Go语言底层原理剖析电子书

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内容简介

前言

第1章 深入Go语言编译器

1.1 为什么要了解Go语言编译器

1.2 Go语言编译器的阶段

1.3 词法解析

1.4 语法解析

1.5 抽象语法树构建

1.6 类型检查

1.7 变量捕获

1.8 函数内联

1.9 逃逸分析

1.10 闭包重写

1.11 遍历函数

1.12 SSA生成

1.13 机器码生成——汇编器

1.14 机器码生成——链接

1.15 ELF文件解析

1.16 总结

第2章 浮点数设计原理与使用方法

2.1 浮点数陷阱

2.2 定点数与浮点数

2.3 IEEE-754浮点数标准

2.3.1 小数部分计算

2.3.2 显示浮点数格式

2.4 最佳实践：判断浮点数为整数

2.5 常规数与非常规数

2.6 NaN与Inf

2.7 浮点数精度

2.8 浮点数与格式化打印

2.9 浮点数计算与精度损失

2.10 多精度浮点数与math/big库

2.11 总结

第3章 类型推断全解析

3.1 类型推断的优势

3.2 Go语言中类型推断的特性

3.3 类型推断原理

3.3.1 词法解析与语法分析阶段

3.3.2 抽象语法树生成与类型检查

3.4 总结

第4章 常量与隐式类型转换

4.1 常量声明与生存周期

4.2 常量类型转换

4.2.1 隐式整数转换

4.2.2 隐式浮点数转换

4.2.3 常量运算中的隐式转换

4.2.4 常量与变量之间的转换

4.2.5 自定义类型的转换

4.3 常量与隐式类型转换原理

4.4 总结

第5章 字符串本质与实现

5.1 字符串的本质

5.2 符文类型

5.3 字符串工具函数

5.4 字符串底层原理

5.4.1 字符串解析

5.4.2 字符串拼接

5.4.3 运行时字符拼接

5.4.4 字符串与字节数组的转换

5.5 总结

第6章 数组

6.1 数组的声明方式

6.2 数组值复制

6.3 数组底层原理

6.3.1 编译时数组解析

6.3.2 数组字面量初始化原理

6.3.3 数组字面量编译时内存优化

6.3.4 数组索引与访问越界原理

6.4 总结

第7章 切片使用方法与底层原理

7.1 切片使用方法

7.1.1 切片的结构

7.1.2 切片的初始化

7.1.3 切片的截取

7.1.4 切片值复制与数据引用

7.1.5 切片收缩与扩容

7.2 切片底层原理

7.2.1 字面量初始化

7.2.2 make初始化

7.2.3 切片扩容原理

7.2.4 切片截取原理

7.2.5 切片的完整复制

7.3 总结

第8章 哈希表与Go语言实现机制

8.1 哈希碰撞与解决方法

8.2 map基本操作

8.2.1 map声明与初始化

8.2.2 map访问

8.2.3 map赋值

8.2.4 key的比较性

8.2.5 map并发冲突

8.3 哈希表底层结构

8.4 哈希表原理图解

8.5 深入哈希表原理

8.5.1 make初始化原理

8.5.2 字面量初始化原理

8.5.3 map访问原理

8.5.4 map赋值操作原理

8.5.5 map重建原理

8.5.6 map删除原理

8.6 总结

第9章 函数与栈

9.1 函数基本使用方式

9.2 函数闭包与陷阱

9.3 函数栈

9.4 Go语言栈帧结构

9.5 Go语言函数调用链结构与特性

9.6 堆栈信息

9.7 栈扩容与栈转移原理

9.8 栈调试

9.9 总结

第10章 defer延迟调用

10.1使用defer的优势

10.1.1 资源释放

10.1.2 异常捕获

10.2 defer特性

10.2.1 延迟执行

10.2.2 参数预计算

10.2.3 defer多次执行与LIFO执行顺序

10.3 defer返回值陷阱

10.4 defer底层原理

10.4.1 defer演进

10.4.2 堆分配

10.4.3 defer遍历调用

10.4.4 Go 1.13栈分配优化

10.4.5 Go 1.14内联优化

10.5 总结

第11章 异常与异常捕获

11.1 panic函数使用方法

11.2 异常捕获与recover

11.3 panic与recover嵌套

11.4 panic函数底层原理

11.5 recover底层原理

11.6 总结

第12章 接口与程序设计模式

12.1 接口的用途

12.2 Go语言中的接口

12.3 Go接口实践

12.4 Go接口的使用方法

12.4.1 Go接口的声明与定义

12.4.2 接口实现

12.4.3 接口动态类型

12.4.4 接口的动态调用

12.4.5 多接口

12.4.6 接口的组合

12.4.7 接口类型断言

12.4.8 空接口

12.4.9 接口的比较性

12.5 接口底层原理

12.5.1 接口实现算法

12.5.2 接口组成

12.5.3 接口内存逃逸分析

12.5.4 接口动态调用过程

12.5.5 接口动态调用过程的效率评价

12.5.6 接口转换

12.5.7 空接口组成

12.5.8 空接口switch

12.5.9 接口的陷阱

12.6 总结

第13章 反射高级编程

13.1 为什么需要反射

13.2 反射的基本使用方法

13.2.1 反射的两种基本类型

13.2.2 反射转换为接口

13.2.3 Elem（）间接访问

13.2.4 修改反射的值

13.2.5 结构体与反射

13.2.6 遍历结构体字段

13.2.7 修改结构体字段

13.2.8 嵌套结构体的赋值

13.2.9 结构体方法与动态调用

13.2.10 反射在运行时创建结构体

13.2.11 函数与反射

13.2.12 反射与其他类型

13.3 反射底层原理

13.3.1 reflect.Type详解

13.3.2 Interface方法原理

13.3.3 Int方法原理

13.3.4 Elem方法释疑

13.3.5 动态调用剖析

13.4 总结

第14章 协程初探

14.1 进程与线程

14.2 线程上下文切换

14.3 线程与协程

14.3.1 调度方式

14.3.2 上下文切换的速度

14.3.3 调度策略

14.3.4 栈的大小

14.4 并发与并行

14.5 简单协程入门

14.6 主协程与子协程

14.7 GMP模型

14.8 总结

第15章 深入协程设计与调度原理

15.1 协程的生命周期与状态转移

15.2 特殊协程g0与协程切换

15.3 线程本地存储与线程绑定

15.4 调度循环

15.5 调度策略

15.5.1 获取本地运行队列

15.5.2 获取全局运行队列

15.5.3 获取准备就绪的网络协程

15.5.4 协程窃取

15.6 调度时机

15.6.1 主动调度

15.6.2 被动调度

15.6.3 抢占调度

15.6.4 执行时间过长的抢占调度

15.7 总结

第16章 通道与协程间通信

16.1 CSP并发编程

16.2 通道基本使用方式

16.2.1 通道声明与初始化

16.2.2 通道写入数据

16.2.3 通道读取数据

16.2.4 通道关闭

16.2.5 通道作为参数和返回值

16.2.6 单方向通道

16.2.7 通道最佳实践

16.3 select多路复用

16.3.1 select随机选择机制

16.3.2 select堵塞与控制

16.3.3 循环select

16.3.4 select与nil

16.4 通道底层原理

16.4.1 通道结构与环形队列

16.4.2 通道初始化

16.4.3 通道写入原理

16.4.4 通道读取原理

16.5 select底层原理

16.5.1 select一轮循环

16.5.2 select二轮循环

16.6 总结

第17章 并发控制

17.1 context

17.1.1 为什么需要context

17.1.2 context使用方式

17.2 context原理

17.3 数据争用检查

17.3.1 什么是数据争用

17.3.2 数据争用检查详解

17.3.3 race工具原理

17.4 锁

17.4.1 原子锁

17.4.2 互斥锁

17.4.3 互斥锁实现原理

17.4.4 互斥锁的释放

17.4.5 读写锁

17.4.6 读写锁原理

17.5 总结

第18章 内存分配管理

18.1 Go语言内存分配全局视野

18.1.1 span与元素

18.1.2 三级对象管理

18.1.3 四级内存块管理

18.2 对象分配

18.2.1 微小对象

18.2.2 mcache缓存位图

18.2.3 mcentral遍历span

18.2.4 mheap缓存查找

18.2.5 mheap基数树查找

18.2.6 操作系统内存申请

18.2.7 小对象分配

18.2.8 大对象分配

18.3 总结

第19章 垃圾回收初探

19.1 为什么需要垃圾回收

19.1.1 减少错误和复杂性

19.1.2 解耦

19.2 垃圾回收的5种经典算法

19.2.1 标记-清扫

19.2.2 标记-压缩

19.2.3 半空间复制

19.2.4 引用计数

19.2.5 分代GC

19.3 Go语言中的垃圾回收

19.3.1 为什么不选择压缩GC？

19.3.2 为什么不选择分代GC？

19.4 Go垃圾回收演进

19.5 总结

第20章 深入垃圾回收全流程

20.1 垃圾回收循环

20.2 标记准备阶段

20.2.1 计算标记协程的数量

20.2.2 切换到后台标记协程

20.3 并发标记阶段

20.3.1 根对象扫描

20.3.2 全局变量扫描

20.3.3 finalizer

20.3.4 栈扫描

20.3.5 栈对象

20.3.6 扫描灰色对象

20.4 标记终止阶段

20.5 辅助标记

20.6 屏障技术

20.7 垃圾清扫

20.7.1 懒清扫逻辑

20.7.2 辅助清扫

20.8 系统驻留内存清除

20.9 实战：垃圾回收产生的性能问题

20.10 总结

第21章 调试利器：特征分析与事件追踪

21.1 pprof的使用方式

21.1.1 堆内存特征分析

21.1.2 pprof可视化结果说明

21.1.3 pprof协程栈分析

21.1.4 base基准分析

21.1.5 mutex堵塞分析

21.1.6 CPU占用分析

21.2 火焰图分析

21.3 trace事件追踪

21.3.1 trace工具的用法与说明

21.3.2 trace分析场景

21.4 pprof底层原理

21.4.1 堆内存样本

21.4.2 协程栈样本收集原理

21.4.3 CPU样本收集原理

21.4.4 pprof分析原理

21.5 trace底层原理

21.6 总结