Go on 我的技术博客

Go Runtime

Sat, 04 Jul 2026 02:44:43 +0800

Go 运行时

Part 1 Runtime基础

01 Runtime是什么

Go runtime 是 Go 程序运行时依赖的一组基础设施。它不是 JVM 那种执行字节码的虚拟机，也不是一个需要单独安装和启动的外部进程。普通 Go 程序在编译链接之后，最终生成的是机器码可执行文件；runtime 会作为程序的一部分被链接进去，在程序启动、并发调度、内存分配、垃圾回收、栈管理、阻塞唤醒、网络轮询、定时器、panic/recover 等方面提供支持。

可以先把 Go 程序理解成两部分：

TEXT

用户代码
 main.main
 业务函数
 package init
 普通 goroutine

运行时
 程序启动
 goroutine 调度
 栈增长
 内存分配
 GC
 channel/select
 timer
 netpoll
 syscall/signal
 panic/recover

这两部分最终在同一个进程里执行。用户代码看起来像是在直接调用函数、创建 goroutine、分配对象、读写 channel，但很多操作背后都会落到 runtime 的实现上。

例如下面这段代码：

package main

func main() {
 ch := make(chan int)

 go func() {
 ch <- 1
 }()

 println(<-ch)
}

表面上只有 make(chan int)、go func()、发送、接收几个语法动作；底层则至少涉及：

编译原理

Sat, 20 Jun 2026 01:31:43 +0800

编译原理：从源代码到可执行程序

高级语言中的变量、函数、结构体、接口、模块等概念更接近抽象语义；机器实际执行的是指令、寄存器操作、内存访问和跳转。编译器的核心任务是将高级语言程序转换为机器可执行的目标形式，并在这个过程中完成语法约束、类型约束、控制流约束、内存布局和目标平台约束的处理。

典型编译流程可以抽象为：

TEXT

源代码
 -> 词法分析：字符流 -> Token 流
 -> 语法分析：Token 流 -> AST
 -> 语义分析：AST -> 带类型、作用域、绑定关系的 AST
 -> 中间代码生成：AST -> IR
 -> 代码优化：IR -> 优化后的 IR
 -> 目标代码生成：IR -> 汇编 / 机器指令
 -> 汇编与链接：目标文件 -> 可执行文件

这条流水线的关键不是“把文本翻译成另一段文本”，而是不断把程序转换为更适合下一阶段处理的结构化表示。Token 适合语法分析，AST 适合表达源代码结构，IR 适合数据流和控制流优化，机器指令适合在具体硬件上执行。

编译过程概览

以一段简单的 Go 代码为例：

package main

func add(a, b int) int {
 return a + b
}

在编译器内部，它会经历类似下面的结构转换：

Go

Mon, 02 Mar 2026 17:44:21 +0800

draft need to be improved

Slice

type slice struct {
 array unsafe.Pointer
 len int
 cap int
}
// 扩容
func nextslicecap(newLen, oldCap int) int {
 newcap := oldCap
 doublecap := newcap + newcap
 if newLen > doublecap {
 return newLen
 }
 const threshold = 256
 if oldCap < threshold {
 return doublecap
 }
 for {
 // 1.25x
 newcap += (newcap + 3*threshold) >> 2
 if uint(newcap) >= uint(newLen) {
 break
 }
 }
 // overflowed
 if newcap <= 0 {
 return newLen
 }
 return newcap
}

Map

type Map struct {

 used uint64 // The number of filled slots
 seed uintptr // the hash seed, computed as a unique random number per map.

 // The directory of tables.
 // Normally dirPtr points to an array of table pointers
 // dirPtr *[dirLen]*table
 dirPtr unsafe.Pointer

 dirLen int // 1 << globalDepth
 globalDepth uint8 // The number of bits to use in table directory lookups.
 globalShift uint8 // The number of bits to shift out, 64 - globalDepth
 writing uint8 // detect the race.
 tombstonePossible bool // whether a table in this map contains a tombstone.
 clearSeq uint64 // version number, used to detect map clears during iteration.
}

Swiss Table

refer: Faster Go maps with Swiss Tables