golang-goruntime与channel:高效的channel

golang有两个非常大的特性，那就是goruntime与channel，这两个特性直接将开发人员从并发和线程同步中解放了出来，使高并发和线程同步之间代码的编写变得异常简单，并且占用资源少，同步传输效率高。

        资源占用方面，goroutine 会从4096字节的初始栈内存占用开始按需增长或缩减内存占用。同步传输效率方面，我曾经在松本行弘的《代码的未来》一书上看到一个简洁的例子(书上的代码中行末带有分号，目前golang中已经取消了源代码中行末的分号，由编译器代为添加,一行代码包含多个语句则需要分号分隔)。下列代码在原代码基础上做了适当调整。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func chanFlow(left, right chan int, bufferLen int) {
	if bufferLen <= 0 {
		left <- 1 + <-right
	} else {
		for i := 0; i < bufferLen; i++ {
			left <- 1 + <-right
		}
	}
}

func main() {
	nruntime := 100000
	lastChan := make(chan int)

	var left chan int = nil
	right := lastChan

	begin := time.Now()
	fmt.Println("begin at:", begin)
	for i := 0; i < nruntime; i++ {
		left, right = right, make(chan int)
		go chanFlow(left, right, 0)
	}

	right <- 0
	result := <-lastChan

	end := time.Now()
	fmt.Println("end   at:", end, time.Since(begin))
	fmt.Println(result)
}

      程序创建了10w零1个无缓冲channel, 10w个goruntime, 数据在goruntime中从第一个channel流向最后一个channel，每流入一次数值加一。代码在我的笔记本(2.7 GHz Intel Core i5, 8 GB 1867 MHz DDR3)运行结果如下:
begin at: 2016-08-28 14:42:04.972728029 +0800 CST
end   at: 2016-08-28 14:42:05.454288408 +0800 CST 481.560725ms
耗时不到半秒。

        上面的例子中使用的是无缓冲的channel，把代码修改为带1000个单位缓冲的channel再试试看，代码如下：

func chanFlow(left, right chan int, bufferLen int) {...}
func main() {
	nruntime := 100000
	chanBuffer := 1000
	result := make([]int, 0, 100)

	lastChan := make(chan int, chanBuffer)

	var left chan int = nil
	right := lastChan

	begin := time.Now()
	fmt.Println("begin at:", begin)
	for i := 0; i < nruntime; i++ {
		left, right = right, make(chan int, chanBuffer)
		go chanFlow(left, right, chanBuffer)
	}

	for i := 0; i < chanBuffer; i++ {
		right <- 0
	}

	for i := 0; i < chanBuffer; i++ {
		result = append(result, <-lastChan)
	}

	end := time.Now()
	fmt.Println("end   at:", end, time.Since(begin))
	fmt.Println(result)
}

运行结果如下:
begin at: 2016-08-28 14:54:09.352472708 +0800 CST
end   at: 2016-08-28 14:54:14.155240335 +0800 CST 4.802767822s
不到5秒的时间，1000个数据在10w个goruntime中穿过了10w零1个channel。

      而在实际生产中，更多的需要传递的数据是字符串，那么现在把代码再修改一下试试，代码如下：

package main

import (
	"crypto/rand"
	"encoding/base64"
	"fmt"
	"io"
	"time"
)

func chanFlow(left, right chan string, bufferLen int) {
	if bufferLen <= 0 {
		left <- <-right
	} else {
		for i := 0; i < bufferLen; i++ {
			left <- <-right
		}
	}
}

func genString() string {
	b := make([]byte, 32)
	if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, b); err != nil {
		return ""
	} else {
		return base64.URLEncoding.EncodeToString(b)
	}
}

func main() {

	nruntime := 100000
	chanBuffer := 1000
	result := make([]string, 0, 100)

	lastChan := make(chan string, chanBuffer)
	dataForChan := make([]string, 0, chanBuffer)

	for i := 0; i < chanBuffer; i++ {
		dataForChan = append(dataForChan, genString())
	}

	var left chan string = nil
	right := lastChan

	begin := time.Now()
	fmt.Println("begin at:", begin)
	for i := 0; i < nruntime; i++ {

		left, right = right, make(chan string, chanBuffer)
		go chanFlow(left, right, chanBuffer)
	}
	for i := 0; i < chanBuffer; i++ {
		right <- dataForChan[i]
	}

	for i := 0; i < chanBuffer; i++ {
		result = append(result, <-lastChan)
	}

	end := time.Now()
	fmt.Println("end   at:", end, time.Since(begin))
	fmt.Println(result)
}

运行结果如下:

begin at: 2016-08-28 15:06:25.349599328 +0800 CST
end   at: 2016-08-28 15:06:31.288183546 +0800 CST 5.938584364s
不到6秒的时间，1000个44字节的随机字符串在10w个goruntime中穿过了10w零1个channel。而1w个44字节的随机字符串在1w个goruntime中穿过了1w零1个channel耗时约为5秒。

        以上可以看出，golang中数据在goruntime中通过channel同步的效率非常高。