Go 語言中協(xié)程通信實現(xiàn)的共享內(nèi)存是怎樣的

這篇文章給大家介紹Go 語言中協(xié)程通信實現(xiàn)的共享內(nèi)存是怎樣的，內(nèi)容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

通過 goroutine 基于協(xié)程在 Go 語言中實現(xiàn)并發(fā)編程，從語法結構來說，Go 語言的協(xié)程是非常簡單的，只需要通過 go 關鍵字聲明即可，難點在于并發(fā)引起的不確定性，以及為了協(xié)調(diào)這種不確定性在不同協(xié)程間所要進行的通信，常見的并發(fā)通信模型有兩種：共享內(nèi)存和消息傳遞。

下面，我們先來看看如何通過共享內(nèi)存來實現(xiàn) Go 協(xié)程通信，并通過協(xié)程通信來重構上篇教程的代碼，實現(xiàn)應用程序的優(yōu)雅退出，新建一個 memory.go，并編寫代碼如下：

package main
import (    "fmt"    "runtime"    "sync")
var counter int = 0
func add(a, b int, lock *sync.Mutex)  {    c := a + b    lock.Lock()    counter++    fmt.Printf("%d: %d + %d = %d\n", counter, a, b, c)    lock.Unlock()}
func main() {    start := time.Now()    lock := &sync.Mutex{}    for i := 0; i < 10; i++ {        go add(1, i, lock)    }
    for {        lock.Lock()        c := counter        lock.Unlock()        runtime.Gosched()        if c >= 10 {            break        }    }    end := time.Now()    consume := end.Sub(start).Seconds()    fmt.Println("程序執(zhí)行耗時(s)：", consume)}

為了精確判斷主協(xié)程退出時機問題，我們需要在所有子協(xié)程執(zhí)行完畢后通知主協(xié)程，主協(xié)程在收到該信號后退出程序，通過共享內(nèi)存的方式我們引入了一個全局的 counter 計數(shù)器，該計數(shù)器被所有協(xié)程共享，每執(zhí)行一次子協(xié)程，該計數(shù)器的值加 1，當所有子協(xié)程執(zhí)行完畢后，計數(shù)器的值應該是 10，我們在主協(xié)程中通過一個死循環(huán)來判斷 counter 的值，只有當它大于等于 10 時，才退出循環(huán)，進而退出整個程序。

此外，由于 counter 變量會被所有協(xié)程共享，為了避免 counter 值被污染（兩個協(xié)程同時操作計數(shù)器），我們還引入了鎖機制，即 sync.Mutex，這是 Go 語言標準庫提供的互斥鎖，當一個 goroutine 調(diào)用其 Lock() 方法加鎖后，其他 goroutine 必須等到這個 goroutine 調(diào)用同一個 sync.Mutex 的 Unlock() 方法解鎖才能繼續(xù)訪問這個 sync.Mutex（通過指針傳遞到子協(xié)程，所以整個應用持有的是同一個互斥鎖），我們可以通過這種方式保證所有 lock.Lock() 與 lock.Unlock() 之間的代碼是以同步阻塞方式串行執(zhí)行的，從而保證對 counter 進行讀取和更新操作時，同時只有一個協(xié)程在操作它（既保證了操作的原子性）。

最后，我們還統(tǒng)計了整個程序執(zhí)行時間。

當我們執(zhí)行這段代碼時，打印結果如下：

可以看到，實際執(zhí)行時間遠遠小于1秒，這樣一來，程序的整體執(zhí)行效率相比于上篇教程的實現(xiàn)快了將近1萬倍。

不過，代碼也因此變得更復雜，更難以維護，這還只是個簡單的加法運算實現(xiàn)，就要寫這么多代碼，要引入共享變量，還要引入互斥鎖來保證操作的原子性，對于更加復雜的業(yè)務代碼，如果到處都要加鎖、解鎖，顯然對開發(fā)者和維護者來說都是噩夢，Go 語言既然以并發(fā)編程作為語言的核心優(yōu)勢，當然不至于將這樣的問題用這么繁瑣的方式來解決。

前面我們說，除了共享內(nèi)存之外，還可以通過消息傳遞來實現(xiàn)協(xié)程通信，Go 語言本身的編程哲學也是「Don’t communicate by sharing memory, share memory by communicating」，所以實際上，我們在 Go 語言并發(fā)編程實踐中，使用的都是基于消息傳遞的方式實現(xiàn)協(xié)程之間的通信。

在消息傳遞機制中，每個協(xié)程是獨立的個體，并且都有自己的變量，與共享內(nèi)存不同的是，在不同協(xié)程間這些變量不共享，每個協(xié)程的輸入和輸出都只有一種方式，那就是消息，這有點類似于進程：每個進程都是獨立的，不會被其他進程打擾，不同進程間靠消息來通信，它們不會共享內(nèi)存。

關于Go 語言中協(xié)程通信實現(xiàn)的共享內(nèi)存是怎樣的就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。