runtime

Runtime ของภาษา Go เป็นโครงสร้างพื้นฐานหลักสำหรับการดำเนินการโปรแกรม Go รับผิดชอบการจัดการการจัดสรร内存การเก็บขยะการจัดตารางเวลา协程การตรวจสอบระบบและฟังก์ชันหลักอื่นๆ ของโปรแกรม ไม่เหมือนกับภาษาอื่น runtime ของ Go ผสานรวมอย่างใกล้ชิดกับโค้ดผู้ใช้ ซึ่งทำให้ Go สามารถรองรับการเขียนโปรแกรมพร้อมกันที่มีประสิทธิภาพและการจัดการ内存อัตโนมัติ

ส่วนประกอบหลัก

Runtime ของ Go ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายส่วนดังนี้:

ตัวจัดตารางเวลา GMP

ตัวจัดตารางเวลา GMP เป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของ Go runtime รับผิดชอบการจัดตาราง goroutine จำนวนมากไปยังเธรดระบบที่จำกัดอย่างสมเหตุสมผล GMP แทน:

• G (Goroutine):协程 เธรดเบาใน Go
• M (Machine): เธรดระบบ เธรดการดำเนินการในระดับระบบปฏิบัติการ
• P (Processor): โปรเซสเซอร์ ประกอบด้วยทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับการรันโค้ด Go

การออกแบบตัวจัดตารางเวลา GMP ทำให้ Go สามารถรองรับ协程พร้อมกันนับพันอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นรากฐานของคุณสมบัติความพร้อมใช้งานสูงของภาษา Go

ตัวจัดสรร内存

ตัวจัดสรร内存ของ Go รับผิดชอบการจัดการการจัดสรร heap内存 การออกแบบได้รับอิทธิพลอย่างลึกซึ้งจาก TCMalloc ของ Google ลักษณะสำคัญ:

• การออกแบบแคชหลายระดับ ลดการแข่งขันล็อก
• ใช้กลยุทธ์การจัดสรรที่แตกต่างกันตามขนาดอ็อบเจ็กต์
• ตัดสินใจโดยอัตโนมัติว่าอ็อบเจ็กต์จัดสรรบน stack หรือ heap

ตัวจัดสรร内存ทำงานร่วมกับตัวเก็บขยะอย่างใกล้ชิด ร่วมกัน實現การจัดการ内存ที่มีประสิทธิภาพ

ตัวเก็บขยะ

Go ใช้อัลกอริทึม Concurrent Mark-Sweep สำหรับเก็บขยะ ลักษณะสำคัญ:

• อัลกอริทึมการ标记สามสี
• เทคโนโลยี write barrier สำหรับเก็บขยะพร้อมกัน
• ความหน่วงต่ำ ส่วนใหญ่เวลา STW ต่ำกว่า 100 ไมโครวินาที

ตัวเก็บขยะของ Go ผ่านการปรับปรุงประสิทธิภาพมาหลายปี สามารถตอบสนองความต้องการประสิทธิภาพของสถานการณ์ธุรกิจส่วนใหญ่ได้

ตัวตรวจสอบระบบ

ตัวตรวจสอบระบบ (sysmon) เป็นเธรดตรวจสอบอิสระ รับผิดชอบ:

• การยึด协程ที่ทำงานเป็นเวลานาน
• ตรวจสอบว่าจำเป็นต้องทริกเกอร์การเก็บขยะหรือไม่
• ตรวจสอบสถานะระบบและทำการปรับ相应

มันทำงานอย่างต่อเนื่องในพื้นหลัง รับประกันการทำงานที่เสถียรของโปรแกรม Go

ข้อเสนอแนะการเรียนรู้

แนะนำให้เรียนรู้ความรู้เกี่ยวกับ runtime ตามลำดับต่อไปนี้:

1. เรียนรู้ ตัวจัดตารางเวลา GMP ก่อน เข้าใจกลไกการจัดตารางเวลา协程
2. จากนั้นเรียนรู้ ตัวจัดสรร内存 เข้าใจว่า内存จัดสรรอย่างไร
3. แล้วเรียนรู้ ตัวเก็บขยะ เข้าใจว่า内存回收อย่างไร
4. สุดท้ายเรียนรู้ ตัวตรวจสอบระบบ เข้าใจกลไกการตรวจสอบพื้นหลังของ runtime