大家好!在这篇文章中,我们将介绍如何在基于 Go 语言的项目中使用***goroutines***,以及如何提升项目运行时的性能。
## 视频教程
https://youtu.be/ARHXmR0_MGY
## 简介
如今,Go 是一种性能优良的程序设计语言,它拥有大量优秀的特性用于支持构建高性能的应用程序。它通过特有的***goroutines***和***channels***,重新定义了什么是构建高并发的项目。
使用***goroutines***可以快速地将串行的程序重构为并发程序,而不需要关心创建线程或线程池这种问题。但是,和所有的并发编程一样,这引入了一些危险,你必须在所有函数调用前敲***go***关键字时要考虑到。
## 什么是 Goroutines ?
首先,什么是 Goroutines ?***Goroutines***是一种由 Go 运行时系统管理的“极轻量级线程”。使用 Goroutines 可以创建异步并行的项目,执行这些并行任务要比执行对应的串行任务快很多。
> Goroutines 通常在初始化时仅需要分配 2KB 的栈空间,而线程通常需要占用 1MB。因此,Goroutines 远比线程要更轻量级。
Goroutines 通常被极少量的 OS 线程所复用,这意味着并发的 Go 项目与其他语言如 Java 等提供相同水平的性能时,需要更少的资源。创建一千个 Goroutines 通常至多需要一到两个 OS 线程;而在 Java 中,则需要创建一千个完成的线程,每个线程占用至少 1MB 的堆空间。
通过将成百上千个 Goroutines 映射到单个线程上,我们不必担心在应用程序中创建和销毁线程带来的性能上的影响。而创建或销毁 Goroutines 的开销极小,得益于它们轻量,以及 Go 处理这个过程的方式很高效。
## 一个简单的串行程序
在这个演示项目中,我们创建了一个方法,它接收一个 int 类型的参数 value,并在控制台中从 0 到 value 依次打印数字。此外,还加入一个 sleep 方法,以使在打印下一个数字前等待一秒钟:
```go
package main
import (
"fmt"
"time"
)
// a very simple function that we'll
// make asynchronous later on
func compute(value int) {
for i := 0; i < value; i++ {
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(i)
}
}
func main() {
fmt.Println("Goroutine Tutorial")
// sequential execution of our compute function
compute(10)
compute(10)
// we scan fmt for input and print that to our console
var input string
fmt.Scanln(&input)
}
```
如果执行上面的代码,你会发现它从 0 到 9 每行依次打印一个数字,并且打印了两次。这个串行程序的总执行时间超过 20 秒。第 28 行添加 fmt.Scanln() 是为了在主函数不会在 Goroutines 执行之前结束。
## 改写为异步程序
如果我们不必关心程序中打印 0 到 n 的顺序,那么我们可以通过使用 Goroutines 加快这个程序,使其成为一个异步程序。
```go
package main
import (
"fmt"
"time"
)
// notice we've not changed anything in this function
// when compared to our previous sequential program
func compute(value int) {
for i := 0; i < value; i++ {
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(i)
}
}
func main() {
fmt.Println("Goroutine Tutorial")
// notice how we've added the 'go' keyword
// in front of both our compute function calls
Go compute(10)
Go compute(10)
}
```
我们只需要在串行程序的函数调用前添加***go***关键字即可得到异步程序。在这里,我们创建了两个独立且并行执行的 Goroutines 。
但是,当你尝试运行这个程序时会发现,它在完整打印出我们预期的输出前就结束了。
为什么?
这是因为在异步函数执行完成之前,主函数执行完成了,因此所有未完成的 Goroutines 都会立即终止。
为了解决这个问题,我们可以加入一行 fmt.Scanln() ,这样程序就会在杀死 Goroutines 前,等待键盘输入:
```go
package main
import (
"fmt"
"time"
)
// notice we've not changed anything in this function
// when compared to our previous sequential program
func compute(value int) {
for i := 0; i < value; i++ {
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(i)
}
}
func main() {
fmt.Println("Goroutine Tutorial")
// notice how we've added the 'go' keyword
// in front of both our compute function calls
Go compute(10)
Go compute(10)
var input string
fmt.Scanln(&input)
}
```
在终端中执行这个程序,可以看到控制台中打印了 0,0,1,1,2,2... 直到 ..9,9。如果对这个程序的执行计时会发现,接近 10 秒的时间就执行完了。
## 匿名 Goroutine 函数
在之前的例子中,我们关注如何通过**go**关键字创建一个命名的并发函数。同样,我们可以通过**go**关键字构建匿名并发函数:
```go
package main
import "fmt"
func main() {
// we make our anonymous function concurrent using `go`
Go func() {
fmt.Println("Executing my Concurrent anonymouse function")
}()
fmt.Scanln()
}
```
## 结论
在这篇文章中,我们学习了如何使用 Go 开发并发应用程序。我们研究了什么是 Goroutines, 以及如何使用它们加速系统的各个部分并创建性能良好的应用程序。
希望这篇文章对你有用,欢迎在下方评论!
## 延伸阅读
- [Go sync.WaitGroup Tutorial](https://tutorialedge.net/golang/go-waitgroup-tutorial/)
- [Go Mutex Tutorial](https://tutorialedge.net/golang/go-mutex-tutorial/)
- [Go Channels Tutorial](https://tutorialedge.net/golang/go-channels-tutorial/)
via: https://tutorialedge.net/golang/concurrency-with-golang-goroutines/
作者:tutorialedge.net 译者:ByKyleYao 校对:polaris1119
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