GO可以說是近幾年最熱門的新興語言之一了, 一般人看到分布式和大數據就會想到GO,
這個系列的文章會通過研究golang的源代碼來分析內部的實現原理,
和CoreCLR不同的是, golang的源代碼已經被很多人研究過了, 我將會着重研究他們未提到過的部分.
另一點和CoreCLR不同的是, golang的源代碼非常易懂, 注釋也非常的豐富,
很明顯Google的工程師在寫代碼的時候有考慮其他人會去看這份代碼.
盡管代碼非常易懂, 研究它們還是需要實際運行和調試才能得到更好的理解,
這個系列分析的golang源代碼是Google官方的實現的1.9.2版本, 不適用於其他版本和gccgo等其他實現,
運行環境是Ubuntu 16.04 LTS 64bit.
編譯golang源代碼
go的源代碼是用go寫的, 編譯也需要一個可運行的go.
首先我們從官網下載源代碼和二進制文件.
go1.9.2.src.tar.gz
go1.9.2.linux-amd64.tar.gz
注意兩個壓縮包解壓出來文件夾名稱都是go, 我們解壓到以下目錄:
源代碼: ~/git_go/go_src
二進制: ~/git_go/go_bin
編譯go之前需要設置環境變量,
GOROOT_BOOTSTRAP是go二進制文件夾的所在目錄,
GO_GCFLAGS是編譯go時使用的參數.
export GOROOT_BOOTSTRAP=~/git_go/go_bin
export GO_GCFLAGS="-N -l"
這里的-N參數代表禁止優化, -l參數代表禁止內聯, go在編譯目標程序的時候會嵌入運行時(runtime)的二進制,
禁止優化和內聯可以讓運行時(runtime)中的函數變得更容易調試.
都准備好以后就可以進入go的源代碼文件夾執行all.bash編譯了:
編譯的結果在~/git_go/go_src/bin下:
調試golang源代碼
之前CoreCLR的系列中我使用了lldb, 在這個系列中我繼續沿用這個調試器.
這個系列中使用的是lldb 4.0.
以以下源代碼(hello.go)為例:
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func printNumber(from, to int, c chan int) {
for x := from; x <= to; x++ {
fmt.Printf("%d\n", x)
time.Sleep(1 * time.Millisecond)
}
c <- 0
}
func main() {
c := make(chan int, 3)
go printNumber(1, 3, c)
go printNumber(4, 6, c)
_, _ = <- c, <- c
}
編譯源代碼使用以下命令, 這里的-l參數的意思和上面一樣, 如果有需要還可以加-N參數:
~/git_go/go_src/bin/go build -gcflags "-l" hello.go
編譯后使用lldb運行:
lldb ./hello
go里面的函數符號名稱的命名規則是包名稱.函數名稱, 例如主函數的符號名稱是main.main, 運行時中的newobject的符號名稱是runtime.newobject.
首先給主函數下一個斷點然后運行:
可以看到成功的進入了主函數, 並且有源代碼提示.
接下來給按文件名和行數來下斷點:
然后查看函數的匯編代碼:
關於lldb的命令可以查看這篇文檔.
在我使用的環境中lldb可以正常的下斷點, 步進和步過go代碼或者匯編指令,
但打印變量輸出的值有可能是錯的, 即使不開啟優化.
雖然打印變量這個功能不好用, 我們仍然可以直接讓go輸出我們想要的值,
例如修改runtime/malloc.go輸出當前環境下arena|spans|bitmap區的大小:
修改后進入src並執行./make.bash, 然后重新編譯目標程序, 運行:
可以看到當前環境下arena是512G, spans是512M, bitmap是16G.
這個方法雖然比較笨, 但是可以在任何情況下輸出我們想要的值.
此外, go運行時(runtime)的源代碼會包括在目標文件中,
例如你對runtime.newobject下斷點可以對go自身的源代碼進行調試.
參考鏈接
https://golang.org
https://golang.org/doc/install/source
https://golang.org/doc/gdb
http://lldb.llvm.org/tutorial.html
http://legendtkl.com/archives
接下來我將分析golang的任務調度機制和三色GC的具體實現, 敬請期待.