Go - concurrency

并发 vs 并行

首先，我们先来搞清楚概念以及并发和并行的区别。

并发 - 利用时间片切换来实现“同时”运行的。

并行 - 利用CPU的多核来实现通过多线程来实现同时运行。

Go 语言的设计理念就是通过高并发的方式来进行效率的提升。

goroutine

在go语言中，我们就是通过goroutine的方式来处理高并发任务的。

goroutine 实际上是官方版本的“超级线程池”，每个实例只有4-5KB的栈内存大小，而且它的创建和销毁非常的快速。我们在使用 goroutine 的时候，还可以指定CPU的核数来进一步发挥其高并发处理的优势。

上面说了很多理论，是时候来写一写code啦。。。第一个goroutine示例

// concurrency.go
package main

import (
    "fmt"
)

func play() {
    fmt.Println("let's go!")
}

func main() {
    go play() // 使用 "go" 关键字来表示以goroutine的方式调用play方法
}

output：

从输出中，我们并没有看到所期望的字符串被打印出来，是什么原因呢？？ 原来，goroutine的调用即开启了多线程，play方法是在另一个线程中被调用，并且主线程在此刻并没有被阻塞，因此我们的程序直接执行完毕（并没有打印出东东。。。）

那要如何才能看到输出呢，最简单的办法就是让主线程阻塞一小会，强制等待其他线程先结束。 于是我们可以这样：

// concurrency.go
package main

import (
    "fmt"
    "time" //import 'time' package
)

func play() {
    fmt.Println("let's go!")
}

func main() {
    go play()
    time.Sleep( * time.Second) // force to suspend main thread
}

output:

我们虽然实现了功能，但是code不够优雅，那么怎样才能流畅的在主/从线程之间切换呢？？

Channel

channel 是为goroutine通信所服务的。用来实现同步或者异步调用。

使用make关键字来创建channel,完成后使用close关闭channel.

channel 是引用类型，因此可以直接修改它的字段或状态。

我们来改写前一个示例：

// concurrency.go
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    channel := make(chan bool) // define channel
    go func() { // define anonymous function
        fmt.Println("let's go go go...")
        channel <- true  //resume
    }()
    <-channel // suspend
　　close(channel)
}

output：

我们来分析一下程序的执行：

1. 首先在主线程（main）里面定义channel，匿名函数。

2. 使用goruntine的方式调用函数（子线程开始执行，调用方法）；主线程继续执行。

3. 这时候，主线程发现channel读取其中的信号量（没有被设置），此时主线程阻塞。

4. 子线程调用方法完成，在函数最后更新信号量。

5. 主线程轮询信号量（已经赋值完成），主线程恢复。

使用for... range迭代channel（取值）

我们可以用手动迭代的方式来等待信号量，例如

func main() {
    channel := make(chan bool)
    go func() { // define anonymous function
        fmt.Println("let's go go go...")
        channel <- false
        close(channel)
    }()
    for v := range channel {
        fmt.Println(v)
    }
    //<-channel
    //close(channel)
}

channel 同步与异步

在使用 channel的时候，我们可以为其设置缓存，通过设置缓存，可以达到同步或者异步的效果。简单来说，当我们不指定缓存的时候，默认值为0，所以在读取的时，如果没读到，就会一直轮询等待。反之，若我们设置了缓存 （>0），再读取的时候会根据缓存忽略轮询，线程则不会阻塞（异步）。

func main() {
    channel := make(chan bool, )
    go func() { // define anonymous function
        fmt.Println("let's go go go...")
        <-channel
    }()

    channel <- false
    close(channel)
}

运行上面的code,我们发现不会输出内容。。。原因就是设置了缓存（2），当缓存没有被填满的时候，主线程不再阻塞。

Select

当我们需要使用多个channel的时候，就可以通过select来实现。

func main() {
    c1, c2 := make(chan int), make(chan string)
    c3 := make(chan bool)
    go func() { // define anonymous function
        for {
            select {
            case v, ok := <-c1:
                if !ok {
                    c3 <- true
                    break
                }
                fmt.Println("c1", v)
            case v, ok := <-c2:
                if !ok {
                    c3 <- true
                    break
                }
                fmt.Println("c2", v)
            }
        }

    }()

    c1 <-
    c2 <- "hi"
    close(c1)
    close(c2)

    <-c3
}
--output:
c1
c2 hi

我们还可以使用空select来阻塞主线程

func main() {
    fmt.Print("the main thread will be suspended...")
    select {}
}

注：这段code只是说明了一下情况，实际当中并不能这样写呀。。。