Go语言设计与实现

本书基于在读者之间广为传阅的同名开源电子书《Go语言设计与实现》，是难得一见的Go语言进阶图书。

书中结合近200幅生动的全彩图片，配上详尽的文字剖析与精选源代码段，为读者奉上了异彩纷呈、系统完善的Go语言解读。本书内容分为9章：调试源代码、编译原理、数据结构、语言特性、常用关键字、并发编程、内存管理、元编程和标准库，几乎涵盖了Go语言从编译到运行的方方面面。书中的代码片段基于Go 1.15。通过阅读本书，读者不仅能够深入理解Go语言的实现细节，而且可以深刻认识设计背后的原理，同时提升阅读源代码的技能。

左书祺（@Draven）

Kubernetes贡献者、前调度器项目组成员、云计算和资源调度架构师。“面向信仰编程”博客作者，开源电子书《Go语言设计与实现》作者，“真没什么逻辑”主理人。长期维护开源项目。

《Go语言设计与实现》有30多万读者追更，全网阅读量已经超过100万。

前言 iii

第　1章 调试源代码　1

1.1　Go语言源代码　1

1.2　编译源代码　2

1.3　中间代码　3

1.4　小结　4

第　2章 编译原理　5

2.1　编译过程　5

2.1.1　预备知识　5

2.1.2　编译四阶段　7

2.1.3　编译器入口　10

2.1.4　小结　11

2.1.5　延伸阅读　12

2.2　词法分析和语法分析　12

2.2.1　词法分析　12

2.2.2　语法分析　17

2.2.3　小结　26

2.2.4　延伸阅读　26

2.3　类型检查　26

2.3.1　强弱类型　26

2.3.2　静态类型与动态类型　27

2.3.3　执行过程　28

2.3.4　小结　34

2.4　中间代码生成　34

2.4.1　概述　34

2.4.2　配置初始化　35

2.4.3　遍历和替换　37

2.4.4　SSA生成　40

2.4.5　小结　44

2.5　机器码生成　44

2.5.1　指令集架构　44

2.5.2　机器码生成　45

2.5.3　小结　49

2.5.4　延伸阅读　50

第3章　数据结构　51

3.1　数组　51

3.1.1　概述　51

3.1.2　初始化　52

3.1.3　访问和赋值　55

3.1.4　小结　57

3.1.5　延伸阅读　58

3.2　切片　58

3.2.1　数据结构　58

3.2.2　初始化　59

3.2.3　访问元素　63

3.2.4　追加和扩容　64

3.2.5　复制切片　67

3.2.6　小结　68

3.2.7　延伸阅读　68

3.3　哈希表　68

3.3.1　设计原理　69

3.3.2　数据结构　72

3.3.3　初始化　74

3.3.4　读写操作　77

3.3.5　小结　88

3.3.6　延伸阅读　88

3.4　字符串　88

3.4.1　数据结构　89

3.4.2　解析过程　89

3.4.3　拼接　91

3.4.4　类型转换　93

3.4.5　小结　95

3.4.6　延伸阅读　95

第4章　语言特性　96

4.1　函数调用　96

4.1.1　调用惯例　96

4.1.2　参数传递　101

4.1.3　小结　104

4.1.4　延伸阅读　104

4.2　接口　105

4.2.1　概述　105

4.2.2　数据结构　111

4.2.3　类型转换　113

4.2.4　类型断言　116

4.2.5　动态派发　118

4.2.6　小结　122

4.2.7　延伸阅读　122

4.3　反射　123

4.3.1　三大法则　124

4.3.2　类型和值　127

4.3.3　更新变量　129

4.3.4　实现协议　130

4.3.5　方法调用　132

4.3.6　小结　135

4.3.7　延伸阅读　135

第5章　常用关键字　136

5.1　for和range　136

5.1.1　现象　137

5.1.2　经典循环　140

5.1.3　范围循环　141

5.1.4　小结　147

5.2　select　148

5.2.1　现象　148

5.2.2　数据结构　151

5.2.3　实现原理　151

5.2.4　小结　160

5.2.5　延伸阅读　161

5.3　defer　161

5.3.1　现象　161

5.3.2　数据结构　163

5.3.3　执行机制　164

5.3.4　堆中分配　164

5.3.5　栈上分配　168

5.3.6　开放编码　169

5.3.7　小结　173

5.3.8　延伸阅读　174

5.4　panic和recover　174

5.4.1　现象　175

5.4.2　数据结构　177

5.4.3　程序崩溃　178

5.4.4　崩溃恢复　179

5.4.5　小结　181

5.4.6　延伸阅读　181

5.5　make和new　181

5.5.1　make　182

5.5.2　new　183

5.5.3　小结　184

第6章　并发编程　185

6.1　上下文　185

6.1.1　设计原理　186

6.1.2　默认上下文　187

6.1.3　取消信号　188

6.1.4　传值方法　192

6.1.5　小结　192

6.1.6　延伸阅读　192

6.2　同步原语与锁　193

6.2.1　基本原语　193

6.2.2　扩展原语　209

6.2.3　小结　218

6.2.4　延伸阅读　218

6.3　计时器　219

6.3.1　设计原理　219

6.3.2　数据结构　222

6.3.3　状态机　223

6.3.4　触发计时器　229

6.3.5　小结　231

6.3.6　延伸阅读　232

6.3.7　历史变更　232

6.4　Channel　232

6.4.1　设计原理　232

6.4.2　数据结构　234

6.4.3　创建Channel　235

6.4.4　发送数据　237

6.4.5　接收数据　240

6.4.6　关闭Channel　245

6.4.7　小结　246

6.4.8　延伸阅读　246

6.5　调度器　246

6.5.1　设计原理　247

6.5.2　数据结构　255

6.5.3　调度器启动　260

6.5.4　创建Goroutine　261

6.5.5　调度循环　266

6.5.6　触发调度　269

6.5.7　线程管理　274

6.5.8　小结　276

6.5.9　延伸阅读　276

6.6　网络轮询器　276

6.6.1　设计原理　276

6.6.2　数据结构　280

6.6.3　多路复用　281

6.6.4　小结　288

6.6.5　延伸阅读　289

6.7　系统监控　289

6.7.1　设计原理　289

6.7.2　监控循环　289

6.7.3　小结　296

第7章　内存管理　297

7.1　内存分配器　297

7.1.1　设计原理　297

7.1.2　内存管理组件　304

7.1.3　内存分配　317

7.1.4　小结　322

7.1.5　延伸阅读　322

7.1.6　历史变更　322

7.2　垃圾收集器　323

7.2.1　设计原理　323

7.2.2　演进过程　331

7.2.3　实现原理　334

7.2.4　小结　358

7.2.5　延伸阅读　358

7.3　栈空间管理　358

7.3.1　设计原理　359

7.3.2　栈操作　363

7.3.3　小结　369

7.3.4　延伸阅读　370

第8章　元编程　371

8.1　插件系统　371

8.1.1　设计原理　371

8.1.2　动态库　373

8.1.3　小结　376

8.1.4　延伸阅读　376

8.2　代码生成　377

8.2.1　设计原理　377

8.2.2　代码生成　377

8.2.3　小结　382

第9章　标准库　383

9.1　JSON　383

9.1.1　设计原理　383

9.1.2　序列化　385

9.1.3　反序列化　389

9.1.4　小结　392

9.2　HTTP　392

9.2.1　设计原理　393

9.2.2　客户端　395

9.2.3　服务端　402

9.2.4　小结　406

9.3　数据库　406

9.3.1　设计原理　406

9.3.2　驱动接口　407

9.3.3　小结　410