ln, err := net.Listen("tcp", ":8880")
    if err != nil {
        // handle error
    }
    for {
        conn, err := ln.Accept()
        if err != nil {
            // handle error
        }
        go handleConnection(conn)
    }

1 请仔细阅读如上程序,当程序编译后运行在Linux系统上时,是否会产生用户态与内核态的切换,并说明切换时net.Listen In.Accept 函数运行是用户态还是内核态

解:

  1. 先说下什么是用户态什么是内核态,go语言开发中哪些函数会导致用户态与内核态之间的切换
  • 在计算机操作系统中,用户态和内核态是CPU两种不同的执行级别或者说特权级别。

    • 用户态(User Mode):程序在用户态下运行时,具有有限的权限,只能访问用户空间的内存,不能直接访问硬件设备或进行某些特权操作,例如改变CPU的运行模式、中断处理器、修改内核数据结构等。大部分应用程序都在用户态下运行。

    • 内核态(Kernel Mode):内核态拥有最高权限,可以执行任何指令,包括直接访问硬件资源、管理内存、处理中断和系统调用等。操作系统内核及其驱动程序在内核态下运行。

  1. 在Go语言中,当程序执行以下操作时,通常会发生从用户态到内核态的切换:

    • 系统调用(System Call):Go语言标准库中,涉及底层操作系统的功能,如文件操作、网络通信、定时器、进程管理等,都通过系统调用与内核交互。例如:
      • 文件操作:os.Open(), os.Create(), os.Read(), os.Write()等。
      • 网络编程:net.Dial(), net.Listen(), ln.Accept()(如您在问题中提到的)等。
      • 进程管理:os.StartProcess()syscall.ForkExec()等。
      • 信号处理:signal.Notify()等。
  2. 正式回答上面的问题

当调用 net.Listen("tcp", ":8880") 时,会触发用户态到内核态的切换。这是因为创建网络套接字需要系统资源,如分配端口等,这需要内核的协助。在这个过程中,内核会执行相应的系统调用,将控制权从用户态转移到内核态。

同样,当调用 ln.Accept() 函数接受新的连接时,也会发生用户态到内核态的切换。接受网络连接涉及操作系统的网络协议栈,需要内核来完成连接的建立和管理。

在切换时,net.Listenln.Accept 函数的运行处于内核态。内核态拥有更高的权限,可以访问系统资源和执行底层操作。

这种用户态与内核态的切换是操作系统为了实现资源管理和保护的一种机制。通过切换,可以确保系统的安全性和稳定性,同时提供了一种隔离用户程序和内核操作的方式。

需要注意的是,具体的实现细节可能会因操作系统和编程语言的不同而有所差异,但总体的原理是相似的。在 Linux 系统中,这种切换是常见的,并且是网络编程中必要的一部分。

2 当net.Listen 运行后本进程的监听文件存储在什么位置?以及监听文件的信息有哪些?

net.Listen 函数运行后,操作系统会为该程序创建一个监听 socket,并将其存储在操作系统内核中。这个监听 socket 包含了该进程监听的网络地址、端口号以及相关的协议信息等。

在 Linux 操作系统中,网络相关的配置信息一般存储在/proc/net 目录下的各个文件中,包括监听的文件描述符信息、IP 地址、端口号等。当程序运行时,可以通过读取这些文件获取网络配置信息。具体来说,如果我们使用 lsof 命令查看当前进程打开的文件列表,对于网络监听 socketFD 列的第一个数字就是该监听 socket 的文件描述符,TYPE 列为 IPv4IPv6NAME 列中的 *:8888 表示监听所有 IP 地址上的 8888 端口。

最后编辑: kuteng  文档更新时间: 2024-04-02 09:53   作者:kuteng