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分类: 编程语言

Go 编程模式:k8s Visitor 模式

Go 编程模式:k8s Visitor 模式

本篇文章主要想讨论一下,Kubernetes 的 kubectl 命令中的使用到到的一个编程模式 – Visitor(注:其实,kubectl 主要使用到了两个一个是Builder,另一个是Visitor)。本来,Visitor 是面向对象设计模英中一个很重要的设计模款(参看Wikipedia Visitor Pattern词条),这个模式是一种将算法与操作对象的结构分离的一种方法。这种分离的实际结果是能够在不修改结构的情况下向现有对象结构添加新操作,是遵循开放/封闭原则的一种方法。这篇文章我们重点看一下 kubelet 中是怎么使用函数式的方法来实现这个模式的。

本文是全系列中第9 / 9篇:Go编程模式

一个简单示例

我们还是先来看一个简单设计模式的Visitor的示例。

  • 我们的代码中有一个Visitor的函数定义,还有一个Shape接口,其需要使用 Visitor函数做为参数。
  • 我们的实例的对象 CircleRectangle实现了 Shape 的接口的 accept() 方法,这个方法就是等外面给我传递一个Visitor。

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Go编程模式:Pipeline

Go编程模式:Pipeline

本篇文章,我们着重介绍Go编程中的Pipeline模式。对于Pipeline用过Unix/Linux命令行的人都不会陌生,他是一种把各种命令拼接起来完成一个更强功能的技术方法。在今天,流式处理,函数式编程,以及应用网关对微服务进行简单的API编排,其实都是受pipeline这种技术方式的影响,Pipeline这种技术在可以很容易的把代码按单一职责的原则拆分成多个高内聚低耦合的小模块,然后可以很方便地拼装起来去完成比较复杂的功能。

本文是全系列中第8 / 9篇:Go编程模式

HTTP 处理

这种Pipeline的模式,我们在《Go编程模式:修饰器》中有过一个示例,我们在这里再重温一下。在那篇文章中,我们有一堆如 WithServerHead()WithBasicAuth()WithDebugLog()这样的小功能代码,在我们需要实现某个HTTP API 的时候,我们就可以很容易的组织起来。

原来的代码是下面这个样子:

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Go编程模式:委托和反转控制

Go编程模式:委托和反转控制

图片来源:GopherSource

反转控制IoC – Inversion of Control 是一种软件设计的方法,其主要的思想是把控制逻辑与业务逻辑分享,不要在业务逻辑里写控制逻辑,这样会让控制逻辑依赖于业务逻辑,而是反过来,让业务逻辑依赖控制逻辑。在《IoC/DIP其实是一种管理思想》中的那个开关和电灯的示例一样,开关是控制逻辑,电器是业务逻辑,不要在电器中实现开关,而是把开关抽象成一种协议,让电器都依赖之。这样的编程方式可以有效的降低程序复杂度,并提升代码重用。

本文是全系列中第4 / 9篇:Go编程模式

面向对象的设计模式这里不提了,我们来看看Go语言使用Embed结构的一个示例。

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Go 编程模式:Go Generation

Go 编程模式:Go Generation

图片来源:GopherSource

在本篇文章中,我们将要学习一下Go语言的代码生成的玩法。Go语言代码生成主要还是用来解决编程泛型的问题,泛型编程主要解决的问题是因为静态类型语言有类型,所以,相关的算法或是对数据处理的程序会因为类型不同而需要复制一份,这样导致数据类型和算法功能耦合的问题。泛型编程可以解决这样的问题,就是说,在写代码的时候,不用关心处理数据的类型,只需要关心相当处理逻辑。泛型编程是静态语言中非常非常重要的特征,如果没有泛型,我们很难做到多态,也很难完成抽象,会导致我们的代码冗余量很大。

本文是全系列中第6 / 9篇:Go编程模式

现实中的类比

举个现实当中的例子,用螺丝刀来做具比方,螺丝刀本来就是一个拧螺丝的动作,但是因为螺丝的类型太多,有平口的,有十字口的,有六角的……螺丝还有大小尺寸,导致我们的螺丝刀为了要适配各种千奇百怪的螺丝类型(样式和尺寸),导致要做出各种各样的螺丝刀。

而真正的抽象是螺丝刀不应该关心螺丝的类型,只要关注好自己的功能是否完备,并让自己可以适配于不同类型的螺丝,如下所示,这就是所谓的泛型编程要解决的实际问题。

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Go编程模式:Map-Reduce

Go编程模式:Map-Reduce

在本篇文章中,我们学习一下函数式编程的中非常重要的Map、Reduce、Filter的三种操作,这三种操作可以让我们非常方便灵活地进行一些数据处理——我们的程序中大多数情况下都是在到倒腾数据,尤其对于一些需要统计的业务场景,Map/Reduce/Filter是非常通用的玩法。下面先来看几个例子:

本文是全系列中第5 / 9篇:Go编程模式

基本示例

Map示例

下面的程序代码中,我们写了两个Map函数,这两个函数需要两个参数,

  • 一个是字符串数组 []string,说明需要处理的数据一个字符串
  • 另一个是一个函数func(s string) stringfunc(s string) int
func MapStrToStr(arr []string, fn func(s string) string) []string {
    var newArray = []string{}
    for _, it := range arr {
        newArray = append(newArray, fn(it))
    }
    return newArray
}

func MapStrToInt(arr []string, fn func(s string) int) []int {
    var newArray = []int{}
    for _, it := range arr {
        newArray = append(newArray, fn(it))
    }
    return newArray
}

整个Map函数运行逻辑都很相似,函数体都是在遍历第一个参数的数组,然后,调用第二个参数的函数,然后把其值组合成另一个数组返回。

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Go 编程模式:Functional Options

Go 编程模式:Functional Options

在本篇文章中,我们来讨论一下Functional Options这个编程模式。这是一个函数式编程的应用案例,编程技巧也很好,是目前在Go语言中最流行的一种编程模式。但是,在我们正式讨论这个模式之前,我们需要先来看看要解决什么样的问题。

本文是全系列中第3 / 9篇:Go编程模式

配置选项问题

在我们编程中,我们会经常性的需要对一个对象(或是业务实体)进行相关的配置。比如下面这个业务实体(注意,这仅只是一个示例):

type Server struct {
    Addr     string
    Port     int
    Protocol string
    Timeout  time.Duration
    MaxConns int
    TLS      *tls.Config
}

在这个 Server 对象中,我们可以看到:

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Go 编程模式:错误处理

Go 编程模式:错误处理

错误处理一直以一是编程必需要面对的问题,错误处理如果做的好的话,代码的稳定性会很好。不同的语言有不同的出现处理的方式。Go语言也一样,在本篇文章中,我们来讨论一下Go语言的出错出处,尤其是那令人抓狂的 if err != nil

在正式讨论Go代码里满屏的 if err != nil 怎么办这个事之前,我想先说一说编程中的错误处理。这样可以让大家在更高的层面理解编程中的错误处理。

本文是全系列中第2 / 9篇:Go编程模式

C语言的错误检查

首先,我们知道,处理错误最直接的方式是通过错误码,这也是传统的方式,在过程式语言中通常都是用这样的方式处理错误的。比如 C 语言,基本上来说,其通过函数的返回值标识是否有错,然后通过全局的 errno 变量并配合一个 errstr 的数组来告诉你为什么出错。

为什么是这样的设计?道理很简单,除了可以共用一些错误,更重要的是这其实是一种妥协。比如:read(), write(), open() 这些函数的返回值其实是返回有业务逻辑的值。也就是说,这些函数的返回值有两种语义,一种是成功的值,比如 open() 返回的文件句柄指针 FILE* ,或是错误 NULL。这样会导致调用者并不知道是什么原因出错了,需要去检查 errno 来获得出错的原因,从而可以正确地处理错误。

一般而言,这样的错误处理方式在大多数情况下是没什么问题的。但是也有例外的情况,我们来看一下下面这个 C 语言的函数:

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Go编程模式:切片,接口,时间和性能

Go编程模式:切片,接口,时间和性能

在本篇文章中,我会对Go语言编程模式的一些基本技术和要点,这样可以让你更容易掌握Go语言编程。其中,主要包括,数组切片的一些小坑,还有接口编程,以及时间和程序运行性能相关的话题。

本文是全系列中第1 / 9篇:Go编程模式

Slice

首先,我们先来讨论一下Slice,中文翻译叫“切片”,这个东西在Go语言中不是数组,而是一个结构体,其定义如下:

type slice struct {
    array unsafe.Pointer //指向存放数据的数组指针
    len   int            //长度有多大
    cap   int            //容量有多大
}

用图示来看,一个空的slice的表现如下:

熟悉C/C++的同学一定会知道,在结构体里用数组指针的问题——数据会发生共享!下面我们来看一下slice的一些操作

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Rust语言的编程范式

Rust语言的编程范式

总是有很多很多人来问我对Rust语言怎么看的问题,在各种地方被at,其实,我不是很想表达我的想法。因为在不同的角度,你会看到不同的东西。编程语言这个东西,老实说很难评价,在学术上来说,Lisp就是很好的语言,然而在工程使用的时候,你会发现Lisp没什么人用,而Javascript或是PHP这样在学术很糟糕设计的语言反而成了主流,你觉得C++很反人类,在我看来,C++有很多不错的设计,而且对于了解编程语言和编译器的和原理非常有帮助。但是C++也很危险,所以,出现在像Java或Go 语言来改善它,Rust本质上也是在改善C++的。他们各自都有各自的长处和优势

因为各个语言都有好有不好,因此,我不想用别的语言来说Rust的问题,或是把Rust吹成朵花以打压别的语言,写成这样的文章,是很没有营养的事。本文主要想通过Rust的语言设计来看看编程中的一些挑战,尤其是Rust重要的一些编程范式,这样反而更有意义一些,因为这样你才可能一通百通

这篇文章的篇幅比较长,而且有很多代码,信息量可能会非常大,所以,在读本文前,你需要有如下的知识准备

  • 你对C++语言的一些特性和问题比较熟悉。尤其是:指针、引用、右值move、内存对象管理、泛型编程、智能指针……
  • 当然,你还要略懂Rust,不懂也没太大关系,但本文不会是Rust的教程文章,可以参看“Rust的官方教程”(中文版

因为本文太长,所以,我有必要写上 TL;DR ——

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与程序员相关的CPU缓存知识

与程序员相关的CPU缓存知识

好久没有写一些微观方面的文章了,今天写一篇关于CPU Cache相关的文章,这篇文章比较长,主要分成这么几个部分:基础知识、缓存的命中、缓存的一致性、相关的代码示例和延伸阅读。其中会讲述一些多核 CPU 的系统架构以及其原理,包括对程序性能上的影响,以及在进行并发编程的时候需要注意到的一些问题。这篇文章我会尽量地写简单和通俗易懂一些,主要是讲清楚相关的原理和问题,而对于一些细节和延伸阅读我会在文章最后会给出相关的资源。

因为无论你写什么样的代码都会交给CPU来执行,所以,如果你想写出性能比较高的代码,这篇文章中提到的技术还是值得认真学习的。另外,千万别觉得这些东西没用,这些东西非常有用,十多年前就是这些知识在性能调优上帮了我的很多大忙,从而跟很多人拉开了差距……

基础知识

首先,我们都知道现在的CPU多核技术,都会有几级缓存,老的CPU会有两级内存(L1和L2),新的CPU会有三级内存(L1,L2,L3 ),如下图所示:

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