Go语言并发编程

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协程

与传统的系统级线程和进程相比，协程的大优势在于其“轻量级”，可以轻松创建上百万个而不会导致系统资源衰竭，而线程和进程通常多也不能超过1万个。这也是协程也叫轻量级线程的原因。

goroutine--Go对协程的实现 ：

go + 函数名：启动一个协程执行函数体

  1. package main
  2.  
  3. import (
  4. 	"fmt"
  5. 	"time"
  6. )
  7.  
  8. func test_Routine() {
  9. 	fmt.Println("This is one routine!!!")
  10. }
  11.  
  12. func Add(x, y int) {
  13. 	z := x + y
  14. 	fmt.Println(z)
  15. }
  16.  
  17. func main() {
  18. 	for i := 1; i < 10; i++ {
  19. 		go Add(i, i)
  20. 	}
  21.  
  22. 	time.Sleep(2)
  23. }

 

channel

Go语言在语言级别提供的goroutine间的通信方式

channel的写与读：

ch <- c 写

c:= <- ch 读

阻塞 除非有goroutine对其进行操作

  1. package main
  2.  
  3. import (
  4. 	"fmt"
  5. 	"strconv"
  6. )
  7.  
  8. func Add(x, y int, quit chan int) {
  9. 	z := x + y
  10. 	fmt.Println(z)
  11.  
  12. 	quit <- 1
  13. }
  14.  
  15. func Read(ch chan int) {
  16. 	value := <-ch
  17.  
  18. 	fmt.Println("value:" + strconv.Itoa(value))
  19. }
  20.  
  21. func Write(ch chan int) {
  22. 	//ch <- 10
  23. }
  24.  
  25. func main() {
  26. 	//ch := make(chan int)
  27. 	//go Read(ch)
  28. 	//go Write(ch)
  29.  
  30. 	//time.Sleep(10)
  31.  
  32. 	//fmt.Println("end of code")
  33.  
  34. 	chs := make([]chan int, 10)
  35. 	for i := 0; i < 10; i++ {
  36. 		chs[i] = make(chan int)
  37. 		go Add(i, i, chs[i])
  38. 	}
  39.  
  40. 	for _, v := range chs {
  41. 		<-v
  42. 	}
  43. }

 

缓冲channel

c := make(chan int, n) ，n为缓冲区大小

c := make(chan int) 等价于c:=make(chan int, 0)

缓冲channel的写与读：

ch <- c 写

c:= <- ch 读

缓冲满之后阻塞 除非有goroutine对其进行操作

  1. // 缓冲channel
  2. package main
  3.  
  4. import (
  5. 	"fmt"
  6. 	"time"
  7. )
  8.  
  9. var ch chan int
  10.  
  11. func test_channel() {
  12. 	ch <- 1
  13. 	fmt.Println("ch 1")
  14. 	ch <- 1
  15. 	fmt.Println("ch 2")
  16. 	ch <- 1
  17. 	fmt.Println("come to end goroutine 1")
  18. }
  19.  
  20. func main() {
  21. 	ch = make(chan int, 0) // 等价于 ch = make(chan int) 都是不带缓冲的channel
  22. 	ch = make(chan int, 2) // 是带缓冲的channel
  23. 	go test_channel()
  24. 	time.Sleep(2 * time.Second)
  25. 	fmt.Println("running end!")
  26. 	<-ch
  27.  
  28. 	time.Sleep(time.Second)
  29. }

 

select

Linux很早就引入的函数，用来实现非阻塞的一种方式

Go语言直接在语言级别支持select关键字，用于处理异步IO 问题

select 的用法与Switch 非常类似，由select 开始一个新的选择模块，每个选择条件由case 语句来描述。

与Switch语句相比，select有比较多的限制，其中最大的一条限制就是每个case 语句必须是一个IO操作。

  1. select {  
  2. 	case <-chan1:  // 如果chan1成功读到数据，则进行该case处理语句 
  3.  
  4. 	case chan2 <- 1:  // 如果成功向chan2写入数据，则进行该case处理语句
  5.  
  6. 	default:  // 如果上面都没有成功，则进入default处理流程 
  7. }

 

在一个select 语句中，Go 语言会按顺序从头至尾评估每一个发送和接收的语句。

如果其中的任意一语句可以继续执行（即没有被阻塞），那么久从那些可以执行的语句中任意选择一条来使用。

如果没有任意一条语句可以执行（即所有的通道都被阻塞），那么有两种可能的情况：

  • 如果给出了default语句，那么就会执行default语句，同时程序的执行会从select 语句后的语句中恢复。
  • 如果没有default 语句，那么select 语句将被阻塞，直到至少有一个通信可以进行下去。

注：select 一般不写default，以免程序进入忙轮询。

 

  1. // select.go
  2. package main
  3.  
  4. import (
  5. 	"fmt"
  6. 	"time"
  7. )
  8.  
  9. func main() {
  10. 	ch := make(chan int)
  11.  
  12. 	go func(ch chan int) {
  13. 		ch <- 1
  14. 	}(ch)
  15.  
  16. 	time.Sleep(time.Second)
  17.  
  18. 	select {
  19. 	case <-ch:
  20. 		fmt.Print("come to read ch!")
  21. 	default:
  22. 		fmt.Print("come to default!")
  23. 	}
  24. }

 

超时控制的经典实现：

  1. timeout := make(chan bool, 1)
  2.  go func() {     
  3. 	time.Sleep(1e9) // 等待1秒钟     
  4. 	timeout <- true 
  5. }()  
  6.  
  7. // 然后我们把timeout这个channel利用起来 
  8. select {  
  9. 	case <-ch:   // 从ch中读取到数据  
  10. 	case <-timeout:   // 一直没有从ch中读取到数据，但从timeout中读取到了数据 
  11. }

 

  1. // select.go
  2. package main
  3.  
  4. import (
  5. 	"fmt"
  6. 	"time"
  7. )
  8.  
  9. func main() {
  10. 	ch := make(chan int)
  11. 	timeout := make(chan int, 1)
  12.  
  13. 	go func() {
  14. 		time.Sleep(time.Second)
  15. 		timeout <- 1
  16. 	}()
  17.  
  18. 	select {
  19. 	case <-ch:
  20. 		fmt.Print("come to read ch!")
  21. 	case <-timeout:
  22. 		fmt.Print("come to timeout!")
  23. 	}
  24.  
  25. 	fmt.Print("end of code!")
  26. }

 

还可以使用 time.After(...) 作为超时控制

  1. // select.go
  2. package main
  3.  
  4. import (
  5. 	"fmt"
  6. 	"time"
  7. )
  8.  
  9. func main() {
  10. 	ch := make(chan int)
  11.  
  12. 	select {
  13. 	case <-ch:
  14. 		fmt.Print("come to read ch!")
  15. 	case <-time.After(time.Second):
  16. 		fmt.Print("come to timeout!")
  17. 	}
  18.  
  19. 	fmt.Print("end of code!")
  20. }

 

协程与线程质的不同

协程的特点：

  • 该任务的业务代码主动要求切换，即主动让出执行权
  • 发生了IO，导致执行阻塞
  1. // goroutine_2.go
  2. package main
  3.  
  4. import (
  5. 	"fmt"
  6. 	"runtime"
  7. 	"strconv"
  8. 	"time"
  9. )
  10.  
  11. func main() {
  12. 	//协程1
  13. 	go func() {
  14. 		for i := 1; i < 100; i++ {
  15. 			if i == 10 {
  16. 				//主动出让cpu 使用的话 需要 导入 runtime包
  17. 				runtime.Gosched()
  18. 			}
  19. 			fmt.Println("routine 1:" + strconv.Itoa(i))
  20. 		}
  21. 	}()
  22.  
  23. 	//协程2
  24. 	go func() {
  25. 		for i := 100; i < 200; i++ {
  26. 			fmt.Println("routine 2:" + strconv.Itoa(i))
  27. 		}
  28. 	}()
  29.  
  30. 	time.Sleep(time.Second)
  31. }
  1. // goroutine
  2. package main
  3.  
  4. import (
  5. 	"fmt"
  6. 	"strconv"
  7. 	"time"
  8. )
  9.  
  10. var ch chan int
  11.  
  12. func main() {
  13. 	ch = make(chan int)
  14. 	//协程1
  15. 	go func() {
  16. 		for i := 1; i < 100; i++ {
  17. 			if i == 10 {
  18. 				//遇到了阻塞
  19. 				<-ch
  20. 			}
  21. 			fmt.Println("routine 1:" + strconv.Itoa(i))
  22. 		}
  23. 	}()
  24.  
  25. 	//协程2
  26. 	go func() {
  27. 		for i := 100; i < 200; i++ {
  28. 			fmt.Println("routine 2:" + strconv.Itoa(i))
  29. 		}
  30.  
  31. 		ch <- 1
  32. 	}()
  33.  
  34. 	time.Sleep(time.Second)
  35. }

java的多线程：

  1. public class thread {
  2. 	public static void main(String[] args){
  3. 		new Thread(new Test_thread()).start();
  4. 		new Thread(new Test_thread2()).start();
  5. 	}
  6. }
  7.  
  8. class Test_thread implements Runnable{
  9. 	public void run() {
  10. 		  for (int i = 0; i < 100; i++) {
  11. 	            System.out.println("thread 1:" + i);
  12. 	      }	
  13. 	}
  14. }
  15.  
  16. class Test_thread2 implements Runnable{
  17. 	public void run() {
  18. 		  for (int i = 100; i < 200; i++) {
  19. 	            System.out.println("thread 2:" + i);
  20. 	      }	
  21. 	}
  22. }

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