關于golang高并發(fā)的實現與注意事項說明

更新時間：2021年05月08日 11:06:17 作者：HandsomeBoy@Guess

這篇文章主要介紹了關于golang高并發(fā)的實現與注意事項說明，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

一、并發(fā)的意義

并發(fā)的意義就是讓一個程序同時做多件事情，其目的只是為了能讓程序同時做另一件事情而已，而不是為了讓程序運行的更快(如果是多核處理器，而且任務可以分成相互獨立的部分，那么并發(fā)確實可以讓事情解決的更快)。

golang從語言級別上對并發(fā)提供了支持，而且在啟動并發(fā)的方式上直接添加了語言級的關鍵字，不必非要按照固定的格式來定義線程函數，也不必因為啟動線程的時候只能給線程函數傳遞一個參數而煩惱。

二、并發(fā)的啟動

go的并發(fā)啟動非常簡單，幾乎沒有什么額外的準備工作，要并發(fā)的函數和一般的函數沒有什么區(qū)別，參數隨意，啟動的時候只需要加一個go關鍵之即可,其最精髓的部分在于這些協程(協程類似于線程，但是是更輕量的線程)的調度。

package main
 
import (
 "fmt"
 "time"
)
 
func comFunc() {
 fmt.Println("This is a common function.")
}
 
func main() {
 go comFunc()
 time.Sleep(time.Second * 3)
}

三、協程間的同步與通信

1、sync.WaitGroup

sync包中的WaitGroup實現了一個類似任務隊列的結構，你可以向隊列中加入任務，任務完成后就把任務從隊列中移除，如果隊列中的任務沒有全部完成，隊列就會觸發(fā)阻塞以阻止程序繼續(xù)運行，具體用法參考如下代碼：

package main
import (
 "fmt"
 "sync"
)
var waitGroup sync.WaitGroup
func Afunction(index int) {
 fmt.Println(index)
 waitGroup.Done() //任務完成，將任務隊列中的任務數量-1，其實.Done就是.Add(-1)
}
 
func main() {
 for i := 0; i < 10; i++ {
  waitGroup.Add(1) //每創(chuàng)建一個goroutine，就把任務隊列中任務的數量+1
  go Afunction(i)
 }
 waitGroup.Wait() //.Wait()這里會發(fā)生阻塞，直到隊列中所有的任務結束就會解除阻塞
}

2、channel

channel是一種golang內置的類型，英語的直譯為"通道"，其實，它真的就是一根管道，而且是一個先進先出的數據結構。

我們能對channel進行的操作只有4種：

(1) 創(chuàng)建chennel (通過make()函數)

(2) 放入數據 (通過 channel <- data 操作)

(3) 取出數據 (通過 <-channel 操作)

(4) 關閉channel (通過close()函數)

channel的3種性質入如下：

(1) channel是一種自動阻塞的管道。

如果管道滿了，一個對channel放入數據的操作就會阻塞，直到有某個routine從channel中取出數據，這個放入數據的操作才會執(zhí)行。相反同理，如果管道是空的，一個從channel取出數據的操作就會阻塞，直到某個routine向這個channel中放入數據，這個取出數據的操作才會執(zhí)行。這是channel最重要的一個性質?。。?/p>

package main
func main() {
 ch := make(chan int, 3)
 ch <- 1
 ch <- 1
 ch <- 1
 ch <- 1 //這一行操作就會發(fā)生阻塞，因為前三行的放入數據的操作已經把channel填滿了
}
package main
func main() {
 ch := make(chan int, 3)
 <-ch //這一行會發(fā)生阻塞，因為channel才剛創(chuàng)建，是空的，沒有東西可以取出
}

(2)channel分為有緩沖的channel和無緩沖的channel。

兩種channel的創(chuàng)建方法如下：

ch := make(chan int)  //無緩沖的channel，同等于make(chan int, 0)
ch := make(chan int, 5) //一個緩沖區(qū)大小為5的channel

無緩沖通道與有緩沖通道的主要區(qū)別為：無緩沖通道存取數據是同步的，即如果通道中無數據，則通道一直處于阻塞狀態(tài)；有緩沖通道存取數據是異步的，即存取數據互不干擾，只有當通道中已滿時，存數據操作，通道阻塞；當通道中為空時，取數據操作，通道阻塞。

因此，使用無緩沖的channel時，放入操作和取出操作不能在同一個routine中，而且應該是先確保有某個routine對它執(zhí)行取出操作，然后才能在另一個routine中執(zhí)行放入操作，否則會發(fā)生死鎖現象，示例如下：

package main 
import (
 "fmt"
 "sync"
)
 
var waitGroup sync.WaitGroup //使用wg等待所有routine執(zhí)行完畢，并輸出相應的提示信息
 
func AFunc(ch chan int) {
 waitGroup.Add(1)
FLAG:
 for {
  select {
  case val := <-ch:
   fmt.Println(val)
   break FLAG
  }
 }
 waitGroup.Done()
 fmt.Println("WaitGroup Done")
}
 
func main() {
 
 ch := make(chan int) //無緩沖通道
 execMode := 0        //執(zhí)行模式 0：先啟動并發(fā)，正常輸出100 1：后啟動并發(fā)，發(fā)生死鎖
 switch execMode {
 case 0:
  go AFunc(ch)
  ch <- 100
 case 1:
  ch <- 100
  go AFunc(ch)
 }
 waitGroup.Wait()
 close(ch)
}

使用帶緩沖的channel時，因為有緩沖空間，所以只要緩沖區(qū)不滿，放入操作就不會阻塞，同樣，只要緩沖區(qū)不空，取出操作就不會阻塞。

而且，帶有緩沖的channel的放入和取出操作可以用在同一個routine中。

但是，一定要注意放入和取出的速率問題，否則也會發(fā)生死鎖現象，示例如下：

package main
import (
 "fmt"
 "sync"
)
var waitGroup sync.WaitGroup
func AFunc(ch chan int, putMode int) {
 val := <-ch
 switch putMode {
 case 0:
  fmt.Printf("Vaule=%d\n", val)
 case 1:
  fmt.Printf("Vaule=%d\n", val)
  for i := 1; i <= 5; i++ {
   ch <- i * val
  }
 case 2:
  fmt.Printf("Vaule=%d\n", val)
  for i := 1; i <= 5; i++ {
   <-ch
  }
 }
 
 waitGroup.Done()
 fmt.Println("WaitGroup Done", val)
}
 
func main() {
 ch := make(chan int, 10)
 putMode := 0 //該模式下，能夠正常輸出所有數據
 //putMode := 1//當放入速度遠大于取數速度時，程序阻塞
 //putMode := 2//當取數速度遠大于放數速度時，程序阻塞
 for i := 0; i < 1000; i++ {
  ch <- i
  waitGroup.Add(1)
  go AFunc(ch, putMode)
 }
 waitGroup.Wait()
 close(ch)
}

(3)關閉后的channel可以取數據，但是不能放數據。

而且，channel在執(zhí)行了close()后并沒有真的關閉，channel中的數據全部取走之后才會真正關閉。

package main
func main() {
 ch := make(chan int, 5)
 ch <- 1
 ch <- 1
 close(ch)
 ch <- 1 //不能對關閉的channel執(zhí)行放入操作
        
        // 會觸發(fā)panic
}

package main
func main() {
 ch := make(chan int, 5)
 ch <- 1
 ch <- 1
 close(ch)
 <-ch //只要channel還有數據，就可能執(zhí)行取出操作
 
        //正常結束
}

package main 
import "fmt" 
func main() {
 ch := make(chan int, 5)
 ch <- 1
 ch <- 1
 ch <- 1
 ch <- 1
 close(ch)  //如果執(zhí)行了close()就立即關閉channel的話，下面的循環(huán)就不會有任何輸出了
 for {
  data, ok := <-ch
  if !ok {
   break
  }
  fmt.Println(data)
 }
 
 // 輸出：
 // 1
 // 1
 // 1
 // 1
 // 
 // 調用了close()后，只有channel為空時，channel才會真的關閉
}

以上為個人經驗，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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