golang sync.pool对象复用 并发原理 缓存池

Python014

golang sync.pool对象复用 并发原理 缓存池,第1张

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 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。

区块链技术概念

区块链技术概念,现如今,区块链已经成为大部分人关注的领域,很多企业也早已深入其中研究该技术情况,但是还有人对于它不是很了解,下面我分享一篇关于区块链技术概念的相关信息。

区块链技术概念1

区块链的基本概念和工作原理

1、基本概念

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

区块链Blockchain、是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性防伪、和生成下一个区块。

狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

2、工作原理

区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。 其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。

区块链主要解决的交易的信任和安全问题,因此它针对这个问题提出了四个技术创新:

1、分布式账本,就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目,因此它们都可以参与监督交易合法性,同时也可以共同为其作证。

跟传统的分布式存储有所不同,区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面:一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。 [8]

没有任何一个节点可以单独记录账本数据,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。

2、非对称加密和授权技术,存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。

3、共识机制,就是所有记账节点之间怎么达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。

区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点,其中“少数服从多数”并不完全指节点个数,也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时,所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。以比特币为例,采用的是工作量证明,只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下,才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候,这基本上不可能,从而杜绝了造假的可能.

4、智能合约,智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例,如果说每个人的信息包括医疗信息和风险发生的信息、都是真实可信的,那就很容易的在一些标准化的保险产品中,去进行自动化的理赔.

3、其它

互联网交换的是信息,区块链交换的是价值。人类历史和互联网历史可以用八个字理解:分久必合合久必分,到了分久必合的时代,网络信息全部散在互联网上面,大家要挖掘信息非常不容易,这时会出现像谷歌和脸 书等的平台,它做的唯一的事情就是把我们所有的信息重新组合了一下。互联网时代垄断巨头们重组的就是信息,并不是产生自己的信息,产生的信息完全是我们个人。一旦信息重组,就会出现一个新的垄断巨人,所以就到了分久必合的时代。现在由于区块链技术产生又到了合久必分时代,又是新的多中心化,新的多中心化之后赋能产生新的价值,这些数据会在我们自己的手上,个人数据产生价值是归自己所有,这是这个时代最最激动人心的时代。

区块链的价值有哪些?低成本建立信任的机制,确立数权,解决数据的.产权。

目前区块链技术不断发展,包括现在的单链向多链发展,而且技术能够在进一步扩展,我想未来还是可能会出现,特别是在交易等方面出现颠覆性的,特别是对现有产业的很多颠覆性的场景。

区块链的本质是在不可信的网络建立可信的信息交换。

一带一路+一链。区块链更大的不是制造信任,而是让信任产生无损的传递,整个降低社会的摩擦成本,从而提高整个效益。

现在区块链本身还是初始阶段,所以包括区块链的信息传递、加密,这个过程中出现量子加密和其他加密,实际上对区块链本身所采用的加密算法攻击现象也时有发生。包括区块链也是作为一种资产的认定,数字资产的一个认定,但是现在我们很多都是用密码算法,或者是作为我们来解密的钥匙,但是如果密码忘记了,很可能你现在的资产就丢掉了,你不能够在得到你原来的这些资产,所以在资产管理,包括信息传递和一些安全这些方面,应该说都还是存在着一些隐患。当然那么从技术角度,现在我们区块链本身处理的速度,或者说本身的扩展性,因为从工作机理的角度来看,是要把整个账本要复制给所有的参与人员,所以在区块链本身的运作效率和扩展性方面还是比较受限的。这些我们觉得都还是需要进一步在技术方面有进一步的发展。

区块链平台这些底层技术,又形成包括区块链钱包、区块链浏览器、节点竞选、矿机、矿池、开发组件、开发模块、技术社区及项目社群等一系列的生态系统,这些生态系统的完善程度直接决定着区块链底层平台的使用效率和效果。

4、蒙代尔的不可能三角

去中心化、高效、安全,不可能实现三者全部同时达到极致。

区块链技术概念2

区块链的本质是一种分布式记账技术,与之相对的是中心式记账技术,中心式记账技术在我们目前的生活中广泛存在。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

区块链Blockchain、,是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息,用于验证e69da5e887aa7a6431333431343061其信息的有效性防伪、和生成下一个区块。

狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

区块链技术通俗的理解就是:把“物”的前、后、左、右区块用一种技术连接成一个链条,但每个区块的原始数据不可篡改,是一种物联网范畴的、可以让参与者信任的“各个模块链动”的技术。区块链技术的应用,离不开互联道网,也离不开物联网,是建立在二者融合互动基础上的、但又让参与者各自保持独回立的去中心化、、并共同拥有这套价值链共建共享、的技术。

区块链的特征:去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改,匿名性。

区块链是一个能够传递价值的网络,对可以传递价值的网络的需求是推动区块链技术产生的重要原因。在对于保护带有所有权或者其他价值的信息需求的推动下,区块链出现了。区块链通过公私钥密码学、分布式存储等技术手段,一方面保证了带有价值的信息的高效传递,另一方面保证了这些信息在传递的过程中不会被轻易的复制篡改。

从区块链诞生的必然性来理解区块链的内涵,区块链是解决了中心化记账缺点、解决了分布式一致性问题的分布式记账技术,同时也是连接互联网升级为保证带有价值的信息安全高效传递的价值网络。

区块链技术概念3

区块链: 区块链就像是一个全球唯一的帐簿,或者说是数据库,记录了网络中所有交易历史。

以太坊虚拟机(EVM): 它让你能在以太坊上写出更强大的程序比特币上也可以写脚本程序、。它有时也用来指以太坊区块链,负责执行智能合约以及一切。

节点:你可以运行节点,通过它读写以太坊区块链,也即使用以太坊虚拟机。完全节点需要下载整个区块链。轻节点仍在开发中。

矿工:挖矿,也就是处理区块链上的区块的节点。这个网页可以看到当前活跃的一部分以太坊矿工:stats.ethdev.com。

工作量证明:矿工们总是在竞争解决一些数学问题。第一个解出答案的(算出下一个区块)将获得以太币作为奖励。然后所有节点都更新自己的区块链。所有想要算出下一个区块的矿工都有与其他节点保持同步,并且维护同一个区块链的动力,因此整个网络总是能达成共识。(注意:以太坊正计划转向没有矿工的权益证明系统(POS),不过那不在本文讨论范围之内。)

以太币:缩写ETH。一种你可以购买和使用的真正的数字货币。这里是可以交易以太币的其中一家交易所的走势图。在写这篇文章的时候,1个以太币价值65美分。

Gas:在以太坊上执行程序以及保存数据都要消耗一定量的以太币,Gas是以太币转换而成。这个机制用来保证效率。

DApp: 以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(Decentralized App)。DApp的目标是(或者应该是)让你的智能合约有一个友好的界面,外加一些额外的东西,例如IPFS可以存储和读取数据的去中心化网络,不是出自以太坊团队但有类似的精神)。DApp可以跑在一台能与以太坊节点交互的中心化服务器上,也可以跑在任意一个以太坊平等节点上。(花一分钟思考一下:与一般的网站不同,DApp不能跑在普通的服务器上。他们需要提交交易到区块链并且从区块链而不是中心化数据库读取重要数据。相对于典型的用户登录系统,用户有可能被表示成一个钱包地址而其它用户数据保存在本地。许多事情都会与目前的web应用有不同架构。)

以太坊客户端,智能合约语言

编写和部署智能合约并不要求你运行一个以太坊节点。下面有列出基于浏览器的IDE和API。但如果是为了学习的话,还是应该运行一个以太坊节点,以便理解其中的基本组件,何况运行节点也不难。

运行以太坊节点可用的客户端

以太坊有许多不同语言的客户端实现即多种与以太坊网络交互的方法、,包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。为什么需要这么多实现?不同的实现能满足不同的需求例如Haskell实现的目标是可以被数学验证、,能使以太坊更加安全,能丰富整个生态系统。

在写作本文时,我使用的是Go语言实现的客户端geth (go-ethereum),其他时候还会使用一个叫testrpc的工具, 它使用了Python客户端pyethereum。后面的例子会用到这些工具。

关于挖矿:挖矿很有趣,有点像精心照料你的室内盆栽,同时又是一种了解整个系统的方法。虽然以太币现在的价格可能连电费都补不齐,但以后谁知道呢。人们正在创造许多酷酷的DApp, 可能会让以太坊越来越流行。

交互式控制台:客户端运行起来后,你就可以同步区块链,建立钱包,收发以太币了。使用geth的一种方式是通过Javascript控制台。此外还可以使用类似cURL的命令通过JSON RPC来与客户端交互。本文的目标是带大家过一边DApp开发的流程,因此这块就不多说了。但是我们应该记住这些命令行工具是调试,配置节点,以及使用钱包的利器。

在测试网络运行节点: 如果你在正式网络运行geth客户端,下载整个区块链与网络同步会需要相当时间。你可以通过比较节点日志中打印的最后一个块号和stats.ethdev.com上列出的最新块来确定是否已经同步。) 另一个问题是在正式网络上跑智能合约需要实实在在的以太币。在测试网络上运行节点的话就没有这个问题。此时也不需要同步整个区块链,创建一个自己的私有链就勾了,对于开发来说更省时间。

Testrpc:用geth可以创建一个测试网络,另一种更快的创建测试网络的方法是使用testrpc. Testrpc可以在启动时帮你创建一堆存有资金的测试账户。它的运行速度也更快因此更适合开发和测试。你可以从testrpc起步,然后随着合约慢慢成型,转移到geth创建的测试网络上 - 启动方法很简单,只需要指定一个networkid:geth --networkid "12345"。这里是testrpc的代码仓库,下文我们还会再讲到它。

接下来我们来谈谈可用的编程语言,之后就可以开始真正的编程了。写智能合约用的编程语言用Solidity就好。

要写智能合约有好几种语言可选:有点类似Javascript的Solidity, 文件扩展名是.sol. 和Python接近的Serpent, 文件名以.se结尾。还有类似Lisp的LLL。Serpent曾经流行过一段时间,但现在最流行而且最稳定的要算是Solidity了,因此用Solidity就好。听说你喜欢Python? 用Solidity。

solc编译器: 用Solidity写好智能合约之后,需要用solc来编译。它是一个来自C++客户端实现的组件又一次,不同的实现产生互补、,这里是安装方法。如果你不想安装solc也可以直接使用基于浏览器的编译器,例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。后文有关编程的部分会假设你安装了solc。

web3.js API. 当Solidity合约编译好并且发送到网络上之后,你可以使用以太坊的web3.js JavaScript API来调用它,构建能与之交互的web应用。

Go语言自亮相以来并没有展示一个明确的方向,Google员工将Go语言称为一个“试验性语言”,称其试图融合Python等动态语言的开发速度和C或C++等编译语言的性能和安全。一位Go语言的支持者概括而言Go语言如下:简单、快速、安全、并发、快乐编程、开源;但Go语言缺乏方向以及其“集大成者”的尝试很容易会导致其学猫不成学狗也不成,沦为四不像。尽管如此,编者仍然觉得Go语言有相当大的潜力:很多开发者对它感兴趣——不仅它的最初设计者阵容强大,而且在参与修改源代码的人群中也不乏大牛级人物。这很有可能帮助Go语言找到适合自己的方向,开拓系统编程的新方向。