Go语言探索 - 12(结局)

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Go语言探索 - 12(结局)

小猪看流星 2018-07-13 17:50:00 浏览420
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Go语言基础系列博客用到的所有示例代码

上一篇文章文章主要学习了Go语言中的接口、反射以及错误和异常处理。本篇文章主要学习Go语言的协程,当然也是GO语言基础的最后一篇。

goroutine:

goroutine是Go并行设计的核心,也是这门语言的精髓体现。goroutine这个关键字就是协程,但是它比线程更小。说起线程,大家可能都不陌生。线程,是程序执行的最小单元。一个标准的线程由线程ID,当前指令指针,寄存器集合和堆栈组成。另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。

现在Go语言运用协程这一比线程更小的执行单元,十几个goroutine可能体现在底层就是五六个线程,Go语言内部帮你实现了这些goroutine之间的内存共享。执行goroutine只需极少的栈内存(大概是4~5KB),当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此,可同时运行成千上万个并发任务。goroutine比thread更易用、更高效、更轻便。

goroutine是通过Go的runtime管理的一个线程管理器。goroutine的作用就是一个普通的函数。以下是协程的写法以及结果测试:

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测试 - 1


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测试 - 2


img_c510b9d3d0c41c4a09e76db35898c656.png
测试 - 3

理论上来说:多个goroutine运行在同一个进程里面,共享内存数据,不过设计上我们要遵循:不要通过共享来通信,而要通过通信来共享。goroutine运行在相同的地址空间,因此访问共享内存必须做好同步。那么goroutine之间如何进行数据的通信呢,Go提供了一个很好的通信机制:channel。

channel是Go中的一个核心类型,你可以把它看成一个管道,通过它并发核心单元就可以发送或者接收数据进行通讯。

首先,channel必须先创建再使用,另外它的操作符是箭头 <-

Channel类型的定义格式(有三种写法)如下:

ChannelType = ( "chan" | "chan" "<-" | "<-" "chan" ) 数据类型

其中,这里的 <- 代表的是channel方向。如果没有指定方向,那么Channel就是双向,这样就意味可以接收数据,也可以发送数据。

(前面说了可以把channel看成一个管道,既然是管道那么就有流向)。也就是下面三种写法:

chan T          // 可以接收和发送类型为 T 的数据

chan<- float64  // 只可以用来发送 float64 类型的数据

<-chan int      // 只可以用来接收 int 类型的数据

另外:

<-总是优先和最左边的类型结合。以下是几种组合写法:

chan<- chan int    // 等价 chan<- (chan int)

chan<- <-chan int  // 等价 chan<- (<-chan int)

<-chan <-chan int  // 等价 <-chan (<-chan int)

容量(capacity):

使用make也可以初始化Channel,并且可以设置channel的容量:

这里的容量可以这样理解,就是channel可以存储多少个元素,指定channel的缓冲大小、另外一个nil channel不会通信。

写法:

ch := make(chan type, value)

当 value = 0 时,也就说明channel 是无缓冲阻塞读写的;

当 value > 0 时,channel 有缓冲、是非阻塞的,直到写满 value 个元素才阻塞写入。例如:

img_12acf6e41504e7908d12f3b66b922073.png
容量

以上代码不变,当我们把容量设置为1,就会出现如下问题:

img_9ce33702b757af34997359ffd4e14f5a.png
容量不足

Range和Close

range,这个关键字可以像操作slice或者map一样,去操作缓存类型的channel;

close,这个关键字主要是用来关闭channel。关闭channel之后就无法再发送任何数据。


img_c69e28ae8295100708f76fafa736f7ee.png
rang

上面的代码都是只有一个channel的情况,那么如果存在多个channel的时候,我们该如何操作呢?

Go里面提供了一个关键字select,通过select可以监听channel上的数据流动。

它类似switch,但是只是用来处理通讯(communication)操作。它的case可以是send语句(发送),也可以是receive语句(接收),亦或者default。

default就是当监听的channel都没有准备好的时候,默认执行

select默认是阻塞的,只有当监听的channel中有发送或接收可以进行时才会运行,当多个channel都准备好的时候,select是随机的选择一个执行的。

代码如下:

func main() {

c := make(chan int)

quit := make(chan int)

go func() {

for i := 0; i < 3; i++ {

fmt.Println("<-c == ",<-c)

}

quit <- 0

}()

testSelect(c, quit)

}

func testSelect(c, quit chan int) {

x, y := 1, 1

for {

select {

case c <- x:

x, y = y, x + y

fmt.Println("x == ",x)

fmt.Println("y+x == ",y+x)

case <- quit:

fmt.Println("quit")

return

}

}

}

超时处理:timeout

select有很重要的一个应用就是超时处理。如果select中没有case需要处理,select语句就会一直阻塞着。

这时候我们可能就需要一个超时操作,用来处理超时以避免整个程序进入阻塞。Go语言的超时处理是使用的timeout关键字

以下是复现超时的例子,我分了两种情况:

img_e1b7ae205421dff145500b329f17f5b1.png

下面是第二种,复现超时的情景:

img_6b61eed7560e530c9be9b613ead6d296.png
复现超时

下面是收集了一些runtime包中关于处理goroutine的几个函数:

A: Goexit 这个函数的意思指:退出当前执行的goroutine,但是defer函数还会继续调用

B: Gosched 这个函数的意思指:让出当前goroutine的执行权限,调度器安排其他等待的任务运行,并在下次某个时候从该位置恢复执行。

C: NumCPU 这个函数的意思指:返回 CPU 核数量

D: NumGoroutine 这个函数的意思指:返回正在执行和排队的任务总数

E: GOMAXPROCS 这个函数的意思指:用来设置可以并行计算的CPU核数的最大值,并返回之前的值。


结语:

关于Go语言的基础内容,基本上就写完了。也算是这一阶段的学习笔记与总结。

GoLang在学习的过程中,个人最深刻的体会就是对内存的超严格控制管理、语法简洁精悍、更小更精准的协程执行单元、函数多返回值等等特点。

虽然网上对这么语言褒贬不一,但还是希望这门语言可以发展的越来越好。

如果这篇文章对你有帮助,希望各位看官留下宝贵的star,谢谢。

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