Golang并发编程

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## Goroutine 在Go语言中,语言本身就已经实现和支持了并发, 我们只需要通过`go`关键字来开启`goroutine`即可。 gouroutine其实就是一种协程,类似其他语言中的coroutine, 是在编译器或虚拟机层面上的多任务。它可以运行在一个或多个线程上,但不同于线程,它是**非抢占式的**,所以协程很轻量。 ``` func main() { for i := 0; i < 1000; i++ { go func(ii int) { for { fmt.Printf("Hello %d\n", ii) } }(i) } time.Sleep(time.Millisecond) } ``` 上述代码就开启了1000个协程,在1ms内不断的打印字符串,这里需要注意两个点: 1. time.Sleep 在main函数退出前,Sleep了1ms。这是因为当main函数退出时,之前开的协程也会随着退出,如果不Sleep,则无法看到打印信息。 2. 匿名函数将变量i作为参数赋值传入。 如果不传参,变量i也能被使用,但是是以引用的方式。而i在main函数中在不断自增,导致在goroutine打印信息中,无法知道是第几个协程打印的。 从打印信息上看,跟开线程没什么区别,无非就是数量上不同。但是在操作系统层面,线程是抢占式,而我们之前说协程是非抢占式的,这怎么会一样呢? <!-- more --> 出现上述问题的原因在于,在调用`Printf`的时候,进行了切换, goroutine主动让出了控制权。我们修改代码如下,演示下非抢占: ``` a := [10]int{} for i := 0; i < 10; i++ { go func(ii int) { for { a[ii]++ } }(i) } time.Sleep(time.Millisecond) fmt.Println(a) ``` 运行上述代码,出现了死循环。因为在开辟的第一个goroutine中,一直循环执行`a[ii]++`,一直没有让出控制权;而`main`本质上也是个goroutine,所以后面的代码都没有执行完,也没有退出。 遇到这种情况,我们可以在goroutine中主动让出控制权,例如: ``` a[ii]++ runtime.Gosched() ``` goroutine 可能会切换的点 (不能保证): * I/O,select * channel * 等待锁 * runtime.Gosched() ## CSP并发模型 Go实现了两种并发形式: 1. 共享内存 + 锁同步 2. CSP. 通过goroutine和channel来实现的. CSP并发模型是在1970年左右提出的概念,属于比较新的概念,不同于传统的多线程通过共享内存来通信,CSP讲究的是“以通信的方式来共享内存”。 >Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating >不要以共享内存的方式来通信,相反,要通过通信来共享内存。 ## channel channel 是用来在不同goroutine之间进行通信的,无论传值还是取值, 它都是阻塞的。 ``` c := make(chan int) c <- 1 ``` 上面代码直接运行会造成死锁: ``` all goroutines are asleep - deadlock! ``` 所以一般在使用channel前先开一个goroutine去接收channel: ``` func createWorker() chan int { c := make(chan int) go func() { for n := range c { fmt.Println("received:", n) } }() return c } func main() { var channels [10]chan int for i, _ := range channels { channels[i] = createWorker() } for i, c := range channels { c <- i } time.Sleep(time.Millisecond) } ``` 在上述代码中,我们定义了一个`createWorker`,用来创建一个接收者,同时返回了一个channel。同时我们可以对返回的channel做限制,例如: ``` func createWorker() chan<- int // 只能发送数据 func createWorker() <-chan int // 只能接收数据 ``` 一般可以通过`n := <- c`来接收数据,在上述例子中使用了range,因为channel是可以close的。 `close(c)`关闭channel, 但是关闭后在worker中依然能接收到channel(只要goroutine没有退出)。而接收到的数据是定义的channel的零值,在上述例子中,则收到0. * 通过`n,ok := <- c`的ok来判断channel是否关闭;也可以通过range来接收; * 如果往已经关闭的channel写数据,会panic:`send on closed channel`. **不要从接收端关闭channel,也不要关闭有多个并发发送者的channel** ### 等待任务结束 在之前的例子中,我们都是通过Sleep方法来粗略的控制任务的执行,这在实际生产中肯定不能这么干。之前也说了channel是用来通信的,那么我们可以通过channel来告诉使用者任务已经执行完了。 代码优化如下: ``` type worker struct { in chan int done chan bool } func createWorker() worker { w := worker{ in: make(chan int), done: make(chan bool), } go func(w worker) { for n := range w.in { fmt.Println("received:", n) w.done <- true } }(w) return w } func chanNormal() { var workers [10]worker for i, _ := range workers { workers[i] = createWorker() } for i, w := range workers { w.in <- i } for _, w := range workers { <-w.done } } func main() { chanNormal() } ``` 除了我们自己定义channel,go也为我们提供了`sync.WaitGroup`,来管理一组任务。 ``` var wg sync.WaitGroup wg.Add(1) wg.Done() wg.Wait() ``` ### Tip 将struct中的done抽象成一个方法,在`create`的时候实现,这样在`worker`中就不用管具体代码了,只要调用done方法即可。 ## 原文 [链接](http://blog.lichfaker.com/2018/02/27/Golang%E5%B9%B6%E5%8F%91%E7%BC%96%E7%A8%8B/)

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