1. goroutine
1.1 定义
func main() {
for i := 0; i < 10; i++ {
//开启并发打印
go func(i int) {
fmt.Printf("hello goroutine : %d \n", i)
}(i)
}
time.Sleep(time.Millisecond)
}
go语言是采用一种叫 协程（Coroutine）
轻量级 “线程”
非抢占式 多任务处理，由协程主动交出CPU控制权
- 线程是由CPU来决定是否移交控制权，做到一半可能线程就会进行切换
- 协程则是由内部进行决定是否要移交CPU的控制权
编译器/解释器/虚拟机层面的多任务
多个协程可以在一个或者多个线程上运行 （由调度器来决定）
以下例子，通过 runtime.Gosched() 可以手动交出控制权，如果不交出控制权；还有如果在 gorotine 里面使用外部函数，如果不传入的话，就是一个闭包的变量，会导致数据冲突，就是通过不同的协程写入数据。检查数据是否有冲突可以通过以下语句进行检测
go run -race
func main() {
var a [10]int
for i := 0; i < 10; i++ {
//如果这里不将i传入参数直接引用外部的参数会出现：数据冲突（race condition）
go func(i int) {
// 打印语句会进行协程的调度，会交出控制权：fmt.Printf("hello goroutine : %d \n", i)
a[i]++
//通过 Gosched() 可以手动交出协程的控制权；如果不写这个语句协程就不会交出控制权进行调度执行，就会一直卡死在这里
runtime.Gosched()
}(i)
}
time.Sleep(time.Millisecond)
fmt.Println(a)
}
普通函数：在一个线程里面执行，调用完后释放资源，单向调用
协程：双向流通
但go的程序启动时，一个线程里面可能有多个 goroutine 执行，具体在哪个线程执行，由调度器决定；传统意义上的 routine 需要显示的写出释放控制权，而 goroutine 不需要写出来，调度器会进行切换
1.2 goroutine切换点
只是参考，不能保证肯定会切换
- I/O, select：打印数据的时候
- channel
- 等待锁
- 函数调用（有时）
- runtime.Gosched()
2. channel
协程与协程之间的双向通信
2.1 语法
func chanDemo() {
//var c chan int //为 nil 的chan不能使用
c := make(chan int)
go func() {
for {
n := <- c
fmt.Println(n)
}
}()
c <- 1 //向 c 里面发送数据（在发送时需要 goroutine 来进行接收，否则就会死锁）
c <- 2
}
2.2 channel作为参数
func worker(i int, c chan int) {
for {
fmt.Printf("Worker :%d, accpet: %c \n", i, <-c)
}
}
func chanDemo() {
var channels [10]chan int
for i := 0; i < 10; i++ {
channels[i] = make(chan int)
go worker(i, channels[i])
}
for i := 0; i < 10; i++ {
channels[i] <- 'a' + i
}
for i := 0; i < 10; i++ {
channels[i] <- 'A' + i
}
}2.3 channel作为返回值
返回值定义：chan<- int :代表只能发数据； <-chan int:代表只能收数据
// chan<- int :代表只能发数据； <-chan int:代表只能收数据
func worker(i int) chan int {
c := make(chan int)
go func() {
for {
fmt.Printf("Worker :%d, accpet: %c \n", i, <-c)
}
}()
return c
}
func chanDemo() {
var channels [10]chan int
for i := 0; i < 10; i++ {
channels[i] = worker(i)
}
for i := 0; i < 10; i++ {
channels[i] <- 'a' + i
}
for i := 0; i < 10; i++ {
channels[i] <- 'A' + i
}
}创建时可以指定 channel 的大小，make(chan int, 3) 如果数据超过3个就会死锁，对提升性能有好处。
2.4 chan关闭
如果不 close 那么会一直接收下去，可以是否 if、range 进行判断是否 close
不要通过共享内存来进行通信，要通过通信来共享内存
func chanClose() {
//创建一个缓冲区
c := make(chan int, 3)
c <- 1
c <- 2
c <- 3
//方法一：
go func() {
for {
//如果没有接收到数据就直接返回
if i, ok := <-c; !ok {
fmt.Println(" close channel.....")
break
} else {
//死循环读取，如果外部 chan 已经关闭了，这里会一直接收具体数据的默认值
fmt.Printf("%d\n", i)
}
}
}()
//方法二：
go func() {
for n := range c {
//如果没有接收到数据就直接返回
fmt.Printf("%d\n", n)
}
}()
//close关闭 channel
close(c)
}
2.5 等待goroutine
如何等待所有的 goroutine 执行完之后才退出程序？
方式一：
func ChanDemo() {
workers := make([]worker, 10)
for i, _ := range workers {
workers[i] = createWorker(i)
}
for i, worker := range workers{
worker.in <- 'a' + i
}
for i, worker := range workers{
worker.in <- 'A' + i
}
//这种方式可以接收消费者传入的数据，如果消费者传入的数据是同步的话，这里也会出现死锁
for _, worker := range workers {
<- worker.done
<- worker.done
}
}
//定义一个worker的结构用来存放 chan数据
type worker struct {
done chan bool
in chan int
}
func createWorker(id int) worker {
w := worker{
done: make(chan bool),
in: make(chan int),
}
go doWorker(id, w.in, w.done)
return w
}
func doWorker(id int, in chan int, done chan bool) {
for i := range in {
fmt.Printf("Worker:%d, accept:%c \n", id, i)
go func() {
//异步发送，否则会出现死锁，因为发送会加锁
done <- true
}()
}
}方式二：
使用 sync.WaitGroup 等待所有的 gorounte 执行结束
//定义一个worker的结构用来存放 chan数据
type done2Worker struct {
in chan int
//使用指针传递
wg *sync.WaitGroup
}
func create2Worker(id int, group *sync.WaitGroup) done2Worker {
w := done2Worker{
wg: group,
in: make(chan int),
}
go do2Worker(id, w)
return w
}
func do2Worker(id int, worker2 done2Worker) {
for i := range worker2.in {
fmt.Printf("Worker:%d, accept:%c \n", id, i)
//执行完成
worker2.wg.Done()
}
}
func Chan2Demo() {
var wg sync.WaitGroup
workers := make([]done2Worker, 10)
for i, _ := range workers {
workers[i] = create2Worker(i, &wg)
}
wg.Add(20)
for i, worker := range workers {
worker.in <- 'a' + i
}
for i, worker := range workers {
worker.in <- 'A' + i
}
wg.Wait()
}3. select
select 可以对 channel 进行非阻塞式调用，谁先来执行谁，在 select 中也可以使用 nil 进行调度
func generator() chan int {
out := make(chan int)
go func() {
i := 0
for {
//休眠随机数
time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(1500)) * time.Millisecond)
out <- i
i++
}
}()
return out
}
func main() {
//非阻塞式获取数据，谁先出数据就执行哪一段逻辑
var c1, c2 = generator(), generator()
// 10秒钟后发送一次数据
after := time.After(time.Second * 10)
//每秒钟都会写一次数据
tick := time.Tick(time.Second)
//死循环获取channel中的数据
for {
select {
//会通过select关键字进行调用，谁先来数据，就执行谁
case n := <-c1:
fmt.Println("Received from c1:", n)
case n := <-c2:
fmt.Println("Received from c2:", n)
case <-after:
fmt.Println("ten second after......")
case <-tick:
fmt.Println("tick task exec .....")
default:
fmt.Println("No value received")
}
}
}
4. 传统同步机制
CSP : 模型下面尽量少用传统的同步方式，传统的方式使用共享变量进行使用
- WaitGroup
- Mutex
type atomicInt struct {
a int
//定义互斥量进行同步
lock sync.Mutex
}
func (a *atomicInt) add() {
a.lock.Lock()
defer a.lock.Unlock()
a.a++
}
func main() {
a := atomicInt{
a: 0,
}
a.add()
go a.add()
time.Sleep(time.Millisecond)
fmt.Println("value : ", a.a)
}
Cond
5. 并发模式
5.1 生成器
//传入多个chan，返回一个只能输出的chan
func fanIn(chs...chan string) <-chan string {
//创建管道
c := make(chan string)
//这里循环读取 chs 管道传入的数据
for _ , ch := range chs {
go func(in chan string) {
for {
//循环从chCopy里面读取数据后传入到返回出去的chan
//这里不能直接使用 ch ，因为该变量是一个闭包，后续遍历的管道会将其覆盖
c <- <-in
}
}(ch)
}
return c
}
//创建一个channel，循环的发送数据
func msgGen(serviceName string) chan string {
ch := make(chan string)
go func() {
for {
ch<- fmt.Sprintf("hello：%s", serviceName)
}
}()
return ch
}
func main() {
s1 := msgGen("service1")
s2 := msgGen("service2")
s3 := msgGen("service3")
//可以拿到返回出来的 channel 跟服务继续做交互
m := fanIn(s1, s2, s3)
for {
fmt.Println(<-m)
}
}5.2 定义接口
// ChannelCreateFunc 创建接口，需要传入管道，以及参数
type ChannelCreateFunc interface {
// Create 创建函数传入一个任何类型的管道，后面参数选择性传入
Create(ch <-chan any, V...any) (any, bool)
}
func Creator(c ChannelCreateFunc, ch <-chan any) {
if r, ok := c.Create(ch, time.Duration(time.Second)); ok {
fmt.Println(r)
} else {
fmt.Println("未接收到数据")
}
}
func main() {
s1 := msgGen("service1")
m := fanIn(s1)
Creator(timeout.TimeoutCreator{}, m)
Creator(noblock.NotBlockCreator{}, m)
}
5.3 非阻塞管道
新建 noblock.go，定义下面这样的格式
type NotBlockCreator struct {
}
func (n NotBlockCreator) Create(ch <-chan any, V...any) (any, bool) {
select {
case m := <-ch:
return m, true
default:
return "", false
}
}
5.4 超时管道
新建 timeout.go
type TimeoutCreator struct {
}
func (t TimeoutCreator) Create(ch <-chan any, V...any) (any, bool) {
size := len(V)
if size == 1 {
var timeoutValue = V[0]
switch v := timeoutValue.(type) {
case time.Duration:
for {
select {
case m := <-ch:
return m, true
case <-time.After(v):
fmt.Println("数据超时接收，直接返回false")
return "", false
}
}
}
}
return "", false
}
6. 广度优先算法（迷宫）
每次探索都是一层一层的向外进行探索，如果起始为0，那么先将周边的 1 进行探索完毕，探索1时会将1的点位先存入到队列中，等后续所有的1都探索完成之后，再取出1的点位进行1周边的探索
通过上面的这种点位算法，就可以将迷宫的路画出来
6.1 代码实现
创建文本，这里需要注意，idea创建文件分隔符编码需要设置以下，否则后续读取文件时会有问题
6 5
0 1 0 0 0
0 0 0 1 0
0 1 0 1 0
1 1 1 0 0
0 1 0 0 1
0 1 0 0 0
读取文件成二维数组
// Fscanf函数在读取文件时，遇到\r为默认替换为0，读取\n结束，如果编码不对，这里读取就会出问题
func readMaze(path string) [][]int {
file, err := os.Open(path)
if err != nil {
panic(err)
}
var row, col int
//这里需要取地址，函数里面会更改row和col的值
fmt.Fscanf(file, "%d %d", &row, &col)
fmt.Printf("%d\t%d\n", row, col)
//创建一个二位数组，一共有多少行
maze := make([][]int, row)
for i := range maze {
//创建列
maze[i] = make([]int, col)
for j := range maze[i] {
fmt.Fscanf(file, "%d", &maze[i][j])
}
}
return maze
}
func main() {
//读取迷宫文件
maze := readMaze("maze/maze.in")
for _, row := range maze {
for _, col := range row {
fmt.Printf("%d\t", col)
}
fmt.Println()
}
}
//点位的结构体
type point struct {
i, j int
}
//定义需要探索的方向
var dirs = [4]point {
//当前位置-1，就是向上
{-1, 0},
//左边的点位
{0, -1},
//向下的点位
{1, 0},
//向右的点位
{0, 1},
}
//将两个点位相加，就可以获取到下一个点位
func (p point) add(r point) point {
return point{p.i + r.i, p.j + r.j}
}
func (p point) at(grid [][]int) (int, bool) {
//首先判断点位是否越界了，例如传入的点位 (-1,0)或者(1, -1)
if p.i < 0 || p.i >= len(grid) {
return 0, false
}
//判断j列是否越界了
if p.j < 0 || p.j >= len(grid[p.i]) {
return 0, false
}
//返回数据
return grid[p.i][p.j], true
}
// walk 传入迷宫，指定迷宫开始的点位，以及出口的点位
func walk(maze [][]int, start, end point) [][]int {
//创建走过的步
steps := make([][]int, len(maze))
for i := range steps {
steps[i] = make([]int, len(maze[i]))
}
//创建需要探索的队列，初始的点位(0,0)
Q := []point{start}
for len(Q) > 0 {
cur := Q[0]
//截取出队列中的头部
Q = Q[1:]
//判断如果点位等于出口的点位，那么直接退出
if cur == end {
break
}
//dirs为点位周边的四个方向，我这里采用的是 上、左、下、右 的方向进行探索
for _, dir := range dirs {
//将当前点位跟四个方向相加，例如 (0,0) 向上的方向就是(-1,0)，将i的值进行减1
next := cur.add(dir)
//判断向上的点位不能超出迷宫的界限，并且返回在迷宫中的值，因为如果返回的值为1，就证明是墙
val, ok := next.at(maze)
if !ok || val == 1 {
continue
}
//不等0就证明是墙
val, ok = next.at(steps)
if !ok || val != 0 {
continue
}
//如果是起点，就跳过
if next == start {
continue
}
//获取到当前步数的值
curSteps, _ := cur.at(steps)
//将走过的点位追加到切片中
steps[next.i][next.j] = curSteps + 1
//继续将下一个点位添加到需要探索的队列当中
Q = append(Q, next)
}
}
return steps
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