go runtime

news2024/12/26 20:49:39

go 运行时，也称为 go runtime，类似Java中的JVM虚拟机，不过runtime并非是虚拟机。
其本身就是每个 go 程序的一部分，它会跟源码一起编译并链接到目标程序中，即便只写了一个 hello world 程序，这个程序中也包含了 runtime 的实现。
runtime 负责实现 Go 的垃圾收集、并发、内存堆栈管理以及 Go 语言的其他关键功能。
Golang程序生成的可执行文件在指定平台即可运行效率很高，它和C/C++一样编译出来的是二进制可执行文件，运行Golang的程序并不需要安装类似Java虚拟机之类的东西，是因为编译时Golang会将runtime部分代码编译进去。
它大部分以标准库的形式存放在每个 Go 发布版的源码中。

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Golang应用程序、runtime、可执行程序与操作系统之间的关系

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如何在Go的函数中得到调用者函数名

func Caller(skip int) (pc uintptr, file string, line int, ok bool)

Caller可以返回函数调用栈的某一层的程序计数器、文件信息、行号。
0 代表当前函数，也是调用runtime.Caller的函数。1 代表上一层调用者，以此类推。

函数	描述
skip	需要提升的堆栈帧数，0表示当前函数，1表示上一层函数...

返回值	描述
pc	函数指针
file	函数所在文件的名称或目录名称
line	函数所在文件的行号
ok	是否可以获取到信息

func Callers(skip int, pc []uintptr) int

Callers用来返回调用站的程序计数器, 放到一个uintptr中。
0 代表 Callers 本身，这和上面的Caller的参数的意义不一样，历史原因造成的。 1 才对应这上面的 0。

func trace(message string) string {
	var pcs [32]uintptr
	n := runtime.Callers(3, pcs[:]) // skip first 3 caller

	var str strings.Builder
	str.WriteString(message + "\nTraceback:")
	for _, pc := range pcs[:n] {
		fn := runtime.FuncForPC(pc)
		file, line := fn.FileLine(pc)
		str.WriteString(fmt.Sprintf("\n\t%s:%d", file, line))
	}
	return str.String()
}
输出结果可以看到这个goroutine的整个栈都打印出来了

func CallersFrames(callers []uintptr) *Frames

上面的Callers只是获取栈的程序计数器，如果想获得整个栈的信息，可以使用CallersFrames函数，省去遍历调用FuncForPC。

func trace2() {
	pc := make([]uintptr, 10) // at least 1 entry needed
	n := runtime.Callers(0, pc)
	frames := runtime.CallersFrames(pc[:n])
	for {
		frame, more := frames.Next()
		fmt.Printf("%s:%d %s\n", frame.File, frame.Line, frame.Function)
		if !more {
			break
		}
	}
}

func FuncForPC(pc uintptr) *Func

它可以把程序计数器地址对应的函数的信息获取出来。如果因为内联程序计数器对应多个函数，它返回最外面的函数。
它的返回值是一个Func类型的值，通过Func可以获得函数地址、文件行、函数名等信息。

Stack获取程序堆栈

在程序panic的时候，一般会自动把堆栈打出来，如果想在程序中获取堆栈信息，可以通过debug.PrintStack()打印出来。
如在程序中遇到一个Error，但是不期望程序panic，只是想把堆栈信息打印出来以便跟踪调试，可以使用debug.PrintStack()。

也可以读取堆栈信息自己处理和打印：

func DumpStacks() {
	buf := make([]byte, 16384)
	buf = buf[:runtime.Stack(buf, true)]
	fmt.Printf("=== BEGIN goroutine stack dump ===\n%s\n=== END goroutine stack dump ===", buf)
}

利用堆栈信息还可以获取goroutine的id：

func GoID() int {
	var buf [64]byte
	n := runtime.Stack(buf[:], false)
	idField := strings.Fields(strings.TrimPrefix(string(buf[:n]), "goroutine "))[0]
	id, err := strconv.Atoi(idField)
	if err != nil {
		panic(fmt.Sprintf("cannot get goroutine id: %v", err))
	}
	return id
}