编程沉思录

我们在使用 C++ 的时候，有时会需要在类的内部获取自身的 shared_ptr，这就会用到 std::enable_shared_from_this。在实际使用过程中，std::enable_shared_from_this 有三个陷阱需要注意：

1. 不能在构造函数中使用 shared_from_this(), 否则会抛出 std::bad_weak_ptr 异常。对应下面情况 1。
2. 创建的对象必须由 shared_ptr 管理，shared_from_this() 才能生效，否则也会报 std::bad_weak_ptr 异常。对应下面情况 2。
3. 对应类必须 public 继承 std::enable_shared_from_this, 不能是 protected 或 private 继承，否则也会报 std::bad_weak_ptr 异常。对应下面情况 3。

以上 case 均可以通过 wandbox 复现。

那么为什么会有这些限制呢？本文将从 std::enable_shared_from_this 的源码角度解读其原因。(本文基于 clang libc++ 的源码实现进行解读, 代码地址：shared_ptr.h#L1433)

我们有这么一段业务代码，在 Gin 的 API Handler 中，开了一个子 goroutine 写 DB，代码大概是这样：

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package main

import (
    "github.com/gin-gonic/gin"
    "gorm.io/gorm"
)

var db *gorm.DB

func ServerHandler(c *gin.Context) {
    // 一些旁路逻辑，为了不影响接口耗时，在子goroutine中执行
    go func() {
       db.WithContext(c).Exec("update xxx")
    }()
    // 一些后置逻辑
}

代码在测试阶段一直没啥问题，但是一上线立马出现了大面积的 panic。panic 的栈也非常奇怪，挂在了 mysql driver 里面：

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panic: sync/atomic: store of nil value into Value
goroutine 357413 [running]:
sync/atomic.(*Value).Store(0xc004097ef0, {0x0,0x0})

/usr/local/go/src/sync/atomic/value.go:47 +0xeb
github.com/go-sql-driver/mysql.(*atomicError).Set(..)
/root/go/pkg/mod/github.com/go-sql-driver/mysql@v1.6.0/utils.go:831
github.com/go-sql-driver/mysql.(*mysqlConn).cancel(0xc004e6fc20, {0x0, 0x0})
/root/go/pkg/mod/github.com/go-sql-driver/mysql@v1.6.0/connection.go:435 +0x3d
github.com/go-sql-driver/mysql.(*mysqlConn).startWatcher.func1()
/root/go/pkg/mod/github.com/go-sql-driver/mysql@v1.6.0/connection.go:622 +0x192
created by github.com/go-sql-driver/mysql.(*mysqlConn).startWatcher
/root/go/pkg/mod/github.com/go-sql-driver/mysql@v1.6.0/connection.go:611 +0x105

几乎世界上每个 Golang 程序员都踩过一遍 for 循环变量的坑，而这个坑的解决方案已经作为实验特性加入到了 Go 1.21 中，并且有望在 Go 1.22 中完全开放。
举个例子，有这么段代码：

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var ids []*int
for i := 0; i < 10; i++ {
	ids = append(ids, &i)
}

for _, item := range ids {
	println(*item)
}

可以试着在 playgound 里面运行下：go.dev/play/p/O8MVGtueGAf

答案是：打印出来的全是 10。

这个结果实在离谱。原因是因为在目前 Go 的设计中，for 中循环变量的定义是 per loop 而非 per iteration。也就是整个 for 循环期间，变量 i 只会有一个。以上代码等价于:

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var ids []*int
var i int
for i = 0; i < 10; i++ {
	ids = append(ids, &i)
}

同样的问题在闭包使用循环变量时也存在，代码如下：

Bigcache是用Golang实现的本地内存缓存的开源库，主打的就是可缓存数据量大，查询速度快。 在其官方的介绍文章《Writing a very fast cache service with millions of entries in Go》一文中，明确提出了bigcache的设计目标：

1. 多： 缓存的元素数量非常大，可以达到百万级或千万级。
2. 快： 对延迟有非常高的要求，平均延迟要求在5毫秒以内。redis、memcached之类的就不考虑在内了，毕竟用Redis还要多走一遍网络IO。
3. 稳： 99.9分位延迟应在10毫秒左右，99.999分位延迟应在400毫秒左右。

目前有许多开源的cache库，大部分都是基于map实现的，例如go-cache,ttl-cache等。bigcache明确指出，当数据量巨大时，直接基于map实现的cache库将出现严重的性能问题，这也是他们设计了一个全新的cache库的原因。

本文将通过分析bigcache v3.1.0的源码，揭秘bigcache如何解决现有map库的性能缺陷，以极致的性能优化，实现超高性能的缓存库。

最近发现 Golang 标准库竟然自带了 varint 的实现，代码位置在 encoding/binary/varint.go，这个跟protobuf里面的varint实现基本是一致的。刚好借助 golang 标准库的 varint 源码，我们来系统地学习和梳理下 varint。

熟悉 protobuf 的人肯定对 varint 不陌生，protobuf 里面除了带 fix (如 fixed32、fixed64) 之外的整数类型, 都是 varint 编码。

varint 的出现主要是为了解决两个问题：

1. 空间效率：以 uint64 类型为例，可以表示的最大值为 18446744073709551615。然而在实际业务场景中，我们通常处理的整数值远小于 uint64 的最大值。假设在我们的业务中，需要处理的整数值仅为 1，但在网络传输过程中，我们却需要使用 8 个字节来表示这个值。这就导致了大量的空间浪费，因为大部分字节并没有实际存储有效的信息。varint 编码通过使用可变长度的字节序列来表示整数，使得小的整数可以用更少的字节表示，提高空间效率。
2. 兼容性：varint 使得我们可以在不改变编码 / 解码逻辑的情况下，处理不同大小的整数。这意味着我们可以在不破坏向后兼容性的情况下，将一个字段从较小的整数类型（如 uint32）升级到较大的整数类型（如 uint64）

本文将通过分析 Golang 标准库自带的 varint 源码实现，介绍 varint 的设计原理以及Golang标准库是如何解决 varint 在编码负数时遇到的问题。

sync.Pool 是 Golang 内置的对象池技术，可用于缓存临时对象，以缓解因频繁建立临时对象带来的性能损耗以及对 GC 带来的压力。

在许多知名的开源库中都可以看到 sync.Pool 的大量使用。例如，HTTP 框架 Gin 用 sync.Pool 来复用每个请求都会创建的 gin.Context 对象。 在 grpc-Go、kubernetes 等也都可以看到对 sync.Pool 的身影。

但需要注意的是，sync.Pool 缓存的对象随时可能被无通知的清除，因此不能将 sync.Pool 用于存储持久对象的场景。

sync.Pool 作为 goroutine 内置的官方库，其设计非常精妙。sync.Pool 不仅是并发安全的，而且实现了 lock free，里面有许多值得学习的知识点。

本文将基于 go-1.16 的源码 对 sync.Pool 的底层实现一探究竟。