Go 语言 channel 的阻塞问题

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。

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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 memory; instead, 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：

组件分享之后端组件——一款基于Golang的认证全套模块Casdoor

近期正在探索前端、后端、系统端各类常用组件与工具，对其一些常见的组件进行再次整理一下，形成标准化组件专题，后续该专题将包含各类语言中的一些常用组件。欢迎大家进行持续关注。

如果你正在进行编写一个项目，但是缺少一个认证模块，这时就可以使用本节中分享的组件 casdoor 了，它支持OAuth 2.0、OIDC 和 SAML 的 UI 优先集中式身份验证/单点登录 (SSO) 平台，与 Casbin RBAC 和 ABAC 权限管理集成。能让我们的系统快速集成一套完整的认证体系，同时它支持第三方应用程序登录，包括国内国外常见的平台，具体可查看 官方 描述，这里就不具体说明了。

以下是官方说明的一些特点：

这个认证模块是基于Golang语言，OAuth2协议基础上提供相关功能的，不熟悉OAuth2协议的先去了解一下，防止使用过程中难于理解。

Kubernetes Operator 快速入门教程（Operator 101）

在 Kubernetes 的监控方案中我们经常会使用到一个Promethues Operator的项目，该项目可以让我们更加方便的去使用 Prometheus，而不需要直接去使用最原始的一些资源对象，比如 Pod、Deployment，随着 Prometheus Operator 项目的成功，CoreOS 公司开源了一个比较厉害的工具：Operator Framework，该工具可以让开发人员更加容易的开发 Operator 应用。

在本篇文章中我们会为大家介绍一个简单示例来演示如何使用 Operator Framework 框架来开发一个 Operator 应用。

Kubernetes Operator

Operator 是由 CoreOS 开发的，用来扩展 Kubernetes API，特定的应用程序控制器，它用来创建、配置和管理复杂的有状态应用，如数据库、缓存和监控系统。Operator 基于 Kubernetes 的资源和控制器概念之上构建，但同时又包含了应用程序特定的领域知识。创建Operator 的关键是CRD（自定义资源）的设计。

Kubernetes 1.7 版本以来就引入了自定义控制器的概念，该功能可以让开发人员扩展添加新功能，更新现有的功能，并且可以自动执行一些管理任务，这些自定义的控制器就像 Kubernetes 原生的组件一样，Operator 直接使用 Kubernetes API进行开发，也就是说他们可以根据这些控制器内部编写的自定义规则来监控集群、更改 Pods/Services、对正在运行的应用进行扩缩容。

Operator Framework

Operator Framework 同样也是 CoreOS 开源的一个用于快速开发 Operator 的工具包，该框架包含两个主要的部分：

Workflow

Operator SDK 提供以下工作流来开发一个新的 Operator：

Demo

我们平时在部署一个简单的 Webserver 到 Kubernetes 集群中的时候，都需要先编写一个 Deployment 的控制器，然后创建一个 Service 对象，通过 Pod 的 label 标签进行关联，最后通过 Ingress 或者 type=NodePort 类型的 Service 来暴露服务，每次都需要这样操作，是不是略显麻烦，我们就可以创建一个自定义的资源对象，通过我们的 CRD 来描述我们要部署的应用信息，比如镜像、服务端口、环境变量等等，然后创建我们的自定义类型的资源对象的时候，通过控制器去创建对应的 Deployment 和 Service，是不是就方便很多了，相当于我们用一个资源清单去描述了 Deployment 和 Service 要做的两件事情。

这里我们将创建一个名为 AppService 的 CRD 资源对象，然后定义如下的资源清单进行应用部署：

通过这里的自定义的 AppService 资源对象去创建副本数为2的 Pod，然后通过 nodePort=30002 的端口去暴露服务，接下来我们就来一步一步的实现我们这里的这个简单的 Operator 应用。

开发环境

环境需求

要开发 Operator 自然 Kubernetes 集群是少不了的，还需要 Golang 的环境，这里的安装就不多说了，然后还需要一个 Go 语言的依赖管理工具包：dep，由于 Operator SDK 是使用的 dep 该工具包，所以需要我们提前安装好，可以查看资料：，另外一个需要说明的是，由于 dep 去安装的时候需要去谷歌的网站拉取很多代码，所以正常情况下的话是会失败的，需要做什么工作大家应该清楚吧？要科学。

安装 operator-sdk

operator sdk 安装方法非常多，我们可以直接在 github 上面下载需要使用的版本，然后放置到 PATH 环境下面即可，当然也可以将源码 clone 到本地手动编译安装即可，如果你是 Mac，当然还可以使用常用的 brew 工具进行安装：

我们这里使用的 sdk 版本是v0.7.0，其他安装方法可以参考文档：

演示

创建新项目

环境准备好了，接下来就可以使用 operator-sdk 直接创建一个新的项目了，命令格式为： operator-sdk new

按照上面我们预先定义的 CRD 资源清单，我们这里可以这样创建：

到这里一个全新的 Operator 项目就新建完成了。

项目结构

使用operator-sdk new命令创建新的 Operator 项目后，项目目录就包含了很多生成的文件夹和文件。

我们主要需要编写的是 pkg 目录下面的 api 定义以及对应的 controller 实现。

添加 API

接下来为我们的自定义资源添加一个新的 API，按照上面我们预定义的资源清单文件，在 Operator 相关根目录下面执行如下命令：

添加完成后，我们可以看到类似于下面的这样项目结构：

添加控制器

上面我们添加自定义的 API，接下来可以添加对应的自定义 API 的具体实现 Controller，同样在项目根目录下面执行如下命令：

这样整个 Operator 项目的脚手架就已经搭建完成了，接下来就是具体的实现了。

自定义 API

打开源文件pkg/apis/app/v1/appservice_types.go，需要我们根据我们的需求去自定义结构体 AppServiceSpec，我们最上面预定义的资源清单中就有 size、image、ports 这些属性，所有我们需要用到的属性都需要在这个结构体中进行定义：

代码中会涉及到一些包名的导入，由于包名较多，所以我们会使用一些别名进行区分，主要的包含下面几个：

这里的 resources、envs、ports 的定义都是直接引用的"k8s.io/api/core/v1"中定义的结构体，而且需要注意的是我们这里使用的是ServicePort，而不是像传统的 Pod 中定义的 ContanerPort，这是因为我们的资源清单中不仅要描述容器的 Port，还要描述 Service 的 Port。

然后一个比较重要的结构体AppServiceStatus用来描述资源的状态，当然我们可以根据需要去自定义状态的描述，我这里就偷懒直接使用 Deployment 的状态了：

定义完成后，在项目根目录下面执行如下命令：

改命令是用来根据我们自定义的 API 描述来自动生成一些代码，目录pkg/apis/app/v1/下面以zz_generated开头的文件就是自动生成的代码，里面的内容并不需要我们去手动编写。

实现业务逻辑

NewDeploy 方法实现如下：

newService 对应的方法实现如下：

这样我们就实现了 AppService 这种资源对象的业务逻辑。

调试

如果我们本地有一个可以访问的 Kubernetes 集群，我们也可以直接进行调试，在本地用户~/.kube/config文件中配置集群访问信息，下面的信息表明可以访问 Kubernetes 集群：

首先，在集群中安装 CRD 对象：

上面的命令会在本地运行 Operator 应用，通过~/.kube/config去关联集群信息，现在我们去添加一个 AppService 类型的资源然后观察本地 Operator 的变化情况，资源清单文件就是我们上面预定义的（deploy/crds/app_v1_appservice_cr.yaml）

直接创建这个资源对象：

我们可以看到我们的应用创建成功了，这个时候查看 Operator 的调试窗口会有如下的信息出现：

然后我们可以去查看集群中是否有符合我们预期的资源出现：

看到了吧，我们定义了两个副本（size=2），这里就出现了两个 Pod，还有一个 NodePort=30002 的 Service 对象，我们可以通过该端口去访问下应用：

如果应用在安装过程中出现了任何问题，我们都可以通过本地的 Operator 调试窗口找到有用的信息，然后调试修改即可。

清理：

部署

自定义的资源对象现在测试通过了，但是如果我们将本地的operator-sdk up local命令终止掉，我们可以猜想到就没办法处理 AppService 资源对象的一些操作了，所以我们需要将我们的业务逻辑实现部署到集群中去。

执行下面的命令构建 Operator 应用打包成 Docker 镜像：

镜像构建成功后，推送到 docker hub：

镜像推送成功后，使用上面的镜像地址更新 Operator 的资源清单：

现在 Operator 的资源清单文件准备好了，然后创建对应的 RBAC 的对象：

到这里我们的 CRD 和 Operator 实现都已经安装成功了。

现在我们再来部署我们的 AppService 资源清单文件，现在的业务逻辑就会在上面的opdemo-64db96d575-9vtq6的 Pod 中去处理了。

然后同样的可以通过 30002 这个 NodePort 端口去访问应用，到这里应用就部署成功了。

清理

有资源清单文件，直接删除即可：

开发

Operator SDK 为我们创建了一个快速启动的代码和相关配置，如果我们要开始处理相关的逻辑，我们可以在项目中搜索TODO(user)这个注释来实现我们自己的逻辑，比如在我的 VSCode 环境中，看上去是这样的：

本篇文章示例代码地址：

参考资料

国内重要的 Go 语言项目：TiDB 3.0 GA，稳定性和性能大幅提升

TiDB 是 PingCAP 自主研发的开源分布式关系型数据库，具备商业级数据库的数据可靠性，可用性，安全性等特性，支持在线弹性水平扩展，兼容 MySQL 协议及生态，创新性实现 OLTP 及 OLAP 融合。

TiDB 3.0 版本显著提升了大规模集群的稳定性，集群支持 150+ 存储节点，300+TB 存储容量长期稳定运行。易用性方面引入大量降低用户运维成本的优化，包括引入 Information_Schema 中的多个实用系统视图、EXPLAIN ANALYZE、SQL Trace 等。在性能方面，特别是 OLTP 性能方面，3.0 比 2.1 也有大幅提升，其中 TPC-C 性能提升约 4.5 倍，Sysbench 性能提升约 1.5 倍，OLAP 方面，TPC-H 50G Q15 因实现 View 可以执行，至此 TPC-H 22 个 Query 均可正常运行。新功能方面增加了窗口函数、视图（实验特性）、分区表、插件系统、悲观锁（实验特性）。

截止本文发稿时 TiDB 已在 500+ 用户的生产环境中长期稳定运行，涵盖金融、保险、制造，互联网， 游戏 等领域，涉及交易、数据中台、 历史 库等多个业务场景。不同业务场景对关系型数据库的诉求可用 “百花齐放”来形容，但对关系数据库最根本的诉求未发生任何变化，如数据可靠性，系统稳定性，可扩展性，安全性，易用性等。请跟随我们的脚步梳理 TiDB 3.0 有什么样的惊喜。

3.0 与 2.1 版本相比，显著提升了大规模集群的稳定性，支持单集群 150+ 存储节点，300+TB 存储容量长期稳定运行，主要的优化点如下：

1. 优化 Raft 副本之间的心跳机制，按照 Region 的活跃程度调整心跳频率，减小冷数据对集群的负担。

2. 热点调度策略支持更多参数配置，采用更高优先级，并提升热点调度的准确性。

3. 优化 PD 调度流程，提供调度限流机制，提升系统稳定性。

4. 新增分布式 GC 功能，提升 GC 的性能，降低大集群 GC 时间，提升系统稳定性。

众所周知，数据库查询计划的稳定性对业务至关重要，TiDB 3.0 版本采用多种优化手段提升查询计划的稳定性，如下：

1. 新增 Fast Analyze 功能，提升收集统计信息的速度，降低集群资源的消耗及对业务的影响。

2. 新增 Incremental Analyze 功能，提升收集单调递增的索引统计信息的速度，降低集群资源的消耗及对业务的影响。

3. 在 CM-Sketch 中新增 TopN 的统计信息，缓解 CM-Sketch 哈希冲突导致估算偏大，提升代价估算的准确性，提升查询计划的稳定性。

4. 引入 Skyline Pruning 框架，利用规则防止查询计划过度依赖统计信息，缓解因统计信息滞后导致选择的查询计划不是最优的情况，提升查询计划的稳定性。

5. 新增 SQL Plan Management 功能，支持在查询计划不准确时手动绑定查询计划，提升查询计划的稳定性。

1. OLTP

3.0 与 2.1 版本相比 Sysbench 的 Point Select，Update Index，Update Non-Index 均提升约 1.5 倍，TPC-C 性能提升约 4.5 倍。主要的优化点如下：

1. TiDB 持续优化 SQL 执行器，包括：优化 NOT EXISTS 子查询转化为 Anti Semi Join，优化多表 Join 时 Join 顺序选择等。

2. 优化 Index Join 逻辑，扩大 Index Join 算子的适用场景并提升代价估算的准确性。

3. TiKV 批量接收和发送消息功能，提升写入密集的场景的 TPS 约 7%，读密集的场景提升约 30%。

4. TiKV 优化内存管理，减少 Iterator Key Bound Option 的内存分配和拷贝，多个 Column Families 共享 block cache 提升 cache 命中率等手段大幅提升性能。

5. 引入 Titan 存储引擎插件，提升 Value 值超过 1KB 时性能，缓解 RocksDB 写放大问题，减少磁盘 IO 的占用。

6. TiKV 新增多线程 Raftstore 和 Apply 功能，提升单节点内可扩展性，进而提升单节点内并发处理能力和资源利用率，降低延时，大幅提升集群写入能力。

TiDB Lightning 性能与 2019 年年初相比提升 3 倍，从 100GB/h 提升到 300GB/h，即 28MB/s 提升到 85MB/s，优化点，如下：

1. 提升 SQL 转化成 KV Pairs 的性能，减少不必要的开销。

2. 提升单表导入性能，单表支持批量导入。

3. 提升 TiKV-Importer 导入数据性能，支持将数据和索引分别导入。

4. TiKV-Importer 支持上传 SST 文件限速功能。

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的权限访问控制） 是商业系统中最常见的权限管理技术之一，通过 RBAC 思想可以构建最简单“用户-角色-权限”的访问权限控制模型。RBAC 中用户与角色关联，权限与角色关联，角色与权限之间一般是多对多的关系，用户通过成为什么样的角色获取该角色所拥有的权限，达到简化权限管理的目的，通过此版本的迭代 RBAC 功能开发完成。

IP 白名单功能（企业版特性） ：TiDB 提供基于 IP 白名单实现网络安全访问控制，用户可根据实际情况配置相关的访问策略。

Audit log 功能（企业版特性） ：Audit log 记录用户对数据库所执行的操作，通过记录 Audit log 用户可以对数据库进行故障分析，行为分析，安全审计等，帮助用户获取数据执行情况。

加密存储（企业版特性） ：TiDB 利用 RocksDB 自身加密功能，实现加密存储的功能，保证所有写入到磁盘的数据都经过加密，降低数据泄露的风险。

完善权限语句的权限检查 ，新增 ANALYZE，USE，SET GLOBAL，SHOW PROCESSLIST 语句权限检查。

1. 新增 SQL 方式查询慢查询，丰富 TiDB 慢查询日志内容，如：Coprocessor 任务数，平均/最长/90% 执行/等待时间，执行/等待时间最长的 TiKV 地址，简化慢查询定位工作，提高排查慢查询问题效率，提升产品易用性。

2. 新增系统配置项合法性检查，优化系统监控项等，提升产品易用性。

3. 新增对 TableReader、IndexReader 和 IndexLookupReader 算子内存使用情况统计信息，提高 Query 内存使用统计的准确性，提升处理内存消耗较大语句的效率。

4. 制定日志规范，重构日志系统，统一日志格式，方便用户理解日志内容，有助于通过工具对日志进行定量分析。

5. 新增 EXPLAIN ANALYZE 功能，提升SQL 调优的易用性。

6. 新增 SQL 语句 Trace 功能，方便排查问题。

7. 新增通过 unix_socket 方式连接数据库。

8. 新增快速恢复被删除表功能，当误删除数据时可通过此功能快速恢复数据。

TiDB 3.0 新增 TiFlash 组件，解决复杂分析及 HTAP 场景。TiFlash 是列式存储系统，与行存储系统实时同步，具备低延时，高性能，事务一致性读等特性。 通过 Raft 协议从 TiKV 中实时同步行存数据并转化成列存储格式持久化到一组独立的节点，解决行列混合存储以及资源隔离性问题。TiFlash 可用作行存储系统（TiKV）实时镜像，实时镜像可独立于行存储系统，将行存储及列存储从物理隔离开，提供完善的资源隔离方案，HTAP 场景最优推荐方案；亦可用作行存储表的索引，配合行存储对外提供智能的 OLAP 服务，提升约 10 倍复杂的混合查询的性能。

TiFlash 目前处于 Beta 阶段，计划 2019 年 12 月 31 日之前 GA，欢迎大家申请试用。

未来我们会继续投入到系统稳定性，易用性，性能，弹性扩展方面，向用户提供极致的弹性伸缩能力，极致的性能体验，极致的用户体验。

稳定性方面 V4.0 版本将继续完善 V3.0 未 GA 的重大特性，例如：悲观事务模型，View，Table Partition，Titan 行存储引擎，TiFlash 列存储引擎；引入近似物理备份恢复解决分布数据库备份恢复难题；优化 PD 调度功能等。

性能方面 V4.0 版本将继续优化事务处理流程，减少事务资源消耗，提升性能，例如：1PC，省去获取 commit ts 操作等。

弹性扩展方面，PD 将提供弹性扩展所需的元信息供外部系统调用，外部系统可根据元信息及负载情况动态伸缩集群规模，达成节省成本的目标。

我们相信战胜“未知”最好的武器就是社区的力量，基础软件需要坚定地走开源路线。截止发稿我们已经完成 41 篇源码阅读文章。TiDB 开源社区总计 265 位 Contributor，6 位 Committer，在这里我们对社区贡献者表示由衷的感谢，希望更多志同道合的人能加入进来，也希望大家在 TiDB 这个开源社区能够有所收获。

TiDB 3.0 GA Release Notes：

Go中字符串的遍历

首先说一下go中的字符串类型：

字符串就是一串固定长度的字符连接起来的字符序列。Go的字符串是由单个字节连接起来的。Go语言的字符串的字节使用UTF-8编码标识Unicode文本。

下面介绍字符串的三种遍历方式，根据实际情况选择即可。

该遍历方式==缺点==：遍历是按照字节遍历，因此如果有中文等非英文字符，就会出现乱码,比如要遍历"abc北京"这个字符串，效果如下:

可见这不是我们想要的效果，根据utf-8中文编码规则，我们要str[3]str[4]str[5]三个字节合起来组成“北”字及 str[6]str[7]str[8]合起来组成“京”字。由此引出下面第二种遍历方法。

该方式是按照字符遍历的，所以不会出现乱码，如下：

运行结果：

从图中可以看到第二个汉子“京”的开始下标是6，直接跳过了4和5，可见确实依照utf8编码方式将三个字节组合成了一个汉字，str[3]-str[5]组合成“北”字，str[6]-str[8]组合成了“京”字。

由于下标的不确定性，所以引出了下面的遍历方式。

1 可以先将字符串转成 []rune 切片

2 再用常规方法进行遍历

运行效果：

由此可见下标是按1递增的，没有产生跳跃现象。

为什么要使用 Go 语言？Go 语言的优势在哪里

1、学习曲线

它包含了类C语法、GC内置和工程工具。这一点非常重要，因为Go语言容易学习，所以一个普通的大学生花一个星期就能写出来可以上手的、高性能的应用。在国内大家都追求快，这也是为什么国内Go流行的原因之一。

2、效率

Go拥有接近C的运行效率和接近PHP的开发效率，这就很有利的支撑了上面大家追求快速的需求。

3、出身名门、血统纯正

之所以说Go语言出身名门，是因为我们知道Go语言出自Google公司，这个公司在业界的知名度和实力自然不用多说。Google公司聚集了一批牛人，在各种编程语言称雄争霸的局面下推出新的编程语言，自然有它的战略考虑。而且从Go语言的发展态势来看，Google对它这个新的宠儿还是很看重的，Go自然有一个良好的发展前途。我们看看Go语言的主要创造者，血统纯正这点就可见端倪了。

4、组合的思想、无侵入式的接口

Go语言可以说是开发效率和运行效率二者的完美融合，天生的并发编程支持。Go语言支持当前所有的编程范式，包括过程式编程、面向对象编程以及函数式编程。

5、强大的标准库

这包括互联网应用、系统编程和网络编程。Go里面的标准库基本上已经是非常稳定，特别是我这里提到的三个，网络层、系统层的库非常实用。

6、部署方便

我相信这一点是很多人选择Go的最大理由，因为部署太方便，所以现在也有很多人用Go开发运维程序。

7、简单的并发

它包含降低心智的并发和简易的数据同步，我觉得这是Go最大的特色。之所以写正确的并发、容错和可扩展的程序如此之难，是因为我们用了错误的工具和错误的抽象，Go可以说这一块做的相当简单。

8、稳定性

Go拥有强大的编译检查、严格的编码规范和完整的软件生命周期工具，具有很强的稳定性，稳定压倒一切。那么为什么Go相比于其他程序会更稳定呢?这是因为Go提供了软件生命周期的各个环节的工具，如go

tool、gofmt、go test。

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