Go必备知识

本文会从以下几个方面阐述

数据结构算法
网络系统内核
数据库架构
Golang本身
Linux常用工具 

计算机的主要组成就是算法和数据结构，所以开篇的重点就是数据结构和算法

一、数据结构

数据结构方面主要分为三方面：表、树、图

表

常见的表有：数组、单链表、双链表、循环链表、散列表

1. 树

主要要解决的一个问题是：树的插入和查找的问题。

树主要有：B树、B-树、B+树，字典树，平衡二叉树、红黑树、哈夫曼树、堆 等

实战例子：

B+树一般用于文件索引，如：Mysql的索引实现字典树，用于字符串多模式匹配红黑树，用于搜索引擎

1. 图

图的组成主要有：有向图、无向图、带权图

一般场景，如：用于网络流量的动态规划、地理位置的路线分配等 二、算法

排序算法

要记住常用的排序，以及时间和空间复杂度。

算法有：希尔、直插，冒泡、快排，简单排序、堆排，归并，基数

常考的为：快排，堆排

1. 查找

   二分查找：常用于小数据量集的内存查找，如：IP地址对应的省份二叉排序树查找，和数据结构的树对应B树：常用于索引中HashBloomFilter：常用于大数据量集中，判断对象是否存在

2. 常用算法思路

   分治 动态规划 贪心 回溯 分支界定

3. 算法复杂度

时间和空间：主要是通过分析算法本身，了解到算法在空间和时间上的开销。

1. 字符串匹配

   BF算法BM算法Sunday算法KMP算法Tire算法

三、网络

计算机网络，是不同计算机之间沟通的一个介质，这些内容是最基础的，也是必须了解的部分。

通讯协议

TCP/ IP，要了解三次握手、四次挥手的过程，以及通过系统的一些命令去观察这部分的链接问题HTTP/HTTPS，还要包含 HTTP1.1 和 HTTP2.0，以及HTTPS在加密方面的过程RPC/SocketWebSocketRTPRESPAMQP

1. DNS

以一个问题来阐述：一次浏览器请求外部链接，中间发生的过程有哪些？ 四、系统内核

系统内核涉及的知识点非常多，这里仅列出了几个比较常见的问题。

Linux锁的方式

自旋锁信号量：内核信号量和IPC信号量

1. 内核模式和用户模式

2. 如何申请内存

   vmalloc 大内存申请，线性地址连续，物理地址可能不连续kmalloc 小内存申请，线性地址和物理地址都连续

3. 用户进程的通讯方式

   管道（Pipe）：某个进程与他共有祖先的进程可进行通讯命名管道（Named Pipe）：主要是对管道本身进行了命名，具有管道的所有功能。mkfifo来启动，可用不同进程间的通讯。Erlang语言的内部多采用与此。信号（Single）消息队列（Message Queue）共享内存（Shared Memory）信号量（Semaphore）套接字（Socket）

五、数据库

数据库一般情况下分为，内存数据库和关系型数据库。以下用Redis和Mysql来作代表

Redis

持久化的方式
    AOF：
        按照一定时间间隔，将缓存的操作命令记录到文件中有一定的时间差，数据可能丢失比较多RDB
        save：阻塞当前进程，将内存备份到文件中bgsave：folk一个子进程，与主线程共享内存，把内存写入到文件中，再覆盖原有的文件数据类型
    字符串：有一定的内存大小限制Hash列表（List）集合（Set）有序集合（Zset）过期策略
    定期删除：每隔一段时间检查抽样惰性删除：在访问Key的时候检查，过期则删除集群管理
    主从设置与数据备份数据的分割和有效管理：一般会用到一致性Hash

1. Mysql

这里没有分引擎来说

索引
    B+树搜索树数据量大的优化方向
    SQL语句本身索引优化自带分库分表拆分集群的服务优化事务
    特性
        一致性原子性隔离性持久性隔离级别
        未提交读提交读可重复读串行读

六、架构

架构方面主要讲微服务的内容

异步微服务

如通过消息中间件，用于服务之间的沟通，达到服务本身没有耦合的状态

1. 同步微服务

如通过注册发现机制，找到需要请求的服务对象，并从微服务A向B直接发起请求

1. 微服务主要要解决的几个问题

   分布式事务 XA-协议（2PC）TCC，多用于电商和金融一致性协调，多用于消息队列的方式阿里云GTS分布式链路管理：路由管理分布式链路问题追踪

七、Golang本身

CAP理论（分布式系统理论）

一致性（Consistency）可用性（Availability）分区容错性（Partition tolerance）

1. 内存回收

Golang在早期的版本是使用引用计数法，在1.4-1.7分别对引用计数改进，以及引入标记清除，再对标记清除做改进，到三色标记；在1.8以后引入分代回收。

引用计数法：标记计数的次数频繁，导致性能下降。同时无法解决循环引用的问题。标记清除法：标记未引用的内存，在一定时间周期做消除。并发多的情况下，也会影响性能。三色标记法分代回收法：相当于多个堆，按照不同等级划分

1. GMP原理

   Goroutine：Go携程管理里面最小的单位。启动Goroutine时，会自动放入一个Processor队列中，包含Main函数Processor：协调Machine来执行自己队列中的GoroutineMachine：可以理解为线程，所有Goroutine都在上面执行

2. 锁的方式

   自旋锁：如sync包中的锁互斥锁CLHLocker：基于隐式链表，没有序节点属性MCSLocker：基于显示链表，有序节点属性CAS算法：当且仅当 V 的值等于 A时，CAS通过原子方式用新值B来更新V的值，否则不会执行任何操作（比较和替换是一个原子操作）。一般情况下是一个自旋操作，即不断的重试

3. 字符串的原理

   固定长度的Slice对象bytes.Buffer的操作原理Slice对象的内存分配问题

八、常用工具及操作命令

命令行

只说重点，像rm, cp, mv不是重点

toplsofnetstatiostatfreepsdf / duawk

1. 工程管理工具

   githubgitlabsvn其他

2. IDE，IDE在各种语言开发都有不同，每个工程师也有不同。我采用的主要是Sublime Text或Visual Studio Code，这两个主要是以文本编辑为主，所以基本没有运行环境。但好处在于让开发的每个细节都会印象深刻。

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