Go協(xié)程實(shí)現(xiàn)原理和使用分析是怎樣的

這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)碛嘘P(guān) Go協(xié)程實(shí)現(xiàn)原理和使用分析是怎樣的，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

Go 并發(fā)編程原理

Go 語言的協(xié)程實(shí)現(xiàn)被稱之為 goroutine，由 Go 運(yùn)行時(shí)管理，在 Go 語言中通過協(xié)程實(shí)現(xiàn)并發(fā)編程非常簡(jiǎn)單：我們可以在一個(gè)處理進(jìn)程中通過關(guān)鍵字 go 啟用多個(gè)協(xié)程，然后在不同的協(xié)程中完成不同的子任務(wù)，這些用戶在代碼中創(chuàng)建和維護(hù)的協(xié)程本質(zhì)上是用戶級(jí)線程，Go 語言運(yùn)行時(shí)會(huì)在底層通過調(diào)度器將用戶級(jí)線程交給操作系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)線程去處理，如果在運(yùn)行過程中遇到某個(gè) IO 操作而暫停運(yùn)行，調(diào)度器會(huì)將用戶級(jí)線程和系統(tǒng)級(jí)線程分離，以便讓系統(tǒng)級(jí)線程去處理其他用戶級(jí)線程，而當(dāng) IO 操作完成，需要恢復(fù)運(yùn)行，調(diào)度器又會(huì)調(diào)度空閑的系統(tǒng)級(jí)線程來處理這個(gè)用戶級(jí)線程，從而達(dá)到并發(fā)處理多個(gè)協(xié)程的目的。此外，調(diào)度器還會(huì)在系統(tǒng)級(jí)線程不夠用時(shí)向操作系統(tǒng)申請(qǐng)創(chuàng)建新的系統(tǒng)級(jí)線程，而在系統(tǒng)級(jí)線程過多的情況下銷毀一些空閑的線程，這個(gè)過程和 PHP-FPM 的工作機(jī)制有點(diǎn)類似，實(shí)際上這也是很多進(jìn)程/線程池管理器的工作機(jī)制，這樣一來，可以保證對(duì)系統(tǒng)資源的高效利用，避免系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。

以上，就是 Go 語言并發(fā)編程的獨(dú)特實(shí)現(xiàn)模型。

協(xié)程簡(jiǎn)單示例

下面通過一個(gè)簡(jiǎn)單的示例來演示如何在 Go 語言中通過協(xié)程進(jìn)行并發(fā)編程，我們?cè)?nbsp;add.go 中編寫一個(gè)加法函數(shù) add并通過協(xié)程的方式來調(diào)用它：

package main
import "fmt"
func add(a, b int) {    var c = a + b;    fmt.Printf("%d + %d = %d", a, b, c)}
func main() {    go add(1, 2)}

嗯，就是這么簡(jiǎn)單，在這段代碼中包含了兩個(gè)協(xié)程，一個(gè)是顯式的，通過 go 關(guān)鍵字聲明的這條語句，表示啟用一個(gè)新的協(xié)程來處理加法運(yùn)算，另一個(gè)是隱式的，即 main 函數(shù)本身也是運(yùn)行在一個(gè)主協(xié)程中，該協(xié)程和調(diào)用 add 函數(shù)的子協(xié)程是并發(fā)運(yùn)行的兩個(gè)協(xié)程，就好比從 go 關(guān)鍵字開始，從主協(xié)程中叉出一條新路。和之前不使用協(xié)程的方式相比，由此也引入了不確定性：我們不知道子協(xié)程什么時(shí)候執(zhí)行完畢，運(yùn)行到了什么狀態(tài)。在主協(xié)程中啟動(dòng)子協(xié)程后，程序就退出運(yùn)行了，這就意味著包含這兩個(gè)協(xié)程的處理進(jìn)程退出了，所以，我們運(yùn)行這段代碼，不會(huì)看到子協(xié)程里運(yùn)行的打印結(jié)果，因?yàn)檫€沒來得及執(zhí)行它們，進(jìn)程就已經(jīng)退出了。另外，我們也不要試圖從 add 函數(shù)返回處理結(jié)果，因?yàn)樵谥鲄f(xié)程中，根本獲取不到子協(xié)程的返回值，從子協(xié)程開始執(zhí)行起就已經(jīng)和主協(xié)程沒有任何關(guān)系了，返回值會(huì)被丟棄。

如果要顯示出子協(xié)程的打印結(jié)果，一種方式是在主協(xié)程中等待足夠長的時(shí)間再退出，以便保證子協(xié)程中的所有代碼執(zhí)行完畢：

package main
import (    "fmt"    "time")
func add(a, b int) {    var c = a + b;    fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, c)}
func main() {    go add(1, 2)    time.Sleep(1e9)}

這里，我們通過 time.Sleep(1e9) 讓主協(xié)程等待 1s 后退出，這樣，運(yùn)行 go run add.go 就可以看到打印結(jié)果了：

不過，這種方式過于簡(jiǎn)單粗暴，對(duì)于加法運(yùn)算，1s 肯定夠了（而且根本不需要這么長時(shí)間），但是如果是數(shù)據(jù)庫連接、發(fā)送郵件之類的難以預(yù)估時(shí)間的操作呢？這種方式就不合適了，我們需要一種更精準(zhǔn)的方式在子協(xié)程執(zhí)行完畢后，立即退出主協(xié)程，這就涉及到協(xié)程間的通信，我們將在下一篇教程中重點(diǎn)討論這一塊，并且通過協(xié)程間通信來重寫這段代碼。

并發(fā)執(zhí)行示例

目前為止，我們僅僅演示了 Go 語言協(xié)程的啟動(dòng)和簡(jiǎn)單使用，但是通過上述代碼還不足以驗(yàn)證協(xié)程是并發(fā)執(zhí)行的，接下來，我們通過下面這段代碼來驗(yàn)證協(xié)程的并發(fā)執(zhí)行：

package main
import (    "fmt"    "time")
func add(a, b int) {    var c = a + b;    fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, c)}
func main() {    for i := 0; i < 10; i++ {        go add(1, i)    }    time.Sleep(1e9)}

很簡(jiǎn)單，我們給協(xié)程代碼外層套上一個(gè)循環(huán)就可以了，這樣一來，就同時(shí)啟動(dòng)了 10 個(gè)子協(xié)程，由于它們是并發(fā)執(zhí)行的，執(zhí)行的先后順序無法保證，所以我們就看到了這樣的打印結(jié)果：

如果你還不放心，可以在 add 函數(shù)最后添加如下這段代碼：

time.Sleep(3e9)

表示每個(gè)子協(xié)程中執(zhí)行完打印語句睡眠 3 秒再退出，如果不是并發(fā)執(zhí)行，那么肯定至多只能打印一條結(jié)果出來，但實(shí)際情況是，仍然是打印 10 條結(jié)果，并且沒有任何延遲，證明這些加法運(yùn)算是并發(fā)執(zhí)行的。

上述就是小編為大家分享的 Go協(xié)程實(shí)現(xiàn)原理和使用分析是怎樣的了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。