24 goroutine channel实现并发和并行(一)

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  • 进程和线程

进程就是一个正在执行的程序。一个进程至少有5种基本状态,它们是:初始态、执行态、等待状态、就绪状态、终止状态。

线程是进程的一个执行实例,是程序执行的最小单元。

一个进程可以创建多个线程,同一个进程中的多个线程可以并发执行,一个程序要运行至少有一个进程。

  • 并发和并行

并发:多个线程同时竞争一个位置,竞争到的才可以执行,每个时间段只有一个线程在执行。

并行:多个线程可以通知执行,每个时间段,可以有多个线程执行。

通俗地说,多线程程序在单核CPU上运行就是并发,多线程程序在多核CPU上运行就是并行,如果线程数大于CPU核数,则多线程程序在多个CPU上运行既有并行又有并发

  • Golang中的协程及主线程

在一个Golang程序的主线程上可以起多个协程。Golang中多协程可以实现并行或并发。

协程:可以理解为用户级,也就是系统并不直到有协程的存在,是完全由用户自己的程序进行调度的。Golang的一大特色就是从语言层面原生支持协程(goroutine)

  • 多协程和多线程

Golang中每个goroutine(协程)默认占内存远比Java、C的线程少。

OS(操作系统)线程一般有固定的栈内存(通常为2MB左右),一个goroutine占内存非常小,只有2KB左右,多goroutine切换调度开销方面远比线程要少。这也是为什么越来越多的大公司使用Golang的原因之一。

goroutine的使用以及sync.WaitGroup
  • 并行执行需求

在主进程中开启一个goroutine,该协程每隔50ms输出“你好 golang”,输出10次后退出程序,要求主线程和goroutine同时执行。

func main(){
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println("你好golang")
        time.Sleep(time.Millisecond*50)
    }
}

要求主线程和goruntine同时执行

func test() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("test()你好golang")
        time.Sleep(time.Millisecond * 50)
    }
}

func main() {
    go test()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("main()你好golang")
        time.Sleep(time.Millisecond * 50)
    }
}

//main()你好golang
//test()你好golang
//test()你好golang
//main()你好golang
//main()你好golang
//test()你好golang
//test()你好golang
//main()你好golang
//test()你好golang
//main()你好golang

更改主进程的时间,让它比协程先结束

func test() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("test()你好golang")
        time.Sleep(time.Millisecond * 50)
    }
}

func main() {
    go test()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("main()你好golang")
        time.Sleep(time.Millisecond * 10)
    }
    //time.Sleep(time.Second)
    //强制让协程晚一点退出
}
//main()你好golang
//test()你好golang
//main()你好golang
//main()你好golang
//main()你好golang
//test()你好golang

很显然,程序写成这样是不合格的,使用sync.WaitGroup等待协程执行完毕,改写如下:

首选全局定义sync.WaitGroup,每开启一个协程时执行wg.Add(1),协程执行完毕后wg.Done,最后在主进行后面添加wg.Wait等待所有的协程执行完毕。

var wg sync.WaitGroup
func test() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("test()你好golang")
        time.Sleep(time.Millisecond * 50)
    }
    //协程计数器-1
    wg.Done()
}

func main() {
    //协程计数器+1
    wg.Add(1)
    go test()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("main()你好golang")
        time.Sleep(time.Millisecond * 10)
    }
    //等待协程执行完毕
    wg.Wait()
    fmt.Println("主线程退出")
}
//test()你好golang
//main()你好golang
//main()你好golang
//main()你好golang
//main()你好golang
//test()你好golang
//test()你好golang
//test()你好golang
//test()你好golang
//主线程退出

Go1.5版本之前,默认使用的是单核心执行。Go1.5版本之后,默认使用全部的cpu逻辑核心数。

func main(){
    //获取当前计算机上面的cpu个数
    cpuNum := runtime.NumCPU()
    fmt.Println("cpuNum=",cpuNum)//cpuNum = 6
    //可以自定义设置使用多个cpu
    runtime.GOMAXPROCS(cpuNum - 1)
}
  • 多个协程之间执行没有顺序
var wg  sync.WaitGroup

func test(num int) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i <= 5; i++ {
        fmt.Printf("协程(%v)第%v条数据\n", num, i)
    }
}

func main() {
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        wg.Add(1)
        go test(i)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("关闭主线程")
}
//协程(5)第0条数据
//协程(5)第1条数据
//协程(5)第2条数据
//协程(5)第3条数据
//协程(5)第4条数据
//协程(5)第5条数据
//协程(4)第0条数据
//协程(4)第1条数据
//协程(4)第2条数据
//协程(4)第3条数据
//协程(4)第4条数据
//协程(4)第5条数据
//协程(2)第0条数据
//协程(2)第1条数据
//协程(2)第2条数据
//协程(2)第3条数据
//协程(2)第4条数据
//协程(2)第5条数据
//协程(3)第0条数据
//协程(3)第1条数据
//协程(3)第2条数据
//协程(3)第3条数据
//协程(3)第4条数据
//协程(3)第5条数据
//协程(1)第0条数据
//协程(1)第1条数据
//协程(1)第2条数据
//协程(1)第3条数据
//协程(1)第4条数据
//协程(1)第5条数据
//关闭主线程

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本文来自:简书

感谢作者:learninginto

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