的扩展性和灵活性。
Golang 中的基础数据类型可以表示一些事物的基本属性,但是当我们想表达一个事物的全 部或部分属性时,这时候再用单一的基本数据类型就无法满足需求了,Golang 提供了一种 自定义数据类型,可以封装多个基本数据类型,这种数据类型叫结构体,英文名称 struct。 也就是我们可以通过 struct 来定义自己的类型了。
使用 type 和 struct 关键字来定义结构体,具体代码格式如下:
type 类型名 struct {
字段名 字段类型
字段名 字段类型 …
}
其中:
• 类型名:表示自定义结构体的名称,在同一个包内不能重复。
• 字段名:表示结构体字段名。结构体中的字段名必须唯一。
• 字段类型:表示结构体字段的具体类型。
在 go 语言中,没有类的概念但是可以给类型(结构体,自定义类型)定义方法。所谓方法 就是定义了接收者的函数。接收者的概念就类似于其他语言中的 this 或者 self。
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
}
注意:想改变结构体内的值,必须先变成指针。
在 Go 语言中,接收者的类型可以是任何类型,不仅仅是结构体,任何类型都可以拥有方法。 举个例子,我们基于内置的 int 类型使用 type 关键字可以定义新的自定义类型,然后为我们 的自定义类型添加方法。
注意:匿名结构体中不允许出现多个重复的类型
注意:如果结构体里面有私有属性也就是小写定义的字段,则不会被json使用