近幾年來，Go語言作為一門服務器端開發(fā)語言越來越受歡迎，簡潔易學的語法加上天生的高并發(fā)支持，還有日益完善的社區(qū)，讓很多互聯網公司開始轉向Go語言。隨著Go語言生態(tài)日趨成熟，各種組件框架如雨后春筍般涌現，市面上相關的書籍也多了起來，但是其中大部分是以應用為主，對于語言特性本身探索一般不太深入。筆者希望能夠有一本講解語言特性及實現原理的書，這也是寫作本書的動機。
筆者當年剛參加工作的時候，使用的第一門開發(fā)語言是C 。雖然之前在學校用過C語言和匯編語言，但在接觸到C 的一些面向對象特性時還是困惑了很久。直到有一天發(fā)現了《深度探索C 對象模型》，作者Stanley Lippman當年在貝爾實驗室工作，是世界上第1個C 編譯器cfront的實現者，他從一個語言實現者的高度，對一些關鍵特性的實現原理及其背后的思考進行了詳細闡述，使筆者受益匪淺。后來因為工作的原因，筆者開始使用Go語言，因為有了C/C 相關的基礎，所以學習起來更加高效。尤其是當年學習C 對象模型，讓筆者認識到語言特性也是通過數據結構和代碼實現的，所以就按照自己的方式一邊學習一邊探索。第一次萌生要寫點東西的念頭是在給從PHP轉Go語言的妻子講完接口動態(tài)派發(fā)的實現原理后，用她的話來講就是有種豁然開朗的感覺，并鼓勵筆者把這些東西整理一下。后來我們就在微信公眾號上以幼麟實驗室的名義發(fā)布了一系列視頻和文章，主要分析語言特性的底層實現。在一年多的時間里，幼麟實驗室受到了廣大網友的好評與支持，清華大學出版社的趙佳霓編輯也是在此期間聯系了筆者，希望筆者能夠把自己的探索研究整理成書。因為寫作本書的關系，讓筆者能夠更系統(tǒng)地思考，收獲頗多。希望本書能夠幫助各位讀者，解決大家學習Go語言中遇到的一些困惑。
本書主要內容
第1章介紹x86匯編的一些基礎知識，包括通用寄存器、幾條常用的指令，以及內存分頁的實現原理等。
第2章介紹指針的實現原理，包括指針構成、相關操作，以及Go語言的unsafe包等。
第3章圍繞函數進行一系列探索，包括棧幀布局、調用約定、變量逃逸、Function Value、閉包、defer和panic等。
第4章介紹方法的實現原理，包括接收者類型、Method Value和組合式繼承等。
第5章圍繞接口對Go語言的動態(tài)特性展開探索，包括裝箱、方法集、動態(tài)派發(fā)、類型斷言、類型系統(tǒng)和反射等。
第6章介紹goroutine的實現，包括GMP模型、goroutine的創(chuàng)建與退出、調度循環(huán)、搶占式調度、timer、netpoller和監(jiān)控線程等。
第7章介紹同步的原理及其相關的組件，包括內存亂序、原子指令、自旋鎖、Go語言runtime中的互斥鎖和信號量，以及sync.Mutex和channel等。
第8章介紹堆內存管理，包括heapArena、mspan等幾種主要的數據結構，mallocgc函數的主要邏輯，以及GC的三色抽象、寫屏障等。
第9章介紹棧內存管理，包括goroutine棧的分配、增長、收縮和釋放等。
閱讀建議
本書寫作過程主要使用了Go 1.16及之前的幾個版本，為了避免后續(xù)版本可能發(fā)生的不兼容問題，相關示例建議使用Go 1.13~Go 1.16編譯運行。
閱讀本書不需要精通匯編語言、操作系統(tǒng)，但是需要對進程、線程這類基本概念有所了解。畢竟Go語言可直接構建生成系統(tǒng)原生的可執(zhí)行文件，如果想要深入理解一些語言特性的實現原理，還是建議學習并實踐一下多線程編程、IO多路復用這類關鍵技術。
第一部分主要包括指針和函數，筆者希望大家能夠通過這部分內容，對運行時棧及函數棧幀的相對尋址方式有深入的理解，為后續(xù)探索打下堅實的基礎。
第二部分想要表達對Lippman大師的崇高敬意，至今難忘初次閱讀《深度探索C 對象模型》時那種初聞大道，喜不自勝的心情。按照Lippman大師的解釋，對象模型應該是編譯器對自定義數據類型的建模，指導了對象內存布局及其他一些數據結構和代碼的生成。只有理解了語言特性的實現原理，才真正是磨刀不誤砍柴工。
第三部分從服務器端程序開發(fā)的角度，梳理了如何從最初的多進程、多線程，逐漸發(fā)展到現在的協(xié)程。runtime的調度邏輯還是比較復雜的，但是最核心的思想就是IO多路復用與協(xié)程的結合，讓每個任務有自己獨立的棧，而同步的核心就是確立Happens Before條件。
第四部分從堆和棧兩方面，梳理了內存管理的實現。內存分配方面應重點關注主要的數據結構。至于GC方面，應先理解宏觀層面的整體思想和流程，然后去研究一些細節(jié)會更加容易。整個runtime實際上是個不可分割的整體，在這里會看到內存管理對類型系統(tǒng)的依賴。
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致謝
感謝那些喜愛Go語言的網友對筆者的支持； 感謝清華大學出版社的趙佳霓編輯； 感謝我的家人，尤其是和我一起討論技術問題并幫忙整理書稿的妻子，給予我莫大的支持。
由于時間倉促，并且受限于筆者水平，書中難免有不妥之處，請讀者見諒，并提寶貴意見。
封幼林2022年5月