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Go并发编程的示例分析

2023-06-20 14:17

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这篇文章给大家分享的是有关Go并发编程的示例分析的内容。小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,一起跟随小编过来看看吧。

一、goroutine

定义

先看案例知道goroutine怎么用

先来看一个案例

Go并发编程的示例分析

这个案例就是一个简单并发执行的代码,在go里边也就是一个关键字go即可。

那么来看一下这段代码会输出什么

Go并发编程的示例分析

从上图可以看到这行代码什么都没有输出,直接就退出了,那这到底是什么情况呢?

直接退出的原因,就是因为我们代码中的main和fmt打印是并发执行的,fmt还没来的急打印数据,外层的循环就已经循环结束了,然后就直接退出了。

在go语言中呢!假设一个main函数退出后,会直接杀死所有的goroutine,所以就造成的现象是,goroutine还没来的急打印数据就被退掉了。

那么你是不是会想,要怎么样才能看到打印的数据呢?其实也很简单,就是让main函数执行完成之后不要着急的退出,给一点等待的时间。看案例

Go并发编程的示例分析

这次希望出现的结果就显示出来了。

在本案例中开的goroutine是10个,那么改为1000会怎么样呢?

结果显示还是正常显示,就类似与有1000个人在同时打印东西。

那么设置10跟1000有什么关系吗?

对操作系统熟悉的应该都知道,开10个线程没有问题,开100个线程也没什么大的问题,但是已经差不多了。

一般系统开几十个线程就可以了,那么如果要1000个人同时做一件事情就不能用线程来解决了,需要通过异步方式。

但是在go语言中呢!直接使用go关键字即可,就可以并发执行。

接下来就聊聊为什么go就可以同时1000进行打印。

是什么

先来看看协程和线程的区别。

协程你可以理解为轻量级的线程非抢占式多任务处理,由协程主动交出控制权

线程大家应该都知道是可以被操作系统在任何时候进行切换,所以说线程就是抢占式多任务处理,线程是没有控制权,哪怕是一个语句执行到一半都会被操作系统切掉,然后转到其它线程去操作。

那么反之对于协程来说,什么时候交出控制权,什么时候不交出控制权是由协程内部主动决定的,正是因为这种非抢占式,所以被称之为轻量级。

并且多个协程是可以在一个或多个线程上运行的

二、channel

在第一节中了解到,在go中是可以开非常多的goroutine的,那么goroutine之间的双向通道就是channel

Go并发编程的示例分析

基础用法

Go并发编程的示例分析

从上图案例中可以看到可以直接使用make函数来进行创建channel。

第七行、第八行就是往channel中发送数据。

那么这个案例可以运行吗?来试一下

Go并发编程的示例分析

可以看到此时已经报错了,错误的意思就是在往channel发送1的时候会发生死锁。

然后在回到之前的那副图。

Go并发编程的示例分析

在上文我们已经说了,channel是goroutine与goroutine之间的一个交互。

但是此时的案例中缺只有一个goroutine,所以还需要一个另一个goroutine来接收它。

现在你应该了解到如何开启一个goroutine了。

Go并发编程的示例分析

在上图中我们新开启了另一个goroutine,然后用了一个死循环来接受channel发送的值,并将其打印出来。

但是你会发现我们往channel中发送了俩个数据,此时的打印结果却只有一条数据。但总比我们刚开始的好多了,对吧!

那么为什么会发生这样的情况呢?

可以理理代码的执行流程,先往channel发送了一个1,然后循环获取到第一个值并打印。

再往channel发送数据2,但还没来得及打印就直接退出了,这也就造成了只显示了数据1而没有显示数据2的现象。

这个问题通过咔咔的描述你应该已经知道怎么解决了。

那就是给函数channelDome加一个延迟退出的时间即可。

Go并发编程的示例分析

将channel作为参数传递

在上文中可以看到go后边跟的是一个闭包函数,在这个闭包中使用的c就是使用的外层的c。

那么将这个c使用参数传递可否呢?答案是肯定可以的。

Go并发编程的示例分析

当然也可以传递其它的参数

Go并发编程的示例分析

通过上图可以看到不仅仅传递了channel还传递了id参数,同时还可以将代码直接优化为圈住的部分,也就是直接从channel取值。

创建多个channel

Go并发编程的示例分析

从上图可以看到每个人都有自己的channel,然后进行分发,分发之后每个人都会收到自己的接收到的值并打印出来。

同样你可以看到我们在26行处还新加了一个for循环给channle里边发送数据。

Go并发编程的示例分析

从运行结果中你会发现打印的顺序是混乱的,例如receive i 和receve I这俩个值。

此时你会不会有疑问,我们在往channel中发送数据时是按照顺序发送的啊!那么接收时肯定也是按照顺序接收的。

既然非常确定发送数据是按照顺序的,那么问题就只能出现在Printf这里。

因为Printf是存在IO的,goroutine进行调度,那么此时的Printf是乱序的,但是都会将收到的值一一打印出来。

将channel作为返回值

前几节的案例都是通过创建好的channle然后作为参数传递进去的。

那么本节将会把channel作为一个返回值给返回出去。

Go并发编程的示例分析

源码

package mainimport ("fmt""time")func createWorker(id int) chan int {c := make(chan int)go func() {for {fmt.Printf("Worker %d receive %c\n", id, <-c)}}()return c}func channelDemo() {var channels [10]chan intfor i := 0; i < 10; i++ {channels[i] = createWorker(i)}for i := 0; i < 10; i++ {channels[i] <- 'a' + i}time.Sleep(time.Millisecond)}func main() {channelDemo()}

从这里你可以看到我们将worker函数改为了createWorker函数,因为在这个函数里边就是直接创建channel。

接着通过一个协程将channel接收到的值进行打印。

在把channel进行返回出去。

来看一下运行结果

Go并发编程的示例分析

通过运行结果可以得知我们的代码编写还是对的,但是此时返回的channel你可以非常直观的看到怎么用

但如果代码数量多的时候,你根本不清楚这个channel怎么用,所有这段代码还需要简单的修饰一下。

那么就需要做的事情的是告诉外面用的人应该怎么用。

Go并发编程的示例分析

通过上述代码可以得知,是往channel中发送数据的,那么在createWorker方法的返回的channel要标记一下

Go并发编程的示例分析

所以说现在的代码就变成这个样子,我们直接给createWorker方法的返回值channel标记好方向。作用是送数据的。

那么在打印的时候就是收据,这样看起来就非常直观了。

当修改完上面俩步之后你会发现createWorker调用是报错了,Cannot use 'createWorker(i)' (type chan<- int) as type chan int看到错误就应该知道是俩边类型不对等。

Go并发编程的示例分析

修改完之后你就会发现编译正确了,没有报错信息了。

运行结果也是ok的。

Go并发编程的示例分析

本小节源码

package mainimport ("fmt""time")func createWorker(id int) chan<- int {c := make(chan int)go func() {for {fmt.Printf("Worker %d receive %c\n", id, <-c)}}()return c}func channelDemo() {var channels [10]chan<- intfor i := 0; i < 10; i++ {channels[i] = createWorker(i)}for i := 0; i < 10; i++ {channels[i] <- 'a' + i}time.Sleep(time.Millisecond)}func main() {channelDemo()}

buffer channel

学习了这么久了,那么咔咔问你一个问题,这段代码执行会发生什么?

Go并发编程的示例分析

没错,会发生报错,因为在文章开头咔咔就讲过了,给一个channel发送数据,就需要开启另一个协程来收数据。

虽然协程我们说是轻量级的,但是如果发送了数据之后,就需要切换协程来进行收数据就非常的耗费资源。

那么就是本节给大家讲解的东西。

Go并发编程的示例分析

创建了可以有3个缓冲区的channel,然后往channel发送3个数据。

同时运行结果也可以得知没有在发生deadlock

给你一个问题,如果往缓冲区在发送一个数据4会发生什么呢?

Go并发编程的示例分析

聪明的你,肯定就想到结果了,没错,报了deadlock

接着我们就使用之前的worker,来接受channel的数据。

Go并发编程的示例分析

但是你会发现运行结果还是没有打印出送进去的1,2,3,4。

这个问题现在也已经说了好几次了,你可以试着问一下你自己,这种情况你应该怎么解决。

Go并发编程的示例分析

也就是加一个延迟时间即可,这里顺便给大家说明一下,之前的那个案例打印的是字母,所有格式化用的%c,现在打印的是数字,所以改为了%d,一点小小的改动。

这种方式建立channel对性能的提升是有一定的作用的。

到现在你有没有发现一个问题,那就是在发送channel时不知道什么时候发完了。

接下来就来看这个问题。

channel关闭

借用上个案例的代码来继续进行说明。

Go并发编程的示例分析
跟上节代码不一致的是,我们在结尾处添加了close,close需要注意的是在发送方进行关闭的。

你会看到运行结果并不如意,你会发现虽然收到了1,2,3,4。

但是下面还接收到了非常多的0,只是截图只截到了一条数据而已。

虽然发送方将channel给close掉了,但是接受放也就是worker还是会收到数据的,不是说channel给close后就收不到数据了。

但是当发送方将channle设置为close之后,收到的数据就都是0,也就是收到的是worker方法传递的c chan int这个参数0的值。

现在我们的channel是一个int类型,收到的是0。那么如果是一个string类型,收到的就是一个空字符串。

这个会收多久呢?也就是咱们设置的一毫秒的时间。

如果让你改这段程序你有没有思路呢?如果没有思路就跟这咔咔的节奏一起摇摆。

Go并发编程的示例分析

在函数worker中,使用俩个值来进行接收,n就是传递过来的channel c。ok就是判断这个值是否存在。

可以看到运行结果,就不会在出现接收到0的数据了。

除了这种写法还有一种更简单的方式。

Go并发编程的示例分析

感谢各位的阅读!关于“Go并发编程的示例分析”这篇文章就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,让大家可以学到更多知识,如果觉得文章不错,可以把它分享出去让更多的人看到吧!

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