golang基础--Gocurrency并发

Go并发特点

• goroutine只是由官方实现的超级"线程池"而已，每个实例4-5kb的栈内存占用和用于实现机制而大幅减少的创建和销毁开销。

• 并发不是并行（多CPU）: Concurrency Is Not Parallelism

• 并发主要由切换时间片来实现"同时"运行，并行则是直接利用多核实现多线程的运行，但Go可以设置使用核数，以发挥多核计算机的能力。

  • 通过go关键字实现多线程

  package main
  import (
  	"fmt"
  	"time"
  )
  
  func Go() {
  	fmt.Println("1234...") 
  
  }
  
  func main() {
  	go Go()				   //go关键字构成多线程
  	time.Sleep(2 * time.Second) //主程序睡眠2s
  }
  

• Goroutine 奉行通过通信来共享内存，而不是共享内存来通信。

Channel

• Channel是goroutine沟通的桥梁，大都是阻塞同步的

• 通过make创建，close关闭（当程序简单时，回自动关闭）

  package main
  import  "fmt"
  
  func main() {			             //主程序
  	c := make(chan bool)           //初始化一个chan类型
  	go func() {		            //子程序
  		fmt.Println("123...")      //执行主程序
  		c <- true                       //通过<-存入bool类型到chan中
  	}()
  fmt.Println(1)			 	    //程序执行步骤：1st
  read_chan := <-c                         //<-c 从chan中读取bool，程序执行步骤：2nd
  fmt.Println(read_chan)                 //程序执行步骤：3rd
  }
  
  /*output
  1st		1
  2nd		123...
  3rd		true
  */
  

  注意以上程序的执行顺序(channel无缓存时)：先执行读取操作c<-c，因为channel中没有值，所以程序发生阻塞，此时执行chanel写操作，然后再执行读操作。

• Channel是引用类型

• 可以使用for range来迭代不断操作channel

  package main
  import  "fmt"
  
  func main() {
  	c := make(chan bool) 	   //初始化一个chan类型
  	go func() {          	           //go结合匿名函数，构造并发
  		fmt.Println("123...")     //执行主程序
  		c <- true                     //通过<-存入bool类型到chan中
  		close(c)                      //关闭通道:必须明确在哪个地方关闭
  	}()
  
  	for v := range c {       //for循环chanel
  	}
  }
  
  /*output
  	123...
  	true
  */
  

• 可以设置单向(读&写)或双向通道--默认是双向通道

• 可以设置缓存大小（默认为0，阻塞），在未被填充前不会发生阻塞（异步），比如缓存20个，可以同时进行20个读操作或者写操作，注意读的操作先于写的操作

  package main
  import (
  	"fmt"
  )
  
  func main() {                                       //主程序
  	c := make(chan bool, 1)             //初始化一个chan类型,缓存为2
  	go func() {                                  //子程序
  		fmt.Println("123...")            //执行主程序，执行步骤：2
  		c <- true                            //写操作，执行步骤：2
  	}()
  	fmt.Println(2)                             //执行步骤：1
  	fmt.Println(123, <-c)                 //读操作，执行步骤：2
  	fmt.Println(3)                            //执行步骤：3
  }
  
  /*output
  1	2
  2	123...
  2	123 true
  3	3
  */
  

• 并行并发，利用多核CPU,当使用单线程执行的时候，就是同步按部就班的执行程序，使用多核时，且没有设置channel缓存机制时是随机异步发生的。但是这样就会造成一个问题，因为是随机的，所以CPU在选择的时候，某有一个程序并没有执行，会造成程序执行的遗漏。

  package main
  import (
  	"fmt"
  	"runtime"
  )
  
  func main() {                                                                        //主程序
  	runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())              //获取CPU的核数
  	c := make(chan bool)                                                  //创建channel
  	for i := 0; i < 10; i++ {                                                  //启动10次
  		go Go(c, i)
  	}
  	<-c                                                                             //读取chanel值
  }
  
  func Go(c chan bool, index int) {
  	a := 1
  	for i := 0; i < 1000000; i++ {
  		a += i
  	}
  	fmt.Println(index, a)
  
  	if index == 9 {
  		c <- true //向chanel传入值
  	}
  }
  
  /*output
  4 499999500001
  9 499999500001
  */
  

• 解决异步并发数据丢失：方式1：根据并发执行次数为channel设置同等数量的缓存机制。

  package main
  
  import (
  	"fmt"
  	"runtime"
  )
  
  func main() {                                                             //主程序
  	runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())   //获取CPU的核数
  	c := make(chan bool, 10)                                //创建channel
  	for i := 0; i < 10; i++ {                                      //启动10次
  		go Go(c, i)
  	}
  	for i := 0; i < 10; i++ {                                      //for 循环为chan循环读取十次
  		<-c                                                         //读取chanel值
  	}
  }
  
  func Go(c chan bool, index int) {
  	a := 1
  	for i := 0; i < 1000000; i++ {
  		a += i
  	}
  	fmt.Println(index, a)
  
  	c <- true 				                            //向chanel传入值
  
  }
  
  /*output
  	0 499999500001
  	9 499999500001
  	1 499999500001
  	5 499999500001
  	6 499999500001
  	2 499999500001
  	7 499999500001
  	3 499999500001
  	8 499999500001
  	4 499999500001
  */
  

• 解决方法2：使用同步 sync 包， sync.WaitGroup{} 创建任务池;sync.add(n)为任务池添加任务个数； sync.Wait()主程序等待（守护进程）； sync.Done()子进程全部执行完毕告知主进程，退出程序。

  package main
  import (
  	"fmt"
  	"runtime"
  	"sync"
  )
  
  func main() { //主程序
  	runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU()) //获取CPU的核数
  	wg := sync.WaitGroup{}               //调用同步方法，类似一个池子
  	wg.Add(10)                           //增加10个任务数
  	for i := 0; i < 10; i++ {            //启动10次
  		go Go(&wg, i)					 //wg类型是值拷贝，所以调用时，使用指针传递
  	}
  	wg.Wait()						    //等待10个子进程全部执行完毕后，退出
  	fmt.Println("Main process exit!")
  }
  
  func Go(wg *sync.WaitGroup, index int) {
  	a := 1
  	for i := 0; i < 1000000; i++ {
  		a += i
  	}
  	fmt.Println(index, a)
  	wg.Done() 						   //子程序退出
  }
  /* 输出
  	0 499999500001
  	9 499999500001
  	1 499999500001
  	5 499999500001
  	6 499999500001
  	2 499999500001
  	7 499999500001
  	3 499999500001
  	8 499999500001
  	4 499999500001
  	Main process exit!
  */
  

Select

• 可处理一个或多个channel的发送与接收

  package main
  import (
  	"fmt"
  )
  
  func main() { //主程序
  	c1, c2 := make(chan int), make(chan string) //创建两个channel
  	o := make(chan bool)                        //创建一个信号通道，用来监控通道c1,c2
  	go func() {
  		fmt.Println("start...") //go 匿名函数
  		for {                   //这是一个无线循环
  			select { //类似switch语句，进行判断
  			case v, ok := <-c1: //读取通道c1的值，赋值给变量v
  				if !ok { //如果从chan，c1中未读取到值，发生阻塞
  					o <- true //在信号通道O中写入true,程序break
  					break
  				}
  				fmt.Println("c1", v)
  
  			case v, ok := <-c2: //v判断从通道2中读取到的值
  				if !ok { //如果读取失败
  					o <- true //向信号通道中传递一个信号
  					break     //程序break
  				}
  				fmt.Println("c2", v)
  			}
  		}
  	}()
  
  	c1 <- 1 //通道c1中写入数据
  	c2 <- "mm"
  	c1 <- 2
  	c2 <- "my"
  	close(c1) //通道操作完后需关闭通道
  	close(c2)
  	<-o //最后读取信号通道内容
  }
  /*输出
  start...
  c1 1
  c2 mm
  c1 2
  c2 my
  */
  

  当有多个channel时，是无法对其中多个channel进行关闭的，只能判断其中一个channel是否关闭，只能进行某个channel进行关闭

• 同时又多个可用的channel时按随机顺序处理

  package main
  import (
  	"fmt"
  )
  
  func main() { //主程序
  	c := make(chan int)
  	go func() { //go匿名函数
  		for v := range c { //循环读取出chan的值
  			fmt.Println(v)
  		}
  	}()
  
  	for {
  		select { //select判断
  		case c <- 0:
  		case c <- 1:
  		}
  	}
  }
  
  /*输出
  0
  1
  1
  1
  0
  ...
  */
  

• 可用空的select来阻塞main函数--应用（GUI程序）

  package main
  import  "fmt"
  
  func main() { //主程序
  	c := make(chan int)
  	go func() { //go匿名函数
  		for v := range c { //循环读取出chan的值
  			fmt.Println(v)
  		}
  	}()
  
  	for {
  		select { //空select可阻塞main主函数
  		}
  	}
  }
  

• 可设置超时

  package main
  import (
  	"fmt"
  	"time"
  )
  
  func main() { //主程序
  	c := make(chan int)
  	select {
  	case v := <-c: //channal中没有内容，所以会执行下一个case
  		fmt.Println(v)
  	case <-time.After(3 * time.Second): //selesct设置超时时间，
  		fmt.Println("Timeout！")
  	}
  
  }
  
  /*输出
  Timeout
  */