掌握Go并发:Go语言并发编程深度解析

慈云数据 2024-03-13 技术支持 97 0

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前言

当我们开发一个Web服务时,我们希望可以同时处理成千上万的用户请求,当我们有大量数据要计算时,我们希望可以同时开启多个任务进行处理,随着硬件性能的提升以及应用数据的增长,有越来越多的场景需要高并发处理,而高并发是Go的强项。

在这篇文章中,我们就一起来探究一下Go并发编程

目录

前言

并发与并行

并发

并行

Goroutines

什么是Goroutine

Goroutine的优势

启动Goroutine

关闭Goroutine

Channel

什么是Channel

创建Channel

Channel操作

发送与接收

关闭

遍历

无缓冲区Channel

有缓冲区Channel

Channel的串联

单方向的channel

select:多路复用

Goroutine泄漏

小结


并发与并行

在谈Go并发编程之前,我们需要对并发与并行做一下区分。

并发

并发是指有多个任务处于运行状态,但无法确定到底任务的运行顺序,比如某一时间,有一个双核CPU,但有10个任务(线程),这些任务可能随机被分配到相同或者不同的核心上去运行,但是其运行顺序是不确定的。

并行

并行是指多个任务在某一个时刻同时运行,比如某一个时刻,一个双核心的CPU,两个核心同时都有一个任务在运行,那么就是说这两个任务是并行的。

Goroutines

Goroutine是 Go语言的并发单元。

什么是Goroutine

Goroutine,中文称为协程,我们可以把 Goroutine看作是一个轻量级的线程,而从代码层面来看,Goroutine就是一个独立运行的函数或方法。

Goroutine的优势

  1. 与线程相比,创建一个Goroutine的开销要小得多,一个Goroutine初始化时只需要2KB,而一个线程则要2MB,所以Go程序可以大量创建Goroutine进行并发处理。
  2. 虽然协程初始化只有2KB,但却可以根据需求动态扩展。
  3. Goroutine可以通过Channel互相通讯,而线程只能通过共享内存互相通讯。
  4. Goroutine由Go调度器进行调度,而线程则依赖系统的调度。

启动Goroutine

要启动一个Goroutine非常简单,只要在函数或者方法前面加上 go关键字就可以了:

package main 
func Hello(){
	fmt.Println("hello")
}
func main(){
	go Hello()
	//匿名函数
	go func(){
		fmt.Println("My Goroutine")
	}()
}

程序启动后, main函数单独运行在一个 Goroutine中,这个 Goroutine称作 Main Goroutine,其他用go关键字启动的Goroutine各自运行。

如果你在控制台运行上面的程序,会发现在控制台根据没有任何输出,这是为什么呢?

原因在于虽然所有的Goroutine是独自运行的,但如果 Man Gorouine终止的话,那么所有 Goroutine 都会退出执行。

上面的示例中,我们启动的 Goroutine还没运行,main函数就执行结束了,因此整个程序就退出了。

package main 
import "time"
func Hello(){
	fmt.Println("hello")
}
func main(){
	go Hello()
	go func(){
		fmt.Println("My Goroutine")
	}()
	time.Sleep(time.Second)
}

上面的示例中,我们调用 time.Sleep()函数让 Main Goroutine休眠而不退出,这时候其他的Goroutine就可以在 Main Goroutine退出前执行。

关闭Goroutine

Go没有提供关闭Goroutine的机制,一般来说要让一个Goroutine停止有三种方式:

  • random Goroutine执行完成退出或者 return退出
  • main函数执行完成,所有Goroutine自然就会终止
  • 直接终止整个程序的执行(程序崩溃或调用os.Exit()),类似第2种方式。

    Channel

    Go并发编程的思想是:不要用共享内存来通讯,而是用通讯来共享内存。而这种通讯机制就是Channel。

    什么是Channel

    Channel是 Goroutine之间的通信机制,可以把 Channel理解为 Goroutine之间的一条管道,就像水可以从一个管道的一端流向另一端一样,数据也可以通过 Channel从一个 Goroutine流向其他的一个 Goroutine,以实现 Goroutine之间的数据通讯。

    创建Channel

    创建 Channel类型的关键字是 chan,在 chan后面跟一个其他的数据类型,用于表示该 channel可发送什么类型的数据,比如一个可以发送整数的 Channel其定义是:

    var ch chan int
    

    Channel的默认值为nil,Channel必须实例化后才能使用,使用 make()函数实例化:

    ch = make(chan int)
    ch1 := make(chan int)
    

    Channel与map一样是引用数据类型,在调用make()函数后,该Channel变量引用一块底层数据结构,因此当把channel变量传递给函数时,调用者与被调用者引用的是同一块数据结构。

    Channel操作

    Channel支持发送与接收两种操作,无论是发送还是接收,都是用

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