1.Golang网络开发系列(二)—— net包
2.IOC-golang 的接口接口 AOP 原理与应用
3.使用Golang的HTTP框架gin-gonic开发RESTful API(序)
4.Golang 实现word和Excel转PDF
5.Golang网络开发系列(三)—— http client实现
6.Golang 深度剖析 -- channel的底层实现
Golang网络开发系列(二)—— net包
深入探讨Golang网络开发系列之二,聚焦于`net`包的源码使用与实现原理。在前文《Golang网络开发系列(一)—— netpoll》中,实现我们了解了`internal/poll.FD`,接口接口它作为Golang向上层包提供的源码网络描述符封装。本篇将引入`net`包,实现设计大师源码通过实例化`net.Listener`接口,接口接口从`net.Listen()`开始,源码逐步解析其内部逻辑,实现直至触及`internal/poll.FD`。接口接口`net.Listen()`返回一个`net.Listener`接口实例,源码这标志着Golang网络编程模型的实现起点。
`net.Listen()`内部实质调用了`ListenConfig`对象的接口接口`Listen()`方法,通过实例化`sysListener`并调用`sysListener.listenTCP()`来创建监听配置。源码以TCP为例,实现该过程首先生成`fd`,即`net.netFD`实例,并最终返回`net.TCPListener`对象,此对象封装了`net.Listener`接口。
`net.netFD`实际上是对`internal/poll.FD`的封装,提供了一组只读字段,包括`ReadXXX`和`WriteXXX`方法。这些方法执行逻辑直接调用`pfd`对应的方法实现,其代码逻辑简洁明了。
`accept()`方法的实现逻辑基于`net.netFD`对`internal/poll.FD`的封装假设,推测其调用了`internal/poll.FD`的`Accept()`方法。`accept()`返回新的`net.netFD`实例,该实例代表新连接的服务端对象。
在`netFD`的创建与初始化过程中,同时初始化了`internal/poll.FD`。通过`accept()`操作,`laddr`和`raddr`被初始化,而`isConnected`默认值为`false`,表示`net.netFD`尚未连接。
以TCP为例,`listenStream()`方法通过`syscall.Bind()`完成端口与socket的关联,随后调用`fd.init()`实现epoll监控。`socket()`方法通过`sysSocket()`创建并设置socket文件为非阻塞模式。`socket()`调用`newFD(s, family, sotype, net)`完成文件描述符的初始化,并根据参数调用`fd.listenStream`、`fd.listenDatagram`或`fd.dial(ctx, laddr, raddr, ctrlFn)`,这表明调用`net.socket()`时,`listen`或`dial`方法已执行。
当`dial()`成功时,`fd.isConnected`被设置为`true`,即`fd.dial()`成功执行后。回到`sysListener.listenTCP()`中,`listenTCP()`通过`internetSocket()`获得`net.netFD`实例,核心逻辑在`socket()`方法实现。当调用`internetSocket()`时,`raddr`参数为`nil`,此分支对应于`socket()`代码逻辑,即仅`laddr`而无`raddr`,2022扫雷红包源码实现`listen`功能。
`TCPListener`对象封装了上述逻辑,`Accept()`方法实现了内部逻辑,返回的`Conn`代表连接对象,而`TCPConn`作为`Conn`的实现,确保所有连接对象遵循相同的接口。
`net.conn`确实实现了`net.Conn`接口,这为后续的网络连接提供了统一的抽象层。至此,我们构建了包含`net`包、`internal/poll.FD`、`net.netFD`和`TCPListener`等组件的类图。
`net`包涵盖了多种网络协议,包括TCP、UDP、Unix网络、IP网络等。通过构建`sysListener`工厂,我们可以实现对不同网络的监听。`net.Listen()`、`net.ListenPacket()`、`net.ListenMulticastUDP()`等方法提供了不同类型的监听方式。借助`net`包,我们能够开发出复杂且高效的网络应用。
下一文将深入探讨如何使用`net`包实现HTTP协议,进一步展现Golang在构建现代网络应用方面的强大能力。
IOC-golang 的 AOP 原理与应用
AOP与IOC的关系在于,AOP(面向切面编程)是一种编程设计思想,旨在通过拦截业务过程的切面实现特定模块化的能力,降低业务逻辑间的耦合度。AOP概念被应用于不同场景下,产生不同的实现。例如,gRPC提供Interceptors接口,开发者可以在此基础上扩展与业务相关的拦截逻辑,如鉴权、服务发现、可观测等能力。这些扩展适用于gRPC生态中的Client和Server两侧,限定于RPC场景。Spring框架具备强大的依赖注入能力,基于此,提供适配业务对象方法的AOP能力,通过定义切点,将拦截器封装在业务函数外部。这些概念在Spring框架内限定,依赖其依赖注入(IOC)能力管理。因此,AOP的概念需要结合特定场景落地,必须受到集成生态的约束。单独讨论AOP概念,不具备开发友好性和生产意义。PD商业管理源码例如,可以按照面向过程编程的方式编写一系列函数调用,这同样实现了AOP,但不具备扩展性、迁移性和通用性。这份约束是必要的,可以强也可以弱,例如Spring生态的AOP,约束较弱但实现相对复杂,开发者需要学习生态中的众多概念与API;而在Dubbo或gRPC生态的RPC场景中的AOP,开发者只需要实现接口并以单一API注入即可,其能力相对局限。这些约束在实际开发场景中表现为依赖注入,即IOC,开发者使用的对象由生态所管理,无论是Dubbo的Invoker还是Spring的Bean,IOC过程为AOP的实践提供了约束接口、模型和落地价值。
Go生态与AOP
AOP概念与语言无关,虽然我倾向于使用AOP的最佳实践方案需要Java语言,但AOP并非Java语言的专属。在熟悉的Go生态中,依然存在基于AOP思路的优秀项目。这些项目共享的特性是结合特定生态解决特定业务场景问题,问题的广度取决于其IOC生态的约束力。IOC是基石,AOP是IOC生态的衍生物。一个不提供AOP的IOC生态可以做得很干净清爽,而一个提供AOP能力的IOC生态可以做得包容强大。我开源了IOC-golang服务框架,专注于解决Go应用开发过程中的依赖注入问题。许多开发者将这个框架与Google开源的wire框架进行比较,认为没有wire清爽好用。问题的本质是两个生态设计初衷不同。wire注重IOC而非AOP,开发者可以通过学习一些简单的概念和API,使用脚手架和代码生成能力,快速实现依赖注入,开发体验很好。而IOC-golang注重基于IOC的AOP能力,并拥抱这一层的可扩展性,将AOP能力视为与其它IOC框架的差异点和价值点。相比于解决具体问题的SDK,依赖注入框架的IOC能力可以被视为“弱约束的IOC场景”。通过比较两个框架的差异,提出两个核心问题:Go生态在“弱约束IOC场景”是否需要AOP?在“弱约束IOC场景”中的AOP可以用来做什么?我的观点是:Go生态一定是需要AOP的,即使在“弱约束IOC场景”,依然可以使用AOP做一些业务无关的事情,比如增强应用的运维可观测能力。由于语言特性,Go生态的AOP不能与Java划等号。Go不支持注解,天山焊台源码限制了开发者使用编写业务语义AOP层的便利性。因此,我认为Go的AOP并不适合处理业务逻辑,即使强行实现出来,也是反直觉的。我更接受将运维可观测能力赋予Go生态的AOP层,而开发者对于AOP是无感知的。例如,对于任何接口实现结构,都可以使用IOC-golang框架封装运维AOP层,让应用程序中的所有对象具备可观测能力。此外,结合RPC场景、服务治理场景、故障注入场景,可以产生更多“运维”领域的扩展思路。
IOC-golang的AOP原理
使用Go语言实现方法代理有两大思路:通过反射实现接口代理,基于Monkey补丁的函数指针交换。后者依赖底层汇编代码,关闭编译优化,对CPU架构有要求,在处理并发请求时显著削弱性能。前者生产意义较大,依赖接口,是本节讨论的重点。
3.1 IOC-golang的接口注入
在框架开源的第一篇文章中提到,IOC-golang在依赖注入过程具备两个视角:结构提供者和结构使用者。框架接受结构提供者定义的结构,并按照结构使用者的要求提供结构。结构提供者只需关注结构本体,无需关注接口实现。结构使用者需要关心结构的注入和使用方式:是注入至接口?注入至指针?是通过API获取?还是通过标签注入获取?
IOC-golang框架的开发者可以通过API获取结构指针,通过自动装载模型(如singleton)的GetImpl方法获取结构指针。使用IOC-golang框架的开发者更推荐通过API获取接口对象,通过自动装载模型(如singleton)的GetImplWithProxy方法获取代理结构,该结构可被断言为接口供使用。这个接口并非结构提供者手动创建,而是由iocli自动生成的“结构专属接口”。通过上面的介绍,我们知道IOC-golang框架推荐的AOP注入方式是强依赖接口的。但要求开发者为全部结构都手写一个匹配的接口,这会耗费大量时间。因此,iocli工具可以自动生成结构专属接口,减轻开发人员的代码编写量。例如一个名为ServiceImpl的结构,包含GetHelloString方法。
当执行iocli gen命令后,会在当前目录生成zz_generated.ioc.go文件,其中包含该结构的“专属接口”。专属接口的命名方式为$(结构名)IOCInterface,包含了结构的小菜豆模块源码所有方法。专属接口的作用有二:1、减轻开发者工作量,方便直接通过API获取代理结构,方便直接作为字段注入。2、结构专属接口可以直接定位结构ID,因此在注入专属接口时,标签无需显式指定结构类型。因此,随便找一个现有的Go工程,其中使用结构指针的位置,推荐替换成结构专属接口,框架默认注入代理;对于已经使用接口字段的结构,推荐直接通过标签注入结构,也是由框架默认注入代理。按照这种模式开发的工程,其全部对象都将具备运维能力。
3.2 代理的生成与注入
上一小节提到的“注入至接口”的对象,都被框架默认封装了代理,具备运维能力。通过生成的zz.generated.ioc.go代码,可以了解框架如何封装代理层,如何注入至接口的。在前文中提到的生成代码中包含结构专属接口,同样包含结构代理的定义。以上文提到的ServiceImpl结构为例,其代理结构如下:
代理结构以小写字母开头的$(结构名)_,实现了“结构专属接口”的全部方法,并将所有方法调用代理至$(方法名)_的方法字段,该方法字段通过反射方式实现。
与结构代码一样,代理结构也会在这个生成的文件中注册到框架中。
IOC-golang基于AOP的应用
理解了上文提到的实现思路,我们可以说,使用IOC-golang框架开发的应用程序中,从框架注入、获取的所有接口对象都是具备运维能力的。我们可以基于AOP的思路扩展出期望的能力。我们提供了一个简易的电商系统demoshopping-system[4],展示了在分布式场景下IOC-golang基于AOP的可视化能力。感兴趣的开发者可以参考README,在自己的集群中运行这个系统,感受其运维能力底座。
4.1 方法、参数可观测
通过iocli watch命令,我们可以监听鉴权接口的Check方法的调用。发起针对入口的调用,可查看到被监听方法的调用参数和返回值,user id为1。基于IOC-golang的AOP层,可以提供用户无感知、业务无侵入的分布式场景下全链路追踪能力。即一个由本框架开发的系统,可以以任何一个接口方法为入口,采集到方法粒度的跨进程调用全链路。基于shopping-system的全链路耗时信息,可以排查到名为festival进程的gorm.First()方法是系统的瓶颈。这个能力的实现包括两部分:分别是进程内的方法粒度链路追踪和进程之间的RPC调用链路追踪。IOC旨在打造开发者开箱即用的应用开发生态组件,这些内置组件与框架提供的RPC能力都具备了运维能力。
原文来自:IOC-golang的AOP原理与应用
使用Golang的HTTP框架gin-gonic开发RESTful API(序)
使用Golang的HTTP框架gin-gonic开发RESTful API简介
本文将逐步介绍如何利用Golang的gin-gonic框架和MySQL数据库构建一个基础的RESTful API,以博客文章的CRUD操作为例。 首先,确保你已经有一个工作空间,如果没有,可以按照官方指南安装Golang。Glide作为Go的包管理工具,可简化依赖管理,下载并设置其环境。对于Linux用户,通过curl安装,Windows用户则下载官方安装包加入PATH。 接下来,数据定义是核心环节。以博客文章为例,我们需要定义数据模型,同时为CRUD操作设计接口。在项目中,除了gin-gonic,可能还需要安装像bsonId这样的包,以支持文件唯一标识。 在主入口文件main.go中,引入server.go中的控制器函数,启动一个监听端口的简单服务,通过访问localhost:/ping验证API运行状态。 TDD原则也应在此阶段得到应用。在test文件夹下编写测试用例,通过go test进行自动化测试,确保功能的稳定性和数据的正确性。 这个教程还在继续,后续内容将涉及更详细的代码实现和测试策略。通过本文,你将逐步掌握gin-gonic和MySQL在开发RESTful API中的应用。Golang 实现word和Excel转PDF
Golang借助第三方库github.com/go-ole/go-ole,通过Windows底层接口实现Word和Excel转PDF。库底层原理由标准库syscall调用实现。
使用go-ole需先调用ole.CoInitialize初始化,使用完毕后需调用ole.CoUninitialize释放资源。库核心函数方法简单,无文档说明,示例代码提供具体使用示例。
将Word转PDF时,通过微软官网文档查找具体使用方法。示例代码示例,使用流程简化。确保文件路径为绝对路径,转换过程需确保文件格式一致,避免转换后出现格式错乱。
转换Excel时,同样遵循Word转换流程,通过设置页面和边框等参数完成转换。注意文件内容较多时,转换后的PDF可能格式错乱,实际开发中需根据文件格式进行适当调整。
查阅微软官方文档发现,利用Win API操作Excel和Word,可直接在VBA文档编写程序实现相同功能。因此,在Golang中使用第三方库go-ole实现Word和Excel转PDF,是一种高效且便捷的方法。
Golang网络开发系列(三)—— //http` 包的内部实现,我们不仅了解了 HTTP 客户端的便捷功能和高效设计,还深入探讨了连接管理和请求处理的底层机制。这种深入的理解有助于开发者更灵活地应用 HTTP 客户端,优化网络通信性能,为复杂应用提供强有力的支持。
Golang 深度剖析 -- channel的底层实现
channel 简介
Go语言倡导以通信的手段来共享内存,channel作为其核心机制之一,实现了两个并发函数之间的同步和通信。它允许通过特定类型值的传递,实现协程间的高效交互。
channel的初始化方式
channel有两种初始化形式,一种有缓存,一种无缓存。初始化方法简洁,便于实现不同协程间的交互。
channel内部结构
channel的实现位于runtime/chan.go中,核心是一个hchan结构体,内部包含环形缓冲区和锁机制,确保了数据同步的安全性。
channel的创建
通过`make`函数创建channel时,底层调用的是`makechan`函数。根据缓冲区大小的不同,分配内存的方式也有所差异,涉及元素大小的计算和内存分配。
发送数据
发送数据涉及`chansend`接口的调用,实现中包含对条件的判断,如向nil通道发送数据时的阻塞处理,以及对缓冲区满情况下的阻塞或加入等待队列。
接收数据
接收数据调用`chanrecv`接口,其流程包括参数校验、加锁操作,以及处理不同情况下的数据读取,如向空通道阻塞接收或非阻塞接收。
关闭channel
关闭channel的调用触发了唤醒等待在recvq和sendq中的协程,并处理了通道状态,确保了通道关闭后的正确行为。
总结
使用channel时应关注以下几点:
- 避免在channel被关闭后继续读取,以防误读零值,影响业务逻辑;
- 注意channel状态的检查,确保在关闭前正确处理,避免因操作未关闭的通道而引发异常。
如何深入理解golang的http1.1/http2?
深入理解Golang HTTP的实现原理,从简单版demo出发,我们只需实现`func(ResponseWriter, *Request)函数`,并在内部完成业务逻辑。进入`http.HandleFunc`函数内部,这里接受一个字符串`pattern`和一个函数指针`handler`。通过`DefaultServeMux.HandleFunc`函数,底层类型被强制转换为新类型,使得底层具有自定义方法的能力。举例来说,假设我们有一个字符串,希望它具有自我翻转的功能。
在`mux.Handle`函数内部,`pattern=/a/`会被保存到`mux.es`中,但`/a`不会被保存,因此`mux.es`中只保留`/a/`。`http.Handle`函数实际上在调用`DefaultServeMux.Handle`函数来注册`pattern`和`handler`到map中,逻辑与`http.HandleFunc`相似。最终,`http.ListenAndServe`函数启动服务,通过`srv.Serve(ln)`和`c.serve(connCtx)`来处理请求。
了解了服务启动的底层逻辑,我们来看一下`http报文格式`。进入`serverHandler`结构体,发现所有逻辑都围绕着`*ServeMux`类型的默认实例`DefaultServeMux`进行。`http.HandleFunc`逻辑最终也围绕着`*ServeMux`存储键值对。
在`h, _ := mux.Handler(r)`和`mux.handler(host, r.URL.Path)`中,`mux.handler`内部实现了路由匹配。采用`最长前缀匹配`策略,例如,访问`/a/b`时,`/a/`作为最匹配的前缀被使用(尽管`/a/b`未明确注册,但由于`/a/`的最后一个字符为`/`,其被记录)。
总结整个HTTP框架,抛开各种封装逻辑,所有逻辑都围绕默认的`DefaultServeMux *ServeMux`进行。通过深入学习,我们掌握了HTTP框架的核心原理。
对于进阶版demo,需注意到以下问题:
首先,复用默认的`DefaultServeMux *ServeMux`对象可能导致端口间路由冲突。例如,增加端口服务时,若未区分路由注册,可能导致已有路由被复用,影响服务隔离性。
其次,处理函数中包含panic可能导致服务崩溃,应引入异常恢复中间件,以提供故障恢复机制。
对于记录请求耗时的需求,通过添加耗时中间件,可确保每个函数执行时间的可追溯性,有利于优化和监控。
最后,高阶版实现如Gin框架,要求开发者自定义路由匹配和存储,对算法和工程能力有更高要求。通过设置`http.Handler`接口的实现,可完全自定义路由处理逻辑,实现更为灵活和高效的服务架构。
Golang依赖注入框架wire使用详解
wire是google开源的依赖注入框架。它利用代码生成技术在编译时完成依赖注入,相较于使用反射的框架,如Uber的 dig和Facebook的 inject,wire提供了更好的性能和易于理解的代码。使用wire,你只需定义injector函数,wire会自动根据函数签名生成注入逻辑。
在wire中,provider和injector是核心概念。provider是普通的Go函数,用于生成值,这些函数描述了对象的依赖情况。injector是wire生成的函数,用于按依赖顺序调用provider,最终返回所需对象。
要使用wire,首先定义provider函数,告诉wire对象如何产生。然后,编写injector函数的签名,wire据此自动生成注入逻辑。在main.go文件中,通过调用生成的injector函数即可获取所需的对象。
使用wire时,会通过一个函数告知它如何生成injector。wire根据这个函数生成注入器的步骤:首先定义函数签名,然后调用wire.Build方法,指定用于生成依赖的provider。
wire的最佳实践包括安装和快速启动。通过简单的例子,可以直观了解wire的使用。在quickstart示例中,定义了NewMessage、NewGreeter、NewEvent等provider,wire_gen.go文件生成了injector函数,按依赖顺序调用provider生成对象。
高级特性之一是接口绑定。根据依赖倒置原则,对象依赖接口而不是具体实现。在wire中,可以将具体实现与接口绑定,例如,UserService依赖UserRepository接口,通过wire.NewSet和wire.Bind将具体实现与接口关联。
组合Provider是另一种高级特性。当一些provider通常一起使用时,可以将它们组织为一个set,便于在injector函数中使用。例如,将Event及其依赖通过wire.NewSet组合起来。
结构体provider允许将结构体字段作为provider。通过wire.Struct指定要注入的字段,如果需要全部字段,可以简写。生成的injector函数会接收结构体实例,并注入指定字段。
区分类型是wire处理的一个关键点。为避免冲突,使用不同类型的参数或定义别名来区别相似类型。例如,使用基础类型和通用接口类型时,应避免冲突,通过新建别名来解决。
Options结构体用于管理包含多个依赖的复杂provider。通过将依赖放在一个结构体中,可以减少构造函数的参数数量,提高代码可读性。
在provider中返回error或cleanup函数,用于处理依赖对象的异常情况或资源清理。wire允许provider在返回值中包含错误信息或cleanup操作,以便在构造依赖时进行错误处理或资源释放。
准备了大量面试真题合集,可无套路领取。了解wire的使用,包括其核心概念、最佳实践和高级特性,是Golang开发人员的必备技能。通过实践和学习,你可以更高效地管理对象依赖,提高代码质量和可维护性。