原文：Running Rust on Microcontrollers

概览

Rust 是一个相当新的编程语言(它诞生于2010¹年)，但在开发嵌入式固件方面显示出巨大的潜力。它首先被设计为一种系统编程语言，这使得它特别适合用于微控制器。它试图通过实现一个强大的所有权模型(可以消除整个错误类的发生)来改进 C/C++ 的一些最大缺点，这对固件也非常适用。

截至2022年，C 和 C++ 编程语言仍然是嵌入式固件的事实标准。然而 Rust 在固件中的角色看起来很光明。Rust 对固件的支持并不是后面才考虑到，而是一开始就考虑支持。 为此，Rust 专门有官方的 嵌入式设备工作组 和 介绍如何使用 Rust 进行嵌入式开发的 嵌入式Rust之书。下图就是Rust嵌入式设备工作组logo²。

本篇文章旨在探索在微控制器（这里指的是低级嵌入式固件，而不是在 Linux 等主机环境上运行）上运行 Rust，涵盖以下内容：

• 语言特性
• 架构支持
• MCU家族支持
• IDE, 编码 和 编码体验
• 实时操作系统
• Rust缺点

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在基于哈希表实现的Map中一个常用技巧就是将哈希桶的数量设置为2的n次方，也就是$2^n$，此后通过取余操作定位key所在桶的位置可以转换成与运算。之所以将取余运算改成与运算，一方面这两者计算的结果是一样的，另外一方面是因为与运算具有更好的性能，因为与运算指令周期是小于取余运算的。Java中的 HashMap 和Go中 map 都使用到这个技巧。

基于哈希表实现的Map中的取余运算转换成与运算的技巧，用数学语言来表达：

对于正整数x, y，如果x为2的n次方，n为正整数，那么$y\;\%\;x = y \;\&\; (x-1)$ 表达式是成立的。

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最近在部门中做了一次技术分享，现将分享内容总结成博文发布出来，内容有删改。

Golang以并发见长，支持成千上万个协程调度。Golang中协程称为Goroutine，它是Go runtime调度中的最小执行单元，Goroutine的创建、管理、调度运行的机制采用的GMP模型。本次分享介绍的就是Golang调度机制的GMP模型。

并行 vs 并发

并行(Parallelism) 指的是一个CPU时间片内可以同时做多件事情。并行强调的是某一时间点内能够同时处理多件事情，并行需要多核CPU提供支持。并行是并发的子集。

并发(Concurrency) 指的是是一种同时处理许多事情的能力，并行强调是某一时间段内能够同时处理多件事情。

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最近读了《Operating Systems: Three Easy Pieces》一书，全书主要围绕虚拟化、并发和持久化这三个主题展开，其中并发部分中介绍锁的章节，行文风趣幽默，写得非常精彩。文中介绍了多种实现锁的方案，以及各种锁的适用场景和优缺点。本文基于该书中锁章节，以一个gopher的角度去分享、拓展书中介绍的锁，并尽量使用Go实现书中介绍的几款自旋锁。

锁的基本思想

锁(lock)的目的是给临界区(Critical Section)加上一层保护，以保证临界区中代码能够像单条原子指令一样执行。临界区指的是一个访问共享资源的程序片段，比如对全局变量的访问、更新。在Linux系统中保护临界区的机制除了锁之外，还有信号量，屏障，RCU等手段。

锁本质是一个变量，我们通过lock()和unlock()这两个语义函数来操作锁变量。当线程准备进入临界区时候，会调用lock()尝试获取锁，当该锁状态是未上锁状态时候，线程会成功获取到锁，从而进入到临界区，如果此时其他线程尝试获取锁而进入临界区，会阻塞或者自旋。获取锁并进入临界区的线程称为锁的持有者，当锁持有者退出临界区时候，调用unlock()来释放锁，那么阻塞等待的其他线程继续开始竞争这个锁。下面是获取锁和释放锁的代码示例：

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lock_t mutex;
lock(&mutex); // 加锁
balance = balance + 1; // 临界区资源
unlock(&mutex); // 释放锁

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本文是并发编程系列博文的开篇。笔者将打算写一系列并发编程相关的博文。下面是具体索引，方便大家查看：

• 并发编程系列：谈谈锁的实现机制

  • 介绍锁的几种实现机制，自旋锁，两阶段锁，读写锁，混合空间锁等知识

• 并发编程系列：死锁

  • 介绍死锁的定义，死锁产生的原因，以及几种解决死锁的方案（活锁、银行家算法、乐光并发控制等）。
  • 以哲学家就餐问题为示例实现几种避免死锁的方案。

• 并发编程系列：无锁编程之栈

  • 介绍CAS原子操作，并以此实现无锁并发安全的栈。介绍CAS存在的ABA问题，以及解决办法。
  • 介绍如何使用指数退避栈解决栈顶争用严重问题

• 并发编程系列：无锁编程之队列

  • 介绍有界部分队列，无界完全队列这两种类型队列。

• 并发编程系列：无锁编程之ring buffer

  • 介绍ring buffer, 以及MPMC、MPSC、SPMC、SPSC等模型的ring buffer无锁版本实现

• 并发编程系列：无锁编程之优先级队列

  • 介绍优先级队列概念
  • 基于锁实现和无锁实现的优先级队列

• 并发编程系列：缓存一致性协议、内存屏障

Go 提供一个名为C的伪包(pseudo-package)来与C 语言交互，这种Go语言与C语言交互的机制叫做CGO。当 Go 代码中加入import C语句来导入C这个不存在的包时候，会启动CGO特性。此后在Go 代码中我们可以使用C.前缀来引用C语言中的变量、类型，函数等。

序言

我们可以给import C语句添加注释，在注释中可以引入C的头文件，以及定义和声明函数和变量，此后我们可以在 Go 代码中引用这些函数和变量。这种注释称为 序言(preamble)。需要注意的是 序言和import C语句之间不能有换行，序言中的静态变量是不能被Go代码引用的，而静态函数是可以的。

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package main

/*
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static void myprint(char* s) {
  printf("%s\n", s);
}
*/
import "C"
import "unsafe"

func main() {
	cs := C.CString("hello world")
	C.myprint(cs)
	C.free(unsafe.Pointer(cs))
}

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原文：7 Code Patterns in Go I Can’t Live Without

代码模式使你的程序更可靠、更高效，并使你的工作和生活更轻松

我已经为开发EDR解决方案工作了7年。这意味着我必须编写具有弹性和高效性的长时间运行的系统软件。我在这项工作中大量使用 Go，我想分享一些最重要的代码模式，你可以依靠这些模式你的程序更加可靠(reliable)和高效(efficient)。

使用Map实现Set

我们经常需要检查某些对象是否存在。例如，我们可能想检查之前是否访问过某个文件或者URL。在这些情况下，我们可以使用map[string]struct{}。如下所示：

使用空结构 struct{} 意味着我们不希望Map的值占用任何空间。有些人会使用 map[string]bool，但基准测试表明 map[string]struct{} 在内存和时间上都表现得更好。相关基准测试可以查看这里。

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一日午饭后散步中，同事问了一道Go相关的测试题目，是他之前面试中面试官问的一个题目，他到现在还没有找到答案。这道测试题就是本篇博文的标题：Go语言中如何在零内存分配情况下反转字符串？

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笔者前段时间负责所在广告部门的ssp系统核心的几个grpc服务由虚拟机部署迁移到k8s环境下的技术方案设计与实施。本篇博文就专门介绍下k8s环境的部署grpc几个方案。这里面不涉及具体实施细节。我们k8s环境是采用华为云的k8s集群服务，我们ssp系统都是go语言开发的，这里面的grpc专指grpc-go。

容器是微服务的基石，可以做到每个服务快速autoscale，但随之带来的是服务的消亡是任意不定的，服务如何能够被调用方找到的难题。为了解决这个问题，就需要系统支持服务的注册和服务的发现。对于grpc来说，就是服务提供者grpc server会部署到多个k8s的Pod上，Pod的创建和消亡是任意时刻，不可预测，那就需要有一套机制能够发现grpc server所有Pod的端点信息，保证调用方(grpc client)能够及时准确获取服务提供方信息。所以grpc部署在k8s的方案也必要解决服务的注册和服务的发现。

此外调用方(grpc client)会维持grpc长连接，以及grpc底层使用HTTP/2协议，负载均衡不同与http和tcp，这一点在设计方案时候，也需要特别关注。

k8s service直连

K8s service是一个命名负载均衡器，它可以将流量代理到一个或多个Pod（这里面的service指的是ClusterIP类型的service)。grpc-go可以通过拨号直连到service，让service进行服务发现和负载均衡处理。

k8s service直连方案部署和开发简单，Pod扩容和缩容都可以及时感知。但是由于service负载均衡工作在4层，无法识别7层的HTTP/2协议，会导致负载均衡不均匀的问题。

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原文是 Exploring Prometheus Go client metrics，有删改。

在这篇文章中，我将探索下Prometheus Go 客户端指标，这些指标由client_go通过promhttp.Handler()暴露出来的。通过这些指标能帮助你更好的理解 Go 是如何工作的。

想对Prometheus了解更多吗？你可以去学习下Monitoring Systems and Services with Prometheus，这是一门很棒的课程，可以让你快速上手。

让我们从一个简单的程序开始，它注册prom handler并且监听8080端口：

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package main

import (
    "log"
    "net/http"

    "github.com/prometheus/client_golang/prometheus/promhttp"
)

func main() {
    http.Handle("/metrics", promhttp.Handler())
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

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