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前言
本文介紹的內(nèi)容是 Go
并發(fā)模塊的兩個重要角色 → goroutine
與 channel
。如果本文對你有幫助,不妨點個贊,如果你是 Go
語言初學(xué)者,不妨點個關(guān)注,一起成長一起進步,如果本文有錯誤的地方,歡迎指出!
Go 語言的 CSP
并發(fā)模型的實現(xiàn)包含兩個主要組成部分:一個是 Goroutine
,另一個是 channel
。本文將會介紹它們的基本用法和注意事項。
Goroutine
Goroutine
是 Go
應(yīng)用的基本執(zhí)行單元,它是一種輕量的用戶級線程,其底層是通過 coroutine
(協(xié)程)去實現(xiàn)的并發(fā)。眾所周知,協(xié)程是一種運行在用戶態(tài)的用戶線程,因此 Goroutine
也是被調(diào)度于 Go
程序運行時。
基本用法
語法:go + 函數(shù)/方法
通過 go 關(guān)鍵字 + 函數(shù)/方法 可以創(chuàng)建一個 Goroutine
。
代碼示例:
import ( "fmt" "time" ) func printGo() { fmt.Println("具名函數(shù)") } type G struct { } func (g G) g() { fmt.Println("方法") } func main() { // 基于具名函數(shù)創(chuàng)建 goroutine go printGo() // 基于方法創(chuàng)建 goroutine g := G{} go g.g() // 基于匿名函數(shù)創(chuàng)建 goroutine go func() { fmt.Println("匿名函數(shù)") }() // 基于閉包創(chuàng)建 goroutine i := 0 go func() { i++ fmt.Println("閉包") }() time.Sleep(time.Second) // 避免 main goroutine 結(jié)束后,其創(chuàng)建的 goroutine 來不及運行,因此在此休眠 1 秒 }
執(zhí)行結(jié)果:
閉包
具名函數(shù)
方法
匿名函數(shù)
當(dāng)多個 Goroutine
存在時,它們的執(zhí)行順序是不固定的。因此每次打印的結(jié)果都不相同。
由代碼可知,通過 go
關(guān)鍵字,我們可以基于 具名函數(shù) / 方法 創(chuàng)建 goroutine
,也可以基于 匿名函數(shù) / 閉包 創(chuàng)建 goroutine
。
那么 Goroutine
是如何退出的呢?正常情況下,只要 Goroutine
函數(shù)執(zhí)行結(jié)束,或者執(zhí)行返回,意味著 Goroutine
的退出。如果 Goroutine
的函數(shù)或方法有返回值,在 Goroutine
退出時會將其忽略。
channel
channel
在 Go 并發(fā)模型中扮演者重要的角色。它可以用于實現(xiàn) Goroutine
間的通信,也可以用來實現(xiàn) Goroutine
間的同步。
channel 的基本操作
channel
是一種復(fù)合數(shù)據(jù)類型,聲明時需要指定 channel
里元素的類型。
聲明語法:var ch chan string
通過上述代碼聲明一個元素類型為 string
的 channel
,其只能存放 string
類型的元素。channel
是引用類型,必須初始化才能寫入數(shù)據(jù),通過 make
的方式初始化。
import ( "fmt" ) func main() { var ch chan string ch = make(chan string, 1) // 打印 chan 的地址 fmt.Println(ch) // 向 ch 發(fā)送 "Go" 數(shù)據(jù) ch <- "Go" // 從 ch 中接收數(shù)據(jù) s := <-ch fmt.Println(s) // Go }
通過 ch <- xxx
可以向 channel
變量 ch
發(fā)送數(shù)據(jù),通過 x := <- ch
可以從 channel
變量 ch
中接收數(shù)據(jù)。
帶緩沖 channel 與無緩沖 channel
如果初始化 channel
時,不指定容量時,則創(chuàng)建的是一個無緩沖的 channel
:
ch := make(chan string)
無緩沖的 channel
的發(fā)送與接收操作是同步的,在執(zhí)行發(fā)送操作之后,對應(yīng) Goroutine
將會阻塞,直到有另一個 Goroutine
去執(zhí)行接收操作,反之亦然。如果將發(fā)送操作和執(zhí)行操作放在同一個 Goroutine 下進行,會發(fā)生什么操作呢?看看下述代碼:
import ( "fmt" ) func main() { ch := make(chan int) // 發(fā)送數(shù)據(jù) ch <- 1 // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! // 接收數(shù)據(jù) n := <-ch fmt.Println(n) }
程序運行之后,會在 ch <-
處得到 fatal error
,提示所有的 Goroutine
處于休眠狀態(tài),也就是死鎖了。為避免這種情況,我們需要將 channel
的發(fā)送操作和接收操作放到不同的 Goroutine
中執(zhí)行。
import ( "fmt" ) func main() { ch := make(chan int) go func() { // 發(fā)送數(shù)據(jù) ch <- 1 }() // 接收數(shù)據(jù) n := <-ch fmt.Println(n) // 1 }
由上述例子可以得出結(jié)論:無緩沖 channel
的發(fā)送與接收操作,一定要放在兩個不同的 Goroutine
中進行,否則會發(fā)生 deadlock
形象。
如果指定容量,則創(chuàng)建的是一個帶緩沖的 channel
:
ch := make(chan string, 5)
有緩沖的 channel
與無緩沖的 chennel
有所區(qū)別,執(zhí)行發(fā)送操作時,只要 channel
的緩沖區(qū)未滿,Goroutine
不會掛起,直到緩沖區(qū)滿時,再向 channel
執(zhí)行發(fā)送操作,才會導(dǎo)致 Goroutine
掛起。代碼示例:
func main() { ch := make(chan int, 1) // 發(fā)送數(shù)據(jù) ch <- 1 ch <- 2 // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! }
聲明 channel 的只發(fā)送類型和只接收類型
既能發(fā)送又能接收的 channel
ch := make(chan int, 1)
通過上述代碼獲得 channel
變量,我們可以對它執(zhí)行發(fā)送與接收的操作。
只接收的 channel
ch := make(<-chan int, 1)
通過上述代碼獲得 channel
變量,我們只能對它進行接收操作。
只發(fā)送的 channel
ch := make(chan<- int, 1)
通過上述代碼獲得 channel
變量,我們只能對它進行發(fā)送操作。
通常只發(fā)送 channel
類型和只接收 channel
類型,會被用作函數(shù)的參數(shù)類型或返回值:
func send(ch chan<- int) { ch <- 1 } func recv(ch <-chan int) { <-ch }
channel 的關(guān)閉
通過內(nèi)置函 close(c chan<- Type)
,可以對 channel
進行關(guān)閉。
在發(fā)送端關(guān)閉 channel
在 channel
關(guān)閉之后,將不能對 channel
執(zhí)行發(fā)送操作,否則會發(fā)生 panic
,提示 channel
已關(guān)閉。
func main() { ch := make(chan int, 5) ch <- 1 close(ch) ch <- 2 // panic: send on closed channel }
管道 channel
之后,依舊可以對 channel
執(zhí)行接收操作,如果存在緩沖區(qū)的情況下,將會讀取緩沖區(qū)的數(shù)據(jù),如果緩沖區(qū)為空,則獲取到的值為 channel
對應(yīng)類型的零值。
import "fmt" func main() { ch := make(chan int, 5) ch <- 1 close(ch) fmt.Println(<-ch) // 1 n, ok := <-ch fmt.Println(n) // 0 fmt.Println(ok) // false }
如果通過 for-range 遍歷 channel
時,中途關(guān)閉 channel
則會導(dǎo)致 for-range
循環(huán)結(jié)束。
小結(jié)
本文首先介紹了 Goroutine
的創(chuàng)建方式以及其退出的時機是什么。
其次介紹了如何創(chuàng)建 channel
類型變量的有緩沖與無緩沖的創(chuàng)建方式。需要注意的是,無緩沖的 channel
發(fā)送與接收操作,需要在兩個不同的 Goroutine
中執(zhí)行,否則會發(fā)送 error
。
接下來介紹如何定義只發(fā)送和只接收的 channel
類型。通常只發(fā)送 channel
類型和只接收 channel
類型,會被用作函數(shù)的參數(shù)類型或返回值。
原文鏈接:https://juejin.cn/post/7195217119678562341
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