go語言并發(fā)編程

一、goroutine

與傳統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)線程和進(jìn)程相比，協(xié)程的大優(yōu)勢(shì)在于其“輕量級(jí)”，可以輕松創(chuàng)建上百萬個(gè)而不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源衰竭，而線程和進(jìn)程通常多也不能超過1萬個(gè)。這也是協(xié)程也叫輕量級(jí)線程的原因。
golang原生支持并發(fā)編程
輕量級(jí)線程
非搶占式多任務(wù)處理，由協(xié)程主動(dòng)交出控制權(quán)
編譯器/解釋器/虛擬機(jī)層面的多任務(wù)
多個(gè)協(xié)程可能在一個(gè)或多個(gè)線程上運(yùn)行

1.1 go對(duì)協(xié)程的實(shí)現(xiàn)

goroutine--Go對(duì)協(xié)程的實(shí)現(xiàn)
go + 函數(shù)名：?jiǎn)?dòng)一個(gè)協(xié)程執(zhí)行函數(shù)體

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func test_Routine() {
    fmt.Println("This is one routine!!!")
}

func Add(x, y int) {
    z := x + y
    fmt.Println(z)
}

func main() {
    for i := 1; i < 10; i++ {
        //啟動(dòng)一個(gè)協(xié)程執(zhí)行函數(shù)體
        go Add(i, i)
    }

    //為避免并發(fā)執(zhí)行后程序立即退出，先sleep 2秒
    time.Sleep(2)
}

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "time"
)

func main() {
    //定義一個(gè)數(shù)組
    var a [10]int
    //循環(huán)并發(fā)執(zhí)行匿名函數(shù)，實(shí)現(xiàn)
    for i := 0; i < 10; i ++ {
        go func(i int) {
            for {
                a[i]++
                //主動(dòng)讓go協(xié)程讓出時(shí)間片
                runtime.Gosched()
            }
        }(i)
    }
    time.Sleep(time.Millisecond)
    fmt.Println(a)
}

二、channel

Go語言在語言級(jí)別提供的goroutine間的通信方式
不要通過共享來通信，而要通過通信來共享。
channel的讀寫默認(rèn)是阻塞的，除非有g(shù)oroutine對(duì)其進(jìn)行操作。

package main

import (
    "fmt"
    "strconv"
)

//定義一個(gè)加法函數(shù)，傳入x，y整型參數(shù)，quit整型通道
func Add(x, y int, quit chan int) {
    z := x + y
    fmt.Println(z)

    //發(fā)送 1 到channel quit
    quit <- 1
}

//讀取channel中的數(shù)據(jù)
func Read(ch chan int) {
    //將channel中數(shù)據(jù)發(fā)送出去，賦值給value
    value := <-ch

    fmt.Println("value:" + strconv.Itoa(value))
}

//寫數(shù)據(jù)到channel中
func Write(ch chan int) {
    //ch <- 10
}

func main() {
    //ch := make(chan int)
    //go Read(ch)
    //go Write(ch)

    //time.Sleep(10)

    //fmt.Println("end of code")

    //定義一個(gè)容量為10的非阻塞整型通道切片，變 量名為chs
    chs := make([]chan int, 10)
    //循環(huán)地給channel切片chs初始化
    for i := 0; i < 10; i++ {
        chs[i] = make(chan int)
        go Add(i, i, chs[i])
    }

    //遍歷channel切片chs,并從channel中發(fā)出數(shù)據(jù)，留空
    for _, v := range chs {
        <-v
    }
}

三、緩沖channel

定義: c = make(chan int, n) n為緩沖區(qū)的大小，代表channel可以存儲(chǔ)多少個(gè)元素，這幾個(gè)元素可以無阻塞的寫入，緩存的元素寫滿之后阻塞，除非有g(shù)oroutine操作。

例子中定義一個(gè)容量為2的channel,

// 緩沖channel
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

// 定義一個(gè)chnnel類型變量 ch
var ch chan int

//測(cè)試buffered channel函數(shù)
func test_channel() {
    // 第一次發(fā)送常量1到channel ch
    ch <- 1
    fmt.Println("ch 1")
    // 第二次發(fā)送常量1到channel ch
    ch <- 1
    fmt.Println("ch 2")
    // 第三次發(fā)送常量1到channel ch
    ch <- 1
    fmt.Println("come to end goroutine 1")
}

func main() {
    ch = make(chan int, 0) // 等價(jià)于 ch = make(chan int) 都是不帶緩沖的channel
    ch = make(chan int, 2) // 是帶緩沖的channel
    go test_channel()
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Println("running end!")
    <-ch

    time.Sleep(time.Second)
}

output:
ch 1
ch 2
running end!
come to end goroutine 1

package main

import "fmt"

func main() {
    c := make(chan int, 3   )//修改2為1就報(bào)錯(cuò)，修改2為3可以正常運(yùn)行
    c <- 1
    c <- 2
    fmt.Println(<-c)
    fmt.Println(<-c)
}

四、select

Linux很早就引入的函數(shù)，用來實(shí)現(xiàn)非阻塞的一種方式。Go語言直接在語言級(jí)別支持select關(guān)鍵字，用于處理異步IO 問題。我們上面介紹的都是只有一個(gè)channel的情況，那么如果存在多個(gè)channel的時(shí)候，我們?cè)撊绾尾僮髂?，Go里面提供了一個(gè)關(guān)鍵字select，通過select可以監(jiān)聽channel上的數(shù)據(jù)流動(dòng)。
select默認(rèn)是阻塞的，只有當(dāng)監(jiān)聽的channel中有發(fā)送或接收可以進(jìn)行時(shí)才會(huì)運(yùn)行，當(dāng)多個(gè)channel都準(zhǔn)備好的時(shí)候，select是隨機(jī)的選擇一個(gè)執(zhí)行的。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chan int)

    //匿名函數(shù)，傳入一個(gè)參數(shù)整型channel類型ch
    go func(ch chan int) {
        ch <- 1
    }(ch)

    time.Sleep(time.Second)

    select {
    //如果ch成功讀到數(shù)據(jù)，則執(zhí)行下面的語句
    case <-ch:
        fmt.Print("come to read ch!")
    default:
        fmt.Print("come to default!")
    }
}

// 實(shí)現(xiàn)超時(shí)控制
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chan int)
    //定義一個(gè)channel timeout
    timeout := make(chan int, 1)

    //定義一個(gè)匿名函數(shù)，用來實(shí)現(xiàn)超時(shí)控制
    go func() {
        time.Sleep( time.Second)
        timeout <- 1
    }()

    select {
    case <-ch:
        fmt.Print("come to read ch!\n")
    case <-timeout:
        fmt.Print("come to timeout!\n")
    }

    fmt.Print("end of code!")
}

// 使用time.After(time.Second)實(shí)現(xiàn)控制
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chan int)

    select {
    case <-ch:
        fmt.Print("come to read ch!\n")
    case <-time.After(time.Second):
        fmt.Print("come to timeout!\n")
    }

    fmt.Print("end of code!")
}

// goroutine_2.go
package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "strconv"
    "time"
)

func main() {
    //協(xié)程1
    go func() {
        for i := 1; i < 100; i++ {
            if i == 10 {
                //主動(dòng)出讓cpu 使用的話 需要 導(dǎo)入 runtime包
                runtime.Gosched()
            }
            fmt.Println("routine 1:" + strconv.Itoa(i))
        }
    }()

    //協(xié)程2
    go func() {
        for i := 100; i < 200; i++ {
            fmt.Println("routine 2:" + strconv.Itoa(i))
        }
    }()

    time.Sleep(time.Second)
}