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Go語言Goroutinue和管道效率詳解_Golang

作者：山與路 ? 更新時間： 2022-11-14 編程語言

goroutinue基本介紹

進程和線程說明

  • 進程介紹程序在操作系統中的一次執行過程,是系統進行資源分配和調度的基本單位
  • 線程只是進程的一個執行實例或流程,是程序執行的最小單元
  • 一個進程可以有多個線程,但是一個線程只能對應一個進程
  • 同一個進程中的多個線程可以并發執行
  • 程序:運行起來的應用程序就稱為進程，也就是當程序不運行的時候我們稱為程序，當程序運行起來他就是一個進程，通俗的理解就是不運行的時候是程序，運行起來就是進程。程序只有一個，但是進程有多個

并發和并行

  • 并發:多個任務依次執行，執行過程中多個任務可以替換執行，在某一個時刻是一個任務在執行，但是在某個時間段內是多個任務在執行。
  • 并行:多個任務沒有順序，同時執行，最終的執行結果跟耗時最長的任務有關
  • 串行:多個任務依次執行，上一個任務沒有完成時不能執行后續的任務，最明顯的同步執行過程

同步和異步

  • 同步:描述的就是串行執行過程，多個任務按照順序依次執行的過程
  • 異步:描述的就是并發和并行的過程，就是多個任務在一個時間段內同時執行，每個任務都不會等待其他任務執行完成后執行

Go協程和Go主線程

Go主線程:一個Go線程上,可以起多個協程,協程是輕量級的線程

go協程特點

  • 有獨立的棧空間
  • 共享程序堆空間
  • 調度由用戶控制
  • 協程是輕量級的線程

goroutinue基本使用

實驗代碼

package main
import (
	"fmt"
	"runtime"
	"strconv"
	"time"
)
func main() {
	//編寫一個函數,每隔1s輸出"hello,world"
	//要求主線程和gorutine同時執行
	go test()
	//在主線程中,開啟一個goroutine,該協程每隔1s輸出"hello,world"
	for i:=1;i<=10 ; i++ {
		fmt.Println("main() hello world", strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}
	//查詢Golang運行的cpu數
	fmt.Println(runtime.NumCPU()) //4
	//設置Golang運行的cpu數
	//runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU()-1)	//3
}
func test(){
	for i:=1;i<=10 ; i++ {
		fmt.Println("test() hello world",strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}
}

效果圖

執行流程圖

goroutinue的調度模型

MPG

MPG運行狀態1

MPG運行狀態2

管道(channel)

不同協程之間如何通訊

  • 全局變量加鎖同步
  • channel

使用全局變量加鎖同步改進程序

  • 因為沒有對全局變量加鎖,因此會出現資源奪取問題,代碼會出現錯誤,提示concurrent map writes
  • 加入互斥鎖

全局變量加鎖同步缺陷

  • 主線程在等待所有goroutine全部完成的時間很難確定
  • 如果主線程休眠時間長了,會加長等待時間,如果等待時間短了,可能還有goroutine處于工作狀態,這時也會隨著主線程的結束而結束
  • 不利于多個協程對全局變量的讀寫操作

管道基本介紹

  • 管道本質介紹一個數據結構-隊列
  • 數據是先進先出
  • 線程安全,無需加鎖
  • 管道有類型

管道基本使用 聲明和定義

管道關閉和遍歷

關閉

使用內置函數close可以關閉channel,關閉后,就不能寫入數據,但可讀

遍歷

  • 在使用for--range遍歷時,如果channel沒有關閉,則回出現deadlock錯誤
  • 在使用for--range遍歷時,如果channel已經關閉,則會正常遍歷數據

代碼

package main
import "fmt"
func main() {
	//定義管道
	var intChan chan int
	intChan =make(chan int,3)
	//寫入數據
	intChan<-10
	intChan<-20
	intChan<-30
	//遍歷
	close(intChan) //關閉管道
	for value := range intChan {
		fmt.Printf("%d\t",value) //10	20	30	
	}
}

管道注意事項

-`channel可以聲明為只讀,或者只寫性質

  • 使用select可以解決從管道取數據的阻塞問題
  • goroutine中使用recover,解決協程中出現panic,導致程序崩潰問題

綜合案例

package main
import "fmt"
func main() {
	numChan := make(chan int, 2000)
	resChan := make(chan int, 2000)
	exitChan := make(chan bool, 8)
	go putNum(numChan) //存放數據
	//開啟八個協程
	for i := 0; i < 8; i++ {
		go add(numChan, resChan, exitChan)
	}
	go func() {
		for i:=0;i<8 ;i++  {
			<-exitChan
		}
		close(resChan)
	}()
	for i := 1; i <=2000 ; i++ {
		fmt.Printf("resChan[%d]=%d\n", i, <-resChan)
	}
}
func putNum(numChan chan int) {
	for i := 1; i <= 2000; i++ {
		numChan <- i
	}
	close(numChan)
}
func add(numChan chan int, resChan chan int, exitChan chan bool) {
	for {
		n,ok := <-numChan
		if !ok{
			break
		}
		res := 0
		for i := 1; i <= n; i++ {
			res += i
		}
		resChan <- res
	}
	exitChan<-true
}

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7146113493295431716

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