Golang教程:goroutine协程

liuzhongchao · · 1661 次点击 · · 开始浏览    
这是一个创建于 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

在上一篇中,我们讨论了并发,以及并发和并行的区别。在这篇教程中我们将讨论在Go中如何通过Go协程实现并发。

什么是协程

Go协程(Goroutine)是与其他函数或方法同时运行的函数或方法。可以认为Go协程是轻量级的线程。与创建线程相比,创建Go协程的成本很小。因此在Go中同时运行上千个协程是很常见的。

Go协程对比线程的优点

  • 与线程相比,Go协程的开销非常小。Go协程的堆栈大小只有几kb,它可以根据应用程序的需要而增长和缩小,而线程必须指定堆栈的大小,并且堆栈的大小是固定的。
  • Go协程被多路复用到较少的OS线程。在一个程序中数千个Go协程可能只运行在一个线程中。如果该线程中的任何一个Go协程阻塞(比如等待用户输入),那么Go会创建一个新的OS线程并将其余的Go协程移动到这个新的OS线程。所有这些操作都是 runtime 来完成的,而我们程序员不必关心这些复杂的细节,只需要利用 Go 提供的简洁的 API 来处理并发就可以了。
  • Go 协程之间通过信道(channel)进行通信。信道可以防止多个协程访问共享内存时发生竟险(race condition)。信道可以想象成多个协程之间通信的管道。我们将在下一篇教程中介绍信道。

如何创建一个协程?

在函数或方法调用之前加上关键字 go,这样便开启了一个并发的Go协程。

让我们创建一个协程:

package main

import (  
    "fmt"
)

func hello() {  
    fmt.Println("Hello world goroutine")
}
func main() {  
    go hello()
    fmt.Println("main function")
}

第11行,go hello() 开启了一个新的协程。现在 hello() 函数将和 main() 函数一起运行。main 函数在单独的协程中运行,这个协程称为主协程。

运行这个程序,你将得到一个惊喜。

程序仅输出了一行文本: main function。我们创建的协程发生了什么?我们需要了解Go协程的两个属性,以了解为什么发生这种情况。

  • 当创建一个Go协程时,创建这个Go协程的语句立即返回。与函数不同,程序流程不会等待Go协程结束再继续执行。程序流程在开启Go协程后立即返回并开始执行下一行代码,忽略Go协程的任何返回值。
  • 在主协程存在时才能运行其他协程,主协程终止则程序终止,其他协程也将终止。

我想你已经知道了为什么我们的协程为什么没有运行。在11行调用 go hello()后,程序的流程直接调转到下一条语句执行,并没有等待 hello 协程退出,然后打印 main function。接着主协程结束运行,不会再执行任何代码,因此 hello 协程没有得到运行的机会。

让我们修复这个问题:

package main

import (  
    "fmt"
    "time"
)

func hello() {  
    fmt.Println("Hello world goroutine")
}
func main() {  
    go hello()
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("main function")
}

上面的程序中,第13行,我们调用 time 包的 Sleep 函数来使调用该函数所在的协程休眠。在这里是让主协程休眠1秒钟。现在调用 go hello() 有了足够的时间得以在主协程退出之前执行。该程序首先打印 Hello world goroutine,等待1秒钟之后打印 main function

在主协程中使用 Sleep 函数等待其他协程结束的方法是不正规的,我们用在这里只是为了说明Go协程是如何工作的。信道可以用于阻塞主协程,直到其他协程执行完毕。我们将在下一篇教程中讨论信道。

开启多个协程

让我们写一个程序开启多个协程来更好的理解协程:

package main

import (  
    "fmt"
    "time"
)

func numbers() {  
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        time.Sleep(250 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%d ", i)
    }
}
func alphabets() {  
    for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
        time.Sleep(400 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%c ", i)
    }
}
func main() {  
    go numbers()
    go alphabets()
    time.Sleep(3000 * time.Millisecond)
    fmt.Println("main terminated")
}

上面的程序在第21和22行开启了两个协程。现在这两个协程同时执行。numbers 协程最初睡眠 250 毫秒,然后打印 1,接着再次睡眠然后打印2,以此类推,直到打印到 5。类似地,alphabets 协程打印从 a 到 e 的字母,每个字母之间相隔 400 毫秒。主协程开启 numbers 和 alphabets 协程,等待 3000 毫秒,最后终止。

程序的输出为:

1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated

下面的图片描述了这个程序是如何工作的

上图中,蓝色的线框表示 numbers 协程,栗色的线框表示 alphabets 协程。绿色的线框表示主协程。黑色的线框合并了上述三个协程,向我们展示了该程序的工作原理。每个框顶部的 0ms,250 ms 的字符串表示以毫秒为单位的时间,在每个框底部的 1,2,3 表示输出。 
蓝色的线框告诉我们在 250ms 的时候打印了1,在 500ms 的时候打印了2,以此类推。因此最后一个线框底部的输出:1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated 也是整个程序的输出。上面的图像是很好理解的,您将能够了解该程序的工作原理。

 

 

 

本文转自:https://blog.csdn.net/u011304970/article/details/75096323?locationNum=3&fps=1


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本文来自:博客园

感谢作者:liuzhongchao

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