在Go语言中有一些调试技巧能帮助我们快速找到问题,有时候你想尽可能多的记录异常但仍觉得不够,搞清楚堆栈的意义有助于定位Bug或者记录更完整的信息。
本文将讨论堆栈跟踪信息以及如何在堆栈中识别函数所传递的参数。
Functions
先从这段代码开始:
Listing 1
01 package main
02
03 func main() {
04 slice := make([]string, 2, 4)
05 Example(slice, "hello", 10)
06 }
07
08 func Example(slice []string, str string, i int) {
09 panic("Want stack trace")
10 }
Example函数定义了3个参数,1个string类型的slice, 1个string和1个integer, 并且抛出了panic,运行这段代码可以看到这样的结果:
Listing 2
Panic: Want stack trace
goroutine 1 [running]:
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:9 +0x64
main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:5 +0x85
goroutine 2 [runnable]:
runtime.forcegchelper()
/Users/bill/go/src/runtime/proc.go:90
runtime.goexit()
/Users/bill/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0x1
goroutine 3 [runnable]:
runtime.bgsweep()
/Users/bill/go/src/runtime/mgc0.go:82
runtime.goexit()
/Users/bill/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0x1
堆栈信息中显示了在panic抛出这个时间所有的goroutines状态,发生的panic的goroutine会显示在最上面。
Listing 3
01 goroutine 1 [running]:
02 main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:9 +0x64
03 main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:5 +0x85
第1行显示最先发出panic的是goroutine 1, 第二行显示panic位于main.Example中, 并能定位到该行代码,在本例中第9行引发了panic。
下面我们关注参数是如何传递的:
Listing 4
// Declaration
main.Example(slice []string, str string, i int)
// Call to Example by main.
slice := make([]string, 2, 4)
Example(slice, "hello", 10)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
这里展示了在main中带参数调用Example函数时的堆栈信息,比较就能发现两者的参数数量并不相同,Example定义了3个参数,堆栈中显示了6个参数。现在的关键问题是我们要弄清楚它们是如何匹配的。
第1个参数是string类型的slice,我们知道在Go语言中slice是引用类型,即slice变量结构会包含三个部分:指针、长度(Lengthe)、容量(Capacity)
Listing 5
// Slice parameter value
slice := make([]string, 2, 4)
// Slice header values
Pointer: 0x2080c3f50
Length: 0x2
Capacity: 0x4
// Declaration
main.Example(slice []string, str string, i int)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
因此,前面3个参数会匹配slice, 如下图所示:
Figure 1
figure provided by Georgi Knox
我们现在来看第二个参数,它是string类型,string类型也是引用类型,它包括两部分:指针、长度。
Listing 6
// String parameter value
"hello"
// String header values
Pointer: 0x425c0
Length: 0x5
// Declaration
main.Example(slice []string, str string, i int)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
可以确定,堆栈信息中第4、5两个参数对应代码中的string参数,如下图所示:
Figure 2
figure provided by Georgi Knox
最后一个参数integer是single word值。
Listing 7
// Integer parameter value
10
// Integer value
Base 16: 0xa
// Declaration
main.Example(slice []string, str string, i int)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
现在我们可以匹配代码中的参数到堆栈信息了。
Figure 3
figure provided by Georgi Knox
Methods
如果我们将Example作为结构体的方法会怎么样呢?
Listing 8
01 package main
02
03 import "fmt"
04
05 type trace struct{}
06
07 func main() {
08 slice := make([]string, 2, 4)
09
10 var t trace
11 t.Example(slice, "hello", 10)
12 }
13
14 func (t *trace) Example(slice []string, str string, i int) {
15 fmt.Printf("Receiver Address: %p\n", t)
16 panic("Want stack trace")
17 }
如上所示修改代码,将Example定义为trace的方法,并通过trace的实例t来调用Example。
再次运行程序,会发现堆栈信息有一点不同:
Listing 9
Receiver Address: 0x1553a8
panic: Want stack trace
01 goroutine 1 [running]:
02 main.(*trace).Example(0x1553a8, 0x2081b7f50, 0x2, 0x4, 0xdc1d0, 0x5, 0xa)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:16 +0x116
03 main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:11 +0xae
首先注意第2行的方法调用使用了pointer receiver,在package名字和方法名之间多出了"*trace"字样。另外,参数列表的第1个参数标明了结构体(t)地址。我们从堆栈信息中看到了内部实现细节。
Packing
如果有多个参数可以填充到一个single word, 则这些参数值会合并打包:
Listing 10
01 package main
02
03 func main() {
04 Example(true, false, true, 25)
05 }
06
07 func Example(b1, b2, b3 bool, i uint8) {
08 panic("Want stack trace")
09 }
这个例子修改Example函数为4个参数:3个bool型和1个八位无符号整型。bool值也是用8个bit表示,所以在32位和64位架构下,4个参数可以合并为一个single word。
Listing 11
01 goroutine 1 [running]:
02 main.Example(0x19010001)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:8 +0x64
03 main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:4 +0x32
这是本例的堆栈信息,看下图的具体分析:
Listing 12
// Parameter values
true, false, true, 25
// Word value
Bits Binary Hex Value
00-07 0000 0001 01 true
08-15 0000 0000 00 false
16-23 0000 0001 01 true
24-31 0001 1001 19 25
// Declaration
main.Example(b1, b2, b3 bool, i uint8)
// Stack trace
main.Example(0x19010001)
以上展示了参数值是如何匹配到4个参数的。当我们看到堆栈信息中包括十六进制值,需要知道这些值是如何传递的。
队列的概念在 顺序队列 中,而使用循环队列的目的主要是规避假溢出造成的空间浪费,在使用循环队列处理假溢出时,主要有三种解决方案
本文提供后两种解决方案。
顺序队和循环队列是一种特殊的线性表,与顺序栈类似,都是使用一组地址连续的存储单元依次存放自队头到队尾的数据元素,同时附设队头(front)和队尾(rear)两个指针,但我们要明白一点,这个指针并不是指针变量,而是用来表示数组当中元素下标的位置。
本文使用切片来完成的循环队列,由于一开始使用三个参数的make关键字创建切片,在输出的结果中不包含nil值(看起来很舒服),而且在验证的过程中发现使用append()函数时切片内置的cap会发生变化,在消除了种种障碍后得到了一个四不像的循环队列,即设置的指针是顺序队列的指针,但实际上进行的操作是顺序队列的操作。最后是对make()函数和append()函数的一些使用体验和小结,队列的应用放在链队好了。
官方描述(片段)
即切片是一个抽象层,底层是对数组的引用。
当我们使用
构建出来的切片的每个位置的值都被赋为interface类型的初始值nil,但是nil值也是有大小的。
而使用
来进行初始化时,虽然生成的切片中不包含nil值,但是无法通过设置的指针变量来完成入队和出队的操作,只能使用append()函数来进行操作
在go语言中,切片是一片连续的内存空间加上长度与容量的标识,比数组更为常用。使用 append 关键字向切片中追加元素也是常见的切片操作
正是基于此,在使用go语言完成循环队列时,首先想到的就是使用make(type, len, cap)关键字方式完成切片初始化,然后使用append()函数来操作该切片,但这一方式出现了很多问题。在使用append()函数时,切片的cap可能会发生变化,用不好就会发生扩容或收缩。最终造成的结果是一个四不像的结果,入队和出队操作变得与指针变量无关,失去了作为循环队列的意义,用在顺序队列还算合适。
参考博客:
Go语言中的Nil
Golang之nil
Go 语言设计与实现
Hello,大家好,又见面了!上一遍我们将 channel 相关基础以及使用场景。这一篇,还需要再次进阶理解channel 阻塞问题。以下创建一个chan类型为int,cap 为3。
channel 内部其实是一个环形buf数据结构 ,是一种滑动窗口机制,当make完后,就分配在 Heap 上。
上面,向 chan 发送一条“hello”数据:
如果 G1 发送数据超过指定cap时,会出现什么情况?
看下面实例:
以上会出现什么,chan 缓冲区允许大小为1,如果再往chan仍数据,满了就会被阻塞,那么是如何实现阻塞的呢?当 chan 满时,会进入 gopark,此时 G1 进入一个 waiting 状态,然后会创建一个 sudog 对象,其实就sendq队列,把 200放进去。等 buf 不满的时候,再唤醒放入buf里面。
通过如下源码,你会更加清晰:
上面,从 chan 获取数据:
Go 语言核心思想:“Do not communicate by sharing memoryinstead, share memory by communicating.” 你可以看看这本书名叫:Effective Go
如果接收者,接收一个空对象,也会发生什么情况?
代码示例 :
也会报错如下:
上面,从 chan 取出数据,可是没有数据了。此时,它会把 接收者 G2 阻塞掉,也是和G1发送者一样,也会执行 gopark 将状态改为 waiting,不一样的点就是。
正常情况下,接收者G2作为取出数据是去 buf 读取数据的,但现在,buf 为空了,此时,接收者G2会将sudog导出来,因为现在G2已经被阻塞了嘛,会把G2给G,然后将 t := <-ch 中变量t是在栈上的地址,放进去 elem ,也就是说,只存它的地址指针在sudog里面。
最后, ch <- 200当G1往 chan 添加200这个数据,正常情况是将数据添加到buf里面,然后唤醒 G2 是吧,而现在是将 G1 的添加200数据直接干到刚才G2阻塞的t这里变量里面。
你会认为,这样真的可以吗?想一想,G2 本来就是已经阻塞了,然后我们直接这么干肯定没有什么毛病,而且效率提高了,不需要再次放入buf再取出,这个过程也是需要时间。不然,不得往chan添加数据需要加锁、拷贝、解锁一序列操作,那肯定就慢了,我想Go语言是为了高效及内存使用率的考虑这样设计的。(注意,一般都是在runtime里面完成,不然会出现象安全问题。)
总结 :
chan 类型的特点:chan 如果为空,receiver 接收数据的时候就会阻塞等待,直到 chan 被关闭或者有新的数据到来。有这种个机制,就可以实现 wait/notify 的设计模式。
相关面试题: