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go獲取協(xié)程(goroutine)號的實例

 更新時間:2020年12月16日 14:17:49   作者:逆月林  
這篇文章主要介紹了go獲取協(xié)程(goroutine)號的實例,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧

我就廢話不多說了,大家還是直接看代碼吧~

func GetGID() uint64 {
    b := make([]byte, 64)
    b = b[:runtime.Stack(b, false)]
    b = bytes.TrimPrefix(b, []byte("goroutine "))
    b = b[:bytes.IndexByte(b, ' ')]
    n, _ := strconv.ParseUint(string(b), 10, 64)
    return n
}

補充:Go語言并發(fā)協(xié)程Goroutine和通道channel

Go語言并發(fā)協(xié)程Goroutine

1.1 Go語言競爭狀態(tài)

有并發(fā),就有資源競爭,如果兩個或者多個 goroutine 在沒有相互同步的情況下,訪問某個共享的資源,比如同時對該資源進行讀寫時,就會處于相互競爭的狀態(tài),這就是并發(fā)中的資源競爭。

并發(fā)本身并不復雜,但是因為有了資源競爭的問題,就使得我們開發(fā)出好的并發(fā)程序變得復雜起來,因為會引起很多莫名其妙的問題。

以下代碼就會出現(xiàn)競爭狀態(tài):

import (
  "fmt"
  "runtime"
  "sync"
)
var (
  count int32
  wg  sync.WaitGroup
)
func main() {
  wg.Add(2)
  go incCount()
  go incCount()
  wg.Wait()
  fmt.Println(count)
}
func incCount() {
  defer wg.Done()
  for i := 0; i < 2; i++ {
    value := count
    runtime.Gosched()
    value++
    count = value
  }
}

count 變量沒有任何同步保護,所以兩個 goroutine 都會對其進行讀寫,會導致對已經(jīng)計算好的結果被覆蓋,以至于產(chǎn)生錯誤結果。

代碼中的 runtime.Gosched() 是讓當前 goroutine 暫停的意思,退回執(zhí)行隊列runq,讓其他等待的 goroutine 運行,目的是為了使資源競爭的結果更明顯,下次運行暫停的goroutine時從斷點處開始。

分析程序運行過程:

g1 讀取到 count 的值為 0;

然后 g1 暫停了,切換到 g2 運行,g2 讀取到 count 的值也為 0;

g2 暫停,切換到 g1暫停的位置繼續(xù)運行,g1 對 count+1,count 的值變?yōu)?1;

g1 暫停,切換到 g2,g2 剛剛已經(jīng)獲取到值 0,對其 +1,最后賦值給 count,其結果還是 1;

可以看出 g1 對 count+1 的結果被 g2 給覆蓋了,兩個 goroutine 都 +1 而結果還是 1。

通過上面的分析可以看出,之所以出現(xiàn)上面的問題,是因為兩個 goroutine 相互覆蓋結果。

所以我們對于同一個資源的讀寫必須是原子化的,也就是說,同一時間只能允許有一個 goroutine 對共享資源進行讀寫操作。 此例子的共享資源就是count

通過go build -race生成一個可以執(zhí)行文件,然后再運行這個可執(zhí)行文件,就可以檢測資源競爭信息,看到打印出的檢測信息。如下

==================
WARNING: DATA RACE
Read at 0x000000619cbc by goroutine 8:
 main.incCount()
   D:/code/src/main.go:25 +0x80// goroutine 8 在代碼 25 行讀取共享資源value := count
Previous write at 0x000000619cbc by goroutine 7:
 main.incCount()
   D:/code/src/main.go:28 +0x9f// goroutine 7 在代碼 28行修改共享資源count=value
Goroutine 8 (running) created at:
 main.main()
   D:/code/src/main.go:17 +0x7e
Goroutine 7 (finished) created at:
 main.main()
   D:/code/src/main.go:16 +0x66//兩個 goroutine 都是從 main 函數(shù)的 16、17 行通過 go 關鍵字啟動的。
==================
4
Found 1 data race(s)

1.2 鎖住共享資源

Go語言提供了傳統(tǒng)的同步 goroutine 的機制,就是對共享資源加鎖。atomic 和 sync 包里的一些函數(shù)就可以對共享的資源進行加鎖操作。

1.2.1 原子函數(shù)

原子函數(shù)能夠以很底層的加鎖機制來同步訪問整型變量和指針

import (
  "fmt"
  "runtime"
  "sync"
  "sync/atomic"
)
var (
  counter int64
  wg   sync.WaitGroup
)
func main() {
  wg.Add(2)
  go incCounter(1)
  go incCounter(2)
  wg.Wait() //等待goroutine結束
  fmt.Println(counter)
}
func incCounter(id int) {
  defer wg.Done()
  for count := 0; count < 2; count++ {
    atomic.AddInt64(&counter, 1) //安全的對counter加1
    runtime.Gosched()
  }
}

上述代碼中使用了 atmoic 包的 AddInt64 函數(shù),這個函數(shù)會同步整型值的加法,方法是強制同一時刻只能有一個 gorountie 運行并完成這個加法操作。

另外兩個有用的原子函數(shù)是 LoadInt64 和 StoreInt64。這兩個函數(shù)提供了一種安全地讀和寫一個整型值的方式。下面的代碼就使用了 LoadInt64 和 StoreInt64 函數(shù)來創(chuàng)建一個同步標志,這個標志可以向程序里多個 goroutine 通知某個特殊狀態(tài)。

import (
  "fmt"
  "sync"
  "sync/atomic"
  "time"
)
var (
  shutdown int64
  wg    sync.WaitGroup
)
func main() {
  wg.Add(2)
  go doWork("A")
  go doWork("B")
  time.Sleep(1 * time.Second)
  fmt.Println("Shutdown Now")
  atomic.StoreInt64(&shutdown, 1)
  wg.Wait()
}
func doWork(name string) {
  defer wg.Done()
  for {
    fmt.Printf("Doing %s Work\n", name)
    time.Sleep(250 * time.Millisecond)
    if atomic.LoadInt64(&shutdown) == 1 {
      fmt.Printf("Shutting %s Down\n", name)
      break
    }
  }
}
--output--
Doing A Work
Doing B Work
Doing B Work
Doing A Work
Doing A Work
Doing B Work
Doing B Work
Doing A Work//前8行順序每次運行時都不一樣
Shutdown Now
Shutting A Down
Shutting B Down//A和B都shut down后,由wg.Done()把計數(shù)器置0

上面代碼中 main 函數(shù)使用 StoreInt64 函數(shù)來安全地修改 shutdown 變量的值。如果哪個 doWork goroutine 試圖在 main 函數(shù)調用 StoreInt64 的同時調用 LoadInt64 函數(shù),那么原子函數(shù)會將這些調用互相同步,保證這些操作都是安全的,不會進入競爭狀態(tài)。

1.2.2 鎖

見上篇文章,上面的例子為保持同步,取消競爭,可照以下操作:

func incCounter(id int) {
  defer wg.Done()
  for count := 0; count < 2; count++ {
    //同一時刻只允許一個goroutine進入這個臨界區(qū)
    mutex.Lock()
    {
      value := counter
      runtime.Gosched()//退出當前goroutine,調度器會再次分配這個 goroutine 繼續(xù)運行。
      value++
      counter = value
    }
    mutex.Unlock() //釋放鎖,允許其他正在等待的goroutine進入臨界區(qū)
  }
}

1.3 通道chan

統(tǒng)統(tǒng)將通道兩端的goroutine理解為生產(chǎn)者-消費者模式。

通道的數(shù)據(jù)接收一共有以下 4 種寫法。

阻塞接收數(shù)據(jù)

阻塞模式接收數(shù)據(jù)時,將接收變量作為<-操作符的左值,格式如下:

data := <-ch

執(zhí)行該語句時將會阻塞,直到接收到數(shù)據(jù)并賦值給 data 變量。

2) 非阻塞接收數(shù)據(jù)

使用非阻塞方式從通道接收數(shù)據(jù)時,語句不會發(fā)生阻塞,格式如下:

data, ok := <-ch

data:表示接收到的數(shù)據(jù)。未接收到數(shù)據(jù)時,data 為通道類型的零值。

ok:表示是否接收到數(shù)據(jù)。

非阻塞的通道接收方法可能造成高的 CPU 占用,因此使用非常少。如果需要實現(xiàn)接收超時檢測,可以配合 select 和計時器 channel 進行

3) 循環(huán)接收數(shù)據(jù)

import (
  "fmt"
  "time"
)
func main() {
  // 構建一個通道,這里有沒有緩沖都可,因為是收了就發(fā),無需阻塞等待
  ch := make(chan int)
  // 開啟一個并發(fā)匿名函數(shù)
  go func() {
    // 從3循環(huán)到0
    for i := 3; i >= 0; i-- {
      // 發(fā)送3到0之間的數(shù)值
      ch <- i
      // 每次發(fā)送完時等待
      time.Sleep(time.Second)
    }
  }()
  // 遍歷接收通道數(shù)據(jù)
  for data := range ch {
    // 打印通道數(shù)據(jù)
    fmt.Println(data)
    // 當遇到數(shù)據(jù)0時, 退出接收循環(huán)
    if data == 0 {
        break
    }
  }
}
--output--

1.3.1 單向通道

ch := make(chan int)
// 聲明一個只能寫入數(shù)據(jù)的通道類型, 并賦值為ch
var chSendOnly chan<- int = ch
或
ch := make(chan<- int)
//聲明一個只能讀取數(shù)據(jù)的通道類型, 并賦值為ch
var chRecvOnly <-chan int = ch
或
ch := make(<-chan int)

1.3.2 優(yōu)雅的關閉通道

1.3.3 無緩沖的通道

如果兩個 goroutine 沒有同時準備好,通道會導致先執(zhí)行發(fā)送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。(阻塞指的是由于某種原因數(shù)據(jù)沒有到達,當前協(xié)程(線程)持續(xù)處于等待狀態(tài),直到條件滿足才解除阻塞)這種對通道進行發(fā)送和接收的交互行為本身就是同步的。其中任意一個操作都無法離開另一個操作單獨存在。

在網(wǎng)球比賽中,兩位選手會把球在兩個人之間來回傳遞。選手總是處在以下兩種狀態(tài)之一,要么在等待接球,要么將球打向對方。可以使用兩個 goroutine 來模擬網(wǎng)球比賽,并使用無緩沖的通道來模擬球的來回

// 這個示例程序展示如何用無緩沖的通道來模擬
// 2 個goroutine 間的網(wǎng)球比賽
package main
import (
  "fmt"
  "math/rand"
  "sync"
  "time"
)
// wg 用來等待程序結束
var wg sync.WaitGroup
func init() {
  rand.Seed(time.Now().UnixNano())
}
// main 是所有Go 程序的入口
func main() {
  // 創(chuàng)建一個無緩沖的通道
  court := make(chan int)
  // 計數(shù)加 2,表示要等待兩個goroutine
  wg.Add(2)
  // 啟動兩個選手
  go player("Nadal", court)
  go player("Djokovic", court)
  // 發(fā)球
  court <- 1
  // 等待游戲結束
  wg.Wait()
}
// player 模擬一個選手在打網(wǎng)球
func player(name string, court chan int) {
  // 在函數(shù)退出時調用Done 來通知main 函數(shù)工作已經(jīng)完成
  defer wg.Done()
  for {
    // 等待球被擊打過來
    ball, ok := <-court
    if !ok {
      // 如果通道被關閉,我們就贏了
      fmt.Printf("Player %s Won\n", name)
      return
    }
    // 選隨機數(shù),然后用這個數(shù)來判斷我們是否丟球
    n := rand.Intn(100)
    if n%13 == 0 {
      fmt.Printf("Player %s Missed\n", name)
      // 關閉通道,表示我們輸了
      close(court)
      return
    }
    // 顯示擊球數(shù),并將擊球數(shù)加1
    fmt.Printf("Player %s Hit %d\n", name, ball)
    ball++
    // 將球打向對手,為啥這里是把ball發(fā)送到另一個go協(xié)程?
    //因為court無緩沖,此時另一個go協(xié)程正好在等待接收court內的值,所以此時轉向另一個go協(xié)程代碼
    court <- ball
  }
}

1.3.4 有緩沖的通道

有緩沖的通道是一種在被接收前能存儲一個或者多個值的通道。這種類型的通道并不強制要求 goroutine 之間必須同時完成發(fā)送和接收,發(fā)送和接受的阻塞條件為只有在通道中沒有要接收的值時,接收動作才會阻塞。只有在通道沒有可用緩沖區(qū)容納被發(fā)送的值時,發(fā)送動作才會阻塞。

有緩沖的通道和無緩沖的通道之間的一個很大的不同:無緩沖的通道保證進行發(fā)送和接收的 goroutine 會在同一時間進行數(shù)據(jù)交換;有緩沖的通道沒有這種保證。

為什么要給通道限制緩沖區(qū)大?。?/strong>

通道(channel)是在兩個 goroutine 間通信的橋梁。使用 goroutine 的代碼必然有一方提供數(shù)據(jù),一方消費數(shù)據(jù)。當提供數(shù)據(jù)一方的數(shù)據(jù)供給速度大于消費方的數(shù)據(jù)處理速度時,如果通道不限制長度,那么內存將不斷膨脹直到應用崩潰。因此,限制通道的長度有利于約束數(shù)據(jù)提供方的供給速度,供給數(shù)據(jù)量必須在消費方處理量+通道長度的范圍內,才能正常地處理數(shù)據(jù)。

1.3.5 channel超時機制

select 機制不是專門為超時而設計的,卻能很方便的解決超時問題,因為 select 的特點是只要其中有一個 case 已經(jīng)完成,程序就會繼續(xù)往下執(zhí)行,而不會考慮其他 case 的情況。

基本語句為:

每個 case 語句里必須是一個 IO 操作,

select {
  case <-chan1:
  // 如果chan1成功讀到數(shù)據(jù),則進行該case處理語句
  case chan2 <- 1:
  // 如果成功向chan2寫入數(shù)據(jù),則進行該case處理語句
  default:
  // 如果上面都沒有成功,則進入default處理流程
}

例子,注意之所以輸出5個num,是因為select里的time.After在這里的意思是ch通道無值可以接收的時候的3s后才print超時,即最多ch通道最多阻塞等待3s

func main() {
  ch := make(chan int)
  quit := make(chan bool)
  //新開一個協(xié)程
  go func() {
    for {
      select {
      case num := <-ch:
        fmt.Println("num = ", num)
      case <-time.After(3 * time.Second):
        fmt.Println("超時")
        quit <- true
      }
    }
  }() //別忘了()
  for i := 0; i < 5; i++ {
    ch <- i
    time.Sleep(time.Second)//主協(xié)程進入休眠狀態(tài),等待上面的go協(xié)程運行并進入阻塞等待狀態(tài),就這樣來回運行,并通過chan通信
  }
  <-quit
  fmt.Println("程序結束")
}
--output--
num = 0
num = 1
num = 2
num = 3
num = 4
超時
程序結束

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。

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