在golang中創(chuàng)建協(xié)程

在 Go 語(yǔ)言中，使用協(xié)程來(lái)實(shí)現(xiàn)并發(fā)模型。

協(xié)程是 Go 語(yǔ)言的并發(fā)執(zhí)行單元，它比傳統(tǒng)的線程更輕量級(jí)，允許我們并發(fā)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。

Go 會(huì)在內(nèi)部使用一組線程來(lái)運(yùn)行創(chuàng)建的協(xié)程，并在這些線程之間高效地分配協(xié)程執(zhí)行，這樣可以在不增加太多操作系統(tǒng)線程的情況下執(zhí)行大量的協(xié)程。

在golang中，我們可以方便的使用go func() {}() 語(yǔ)句用于啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)程（goroutine）。

協(xié)程是 Go 語(yǔ)言的并發(fā)執(zhí)行單元，它比傳統(tǒng)的線程更輕量級(jí)，允許我們并發(fā)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。

當(dāng)在函數(shù)調(diào)用前加上 go 關(guān)鍵字時(shí)，這個(gè)函數(shù)就會(huì)在新的協(xié)程中異步執(zhí)行。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的在golang主函數(shù)中創(chuàng)建協(xié)程的例子:

func printNumbers() {
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        fmt.Println(i)
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

func main() {
    // 啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)程來(lái)執(zhí)行 printNumbers 函數(shù)
    go printNumbers()

    // 主協(xié)程中執(zhí)行其他工作
    for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
        fmt.Printf("%c", i)
        time.Sleep(time.Second)
    }

    // 等待足夠的時(shí)間以確保 printNumbers 協(xié)程可以完成執(zhí)行
    time.Sleep(6 * time.Second)
    fmt.Println("main function finished")
}

我們?cè)谛碌膮f(xié)程中，啟動(dòng)了一個(gè)printNumbers()函數(shù)，運(yùn)行結(jié)果如下：a12bc3d4e5

這說(shuō)明我們成功創(chuàng)建了一個(gè)協(xié)程，這個(gè)協(xié)程和主程序并發(fā)運(yùn)行。上述代碼也可以寫(xiě)成下面的形式：

func main() {
    // 啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)程來(lái)執(zhí)行 printNumbers 函數(shù)
    go func(){    for i := 1; i <= 5; i++ {
        fmt.Println(i)
        time.Sleep(time.Second)
    }}()

    // 主協(xié)程中執(zhí)行其他工作
    for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
        fmt.Printf("%c", i)
        time.Sleep(time.Second)
    }

    // 等待足夠的時(shí)間以確保 printNumbers 協(xié)程可以完成執(zhí)行
    time.Sleep(6 * time.Second)
    fmt.Println("main function finished")
}

我們?cè)俅芜\(yùn)行發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行結(jié)果如下：a1b23c45e，可以看到雖然代碼是一樣的，但是打印出字母和數(shù)字的順序卻不同。

這是為什么呢？因?yàn)槲覀冎婚_(kāi)啟了一個(gè)協(xié)程，并沒(méi)有控制協(xié)程和主程序的執(zhí)行順序，所以每次運(yùn)行，有時(shí)協(xié)程運(yùn)行的快些，有時(shí)主程序運(yùn)行的快些。

那么如果我們想要打印一個(gè)字母，再打印一個(gè)數(shù)字，要怎么辦呢？這就需要用到golang提供的，協(xié)程間的通信機(jī)制。

golang中進(jìn)程間的通信

在gonglang中，可以使用管道來(lái)進(jìn)行協(xié)程間的通信。

管道的創(chuàng)建和使用

通過(guò) make(chan Type)可以創(chuàng)建一個(gè)管道，其中 Type是管道將傳遞的數(shù)據(jù)類型。我們通過(guò)通道對(duì)上述代碼進(jìn)行改造：

func main() {
	ch := make(chan bool)   // 用于從 printNumbers 協(xié)程到主協(xié)程的同步
	done := make(chan bool) // 用于從主協(xié)程到 printNumbers 協(xié)程的同步

	// 啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)程來(lái)執(zhí)行 printNumbers 函數(shù)
	go func() {
		for i := 1; i <= 5; i++ {
			fmt.Printf("%d", i)
			ch <- true // 發(fā)送數(shù)字到主協(xié)程
			<-done     // 等待主協(xié)程的信號(hào)
		}
		close(ch) // 關(guān)閉通道
	}()

	// 主協(xié)程中執(zhí)行其他工作
	for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
		<-ch // 等待來(lái)自 printNumbers 協(xié)程的數(shù)字
		fmt.Printf("%c", i)
		done <- true // 發(fā)送信號(hào)到 printNumbers 協(xié)程
	}

	fmt.Println("main function finished")
}

在上述代碼中，我們通過(guò)通道ch和done進(jìn)行進(jìn)程間的消息傳遞，主程序通過(guò)<-ch收到ch通道傳來(lái)的信號(hào)后，才打印出數(shù)字。

同樣，協(xié)程收到來(lái)自主程序通道傳來(lái)的信號(hào)后，再繼續(xù)打印字母。

這樣就可以保證打印的順序始終為1a2b3c4d5。

管道通信中傳遞的值

在我們的代碼中使用了<-ch，即沒(méi)有關(guān)心通道傳來(lái)的具體值，如果需要用到通道傳遞過(guò)來(lái)的值，可以使用a<-ch，這樣通道傳來(lái)的值就會(huì)被存儲(chǔ)在變量a中。

有緩沖的管道通信

此外管道可以是無(wú)緩沖的，也可以是有緩沖的，我們上述使用的是無(wú)緩沖的通道。

無(wú)緩沖管道在發(fā)送和接收之間是同步的：發(fā)送操作會(huì)阻塞，直到另一端的協(xié)程執(zhí)行接收操作，而接收操作也會(huì)阻塞，直到有數(shù)據(jù)被發(fā)送。這種同步通信機(jī)制確保了協(xié)程間的同步執(zhí)行。

有緩沖的管道則允許在協(xié)程間異步傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)你創(chuàng)建一個(gè)有緩沖的管道時(shí)，你需要指定緩沖區(qū)的大小。有緩沖的管道可以存儲(chǔ)多個(gè)元素，直到達(dá)到其緩沖區(qū)的容量為止。發(fā)送操作只有在緩沖區(qū)滿時(shí)才會(huì)阻塞，接收操作只有在緩沖區(qū)空時(shí)才會(huì)阻塞。

創(chuàng)建有緩沖的管道的示例：ch := make(chan int, 5)

在這個(gè)例子中，ch 是一個(gè)可以存儲(chǔ)最多 5 個(gè)整數(shù)的有緩沖管道。這意味著我們可以在沒(méi)有接收方的情況下向管道發(fā)送最多 5 個(gè)整數(shù)，而不會(huì)發(fā)生阻塞。

golang中進(jìn)程間的同步控制

golang中當(dāng)協(xié)程的父程序即創(chuàng)建協(xié)程的程序結(jié)束時(shí)，父程序中的協(xié)程會(huì)全部終止

在文章最開(kāi)始的代碼中，我們通過(guò)使用 time.Sleep(6 * time.Second)來(lái)確保在協(xié)程結(jié)束之前，主程序不會(huì)停止，這其實(shí)是非常不好的做法。

同步原語(yǔ)sync.WaitGroup

實(shí)際上，在gonglang中，一般使用WaitGroup來(lái)進(jìn)行進(jìn)程間的同步控制，確保在子協(xié)程全部結(jié)束時(shí)，父協(xié)程才會(huì)終止。

sync.WaitGroup 是 Go 語(yǔ)言中的一個(gè)同步原語(yǔ)，用于等待一組協(xié)程（goroutines）的完成。它主要用于確保所有協(xié)程都已經(jīng)完成它們的工作。

WaitGroup中常用的三個(gè)函數(shù)：Add()、Done()和Wait()

在使用sync.WaitGroup之前我們首先要學(xué)習(xí)其Add()、Done()和Wait()函數(shù)。

wg.Add(delta int) 方法用于設(shè)置等待組中的協(xié)程數(shù)量。每次調(diào)用 wg.Add() 時(shí)，傳遞的參數(shù)（通常是 1）將會(huì)被加到內(nèi)部計(jì)數(shù)器上。這個(gè)方法通常在啟動(dòng)協(xié)程之前調(diào)用，以表明有新的協(xié)程需要等待。

wg.Done() 方法用于表示一個(gè)協(xié)程完成了它的工作。每當(dāng)協(xié)程完成它的執(zhí)行時(shí)，它應(yīng)該調(diào)用 wg.Done()，這將從內(nèi)部計(jì)數(shù)器減去 1。

當(dāng)內(nèi)部計(jì)數(shù)器減到 0 時(shí)，任何阻塞在 wg.Wait() 調(diào)用上的協(xié)程都會(huì)停止阻塞，繼續(xù)執(zhí)行。

wg使用實(shí)例

通過(guò)下面這個(gè)函數(shù)我們可以確保所有子協(xié)程全部完成之后，主程序才會(huì)終止:

func main() {
	// 啟動(dòng)一個(gè)新的協(xié)程來(lái)執(zhí)行 printNumbers 函數(shù)
	var wg sync.WaitGroup
	// 等待協(xié)程數(shù)增加一
	wg.Add(1)
	go func() {
		for i := 1; i <= 5; i++ {
			fmt.Println(i)
		}
		//協(xié)程完成等待協(xié)程數(shù)減少1
		wg.Done()
	}()

	wg.Add(1)
	go func() {
		for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
			fmt.Printf("%c", i)
		}
		wg.Done()
	}()

	// 等待所有的協(xié)程完成
	wg.Wait()
	fmt.Println("main function finished")
}

通過(guò)這種方法，我們發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)兩個(gè)子程序都運(yùn)行完成后，才會(huì)打印出main function finished。

到此這篇關(guān)于golang中創(chuàng)建協(xié)程以及協(xié)程間的相互通信的文章就介紹到這了,更多相關(guān)golang協(xié)程間的相互通信內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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