Go并发（1）

　　Go从语言本身支持并发，而不是由某个库或者模块来实现并发，可谓天生丽质。goroutine从根本上与线程不同，goroutine更加轻量化。
　　看下面这个常见的网络模型：

package main

import (
  "fmt"
  "net"
)

func manageClient(conn net.Conn) {
  conn.Write([]byte("Hi!"))
  conn.Close()
  //do something with the client
}

func main() {
  //we are creating a server her that listenson port 1337. 
  listener, err := net.Listen("tcp", ":1337")
  for {
    //accept a connection
    connection, _ := listener.Accept()
    go manageClient(connection)
  }
}

　　在main函数调用net.Listen方法进行监听，该方法会返回两个值，一个是服务器连接，另一个是错误数据。然后，进入到服务的主循环部分，程序调用server.Accept方法，然后等待请求。该方法调用后，程序会被挂起，直到有有一个客户端的连接出现。一旦有个连接出现，我们将connection对象传值到manageClient方法中，由于通过goroutine的方式调用manageClient，所以主程序会继续等待处理下一个客户端连接请求。

　　上面的代码清晰明了，Go允许使用go语句开启一个新的运行期线程，即 goroutine，以一个不同的、新创建的goroutine来执行一个函数。同一个程序中的所有goroutine共享同一个地址空间。
　　Goroutine非常轻量，除了为之分配的栈空间，其所占用的内存空间微乎其微。并且其栈空间在开始时非常小，之后随着堆存储空间的按需分配或释放而变化。内部实现上，goroutine会在多个操作系统线程上多路复用。如果一个goroutine阻塞了一个操作系统线程，例如：等待输入，这个线程上的其他goroutine就会迁移到其他线程，这样能继续运行。

　　让我们接着来看下面这个例子：

package main

import (
  "fmt"
)

func sayHello() {
  fmt.Println("Hello, world!")
}

func main() {
  //run a goroutine that says hello
  go sayHello()
}

　　上述程序会输出什么？什么也不会输出，因为sayHello这个goroutine还没来得及跑，主函数已经退出了。
　　在C++/Java/Python里面，都有类似Join的东东来等待子线程，而go里面是用Channels来实现的，Channels是一种goroutine之间或者goroutine和主进程之间的通信机制。

　　把上述程序改为：

package main

import (
  "fmt"
)

var eventChannel chan int = make(chan int)

func sayHello() {
  fmt.Println("Hello, world!")

  //pass a message through the eventChannel
  eventChannel <- 1
}

func main() {

  //run a goroutine that says hello
  go sayHello()

  //read the eventChannel
  //this call blocks so it waits until sayHello() is done
  <- eventChannel
}

　　默认情况下，信道的存数据和取数据都是阻塞的 (无缓冲Channel)。如果channel中没有数据的情况下，从channel中读数据会被阻塞，一直阻塞到可以从channel中读到数据。反之，如果无缓冲Channel中数据未被取出，存数据也会阻塞直到数据被取走。
　　所以，无缓冲channel是在多个goroutine之间同步很棒的工具。通过这种机制，上面这个程序就可以输出 “Hello, world”了。

　　这里，操作符<-用于指定管道的方向，发送或接收。如果未指定方向，则为双向管道。

chan Sushi        // 可用来发送和接收Sushi类型的值
chan<- float64     // 仅可用来发送float64类型的值
<-chan int         // 仅可用来接收int类型的值

　　管道是引用类型，基于make函数来分配：

ci := make(chan int)
cs := make(chan string)
cf := make(chan interface{})

　　如果通过管道发送一个值，则将<-作为二元操作符使用。通过管道接收一个值，则将其作为一元操作符使用：

ch <- v    // 发送v到channel ch.
v := <-ch  // 从ch中接收数据，并赋值给v

　　OK，有无缓冲channel，当然也有缓冲channel的缓冲，其实就是个FIFO，可以把缓冲信道看作为一个线程安全的队列。
　　ch:= make(chan bool, 4)，创建了可以存储4个元素的bool 型channel。在这个channel 中，前4个元素可以无阻塞的写入。当写入第5个元素时，代码将会阻塞，直到其他goroutine从channel 中读取一些元素，腾出空间。

ch := make(chan type, value) 
//value == 0 ! 无缓冲（阻塞）
//value > 0 ! 缓冲（非阻塞，直到value 个元素）

　　看下面这个例子：

package main

import "fmt"

func main() {
    c := make(chan int, 2)//修改2为1就报死锁的错误（很好理解），修改2为3可以正常运行
    c <- 1
    c <- 2
    fmt.Println(<-c)
    fmt.Println(<-c)
}

　　如果你需要不断从Channel中取数据，上面的代码一个一个地去读取Channel真真太烦了，range闪亮登场了，Go语言允许我们使用range来读取信道。
　　看下面这个例子：

package main

import (
    "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
    x, y := 1, 1
    for i := 0; i < n; i++ {
        c <- x
        x, y = y, x + y
    }
    close(c)  //去掉此句会报死锁错误
}

func main() {
    c := make(chan int, 10)
    go fibonacci(cap(c), c)
    for i := range c {
        fmt.Println(i)
    }
}

　　for i := range c能够不断的读取channel里面的数据，直到该channel被显式的关闭。上面代码我们看到可以显式的关闭channel，生产者通过内置函数close关闭channel。被关闭的信道会禁止数据流入, 是只读的。我们仍然可以从关闭的信道中取出数据，但是不能再写入数据了。
　　在消费方可以通过语法v, ok := <-ch测试channel是否被关闭。如果ok返回false，那么说明channel已经没有任何数据并且已经被关闭。
记住应该在生产者的地方关闭channel，而不是消费的地方去关闭它，这样容易引起panic。

　　如果主线程要等待多个goroutine，怎么同步？看完了上面的Channel你肯定有想法了吧。
　　有两个方案:
　　1）只使用单个无缓冲Channel阻塞主线
　　2）使用容量为goroutines数量的缓冲Channel

　　对于方案1:

var quit chan int // 单个Channel

func foo(id int) {
    fmt.Println(id)
    quit <- 0 // ok, finished
}

func main() {
    count := 1000
    quit = make(chan int) // 无缓冲

    for i := 0; i < count; i++ {
        go foo(i)
    }

    for i := 0; i < count; i++ {
        <- quit
    }
}

　　对于方案2, 把Channel换成缓冲1000的:

quit = make(chan int, count) // 容量1000

　　对于这个场景而言，两者都是可以的。
　　但是如果存数据和取数据时间相差较大，如果不在输出层面加一个缓存，用无缓冲Channel对性能影响较大，这时候就用Buffered Channel吧。

　　上面都是只有一个channel的情况，那么如果存在多个channel的时候，我们该如何操作呢，Go里面提供了一个关键字select，通过select可以监听多个channel上的数据流动。
　　select默认是阻塞的，只有当监听的channel中有发送或接收可以进行时才会运行，当多个channel都准备好的时候，select是随机的选择一个执行的。

package main

import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {
    x, y := 1, 1
    for {
        select {
        case c <- x:
            x, y = y, x + y
        case <-quit:
            fmt.Println("quit")
            return
        }
    }
}

func main() {
    c := make(chan int)
    quit := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println(<-c)
        }
        quit <- 0
    }()
    fibonacci(c, quit)
}

　　在select里面还有default语法，select其实就是类似switch的功能，default就是当监听的channel都没有准备好的时候，默认执行的（select不再阻塞等待channel）。

select {
case i := <-c:
    // use i
default:
    // 当c阻塞的时候执行这里
}

　　有时候会出现goroutine阻塞的情况，那么我们如何避免整个程序进入阻塞的情况呢？我们可以利用select来设置超时，通过如下的方式实现：

func main() {
    c := make(chan int)
    o := make(chan bool)
    go func() {
        for {
            select {
                case v := <- c:
                    println(v)
                case <- time.After(5 * time.Second):
                    println("timeout")
                    o <- true
                    break
            }
        }
    }()
    <- o
}

参考：
https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.7.md#select