小编给大家分享一下Go语言中并发goroutine底层原理的示例分析,希望大家阅读完这篇文章之后都有所收获,下面让我们一起去探讨吧!
一、基本概念
①并发、并行区分
1.概念
并发:同一时间段内一个对象执行多个任务,充分利用时间
并行:同一时刻,多个对象执行多个任务
2.图解
类似于超市柜台结账,并行是多个柜台结多个队列,在计算机中是多核cpu处理多个go语言开启的线程,并发是一个柜台结账多个队列,在计算机中就是单核cpu处理多个任务,抢夺时间片.
②从用户态线程,内核态线程阐述go与java并发的优劣
1.用户态线程、内核态线程差异
用户态:只能受限制的访问内存,且不允许访问外围设备,占用CPU资源可以被其他程序抢走。
内核态:CPU可以访问内存所有数据,包括外围设备,例如硬盘网卡等,cpu可以将自己从一个程序切换到另一个程序
2.java与go并发差异:
java:
java没有规定具体使用什么线程,而是在不同形态的线程上进行切换,会耗费相当的资源
go是用户态线程,资源耗费较少,一个线程的栈体默认为1M,并且需要运行在JVM上
go:
go语言并发通过,goroutine实现,属于用户态的线程,可以根据需要创建成千上万个goroutine,每个goroutine占用内存大小会根据需要动态生成,典型的大小为2kB可以按需求放大到1GB,在go语言中一次可以轻松创建十万左右的goroutine,并且不依赖运行环境。
②高并发为什么是Go语言强项?
1.历史背景
Go语言产生较晚,在其产生之前就已经有了多核cpu,所以设计者的理念就是将这门新的语言使用到多核cpu上支持更大数量级的并发
2.自身原因
Go语言多并发底层实现使用的是协程,他占有更少的资源具有更快的执行速度,占用的资源还会根据 任务量进行扩大或者缩小
③Go语言实现高并发底层GMP模型原理解析
1. G:
G是Goroutine
的缩写,在这里就是Goroutine
的控制结构,是对Goroutine的抽象。其中包括执行的函数指令及参数;G保存的任务对象;线程上下文切换,现场保护和现场恢复需要的寄存器(SP、IP)等信息。在 Go 语言中使用 runtime.g 结构表示。
2. M:
表示操作系统线程也可以称为内核线程,由操作系统调度以及管理,调度器最多可以创建 10000 个线程,在 Go 语言中使用 runtime.m
结构表示。(用户线程与内核线程的映射关系)
3. P:
调度各个goroutine
,使他们之间协调运行逻辑处理器,但不代表真正的CPU的数量,真正决定并发程度的是P,初始化的时候一般会去读取GOMAXPROCS
对应的值,如果没有显示设置,则会读取默认值,在Go1.5之后GOMAXPROCS被默认设置可用的核数,而之前则默认为1,在 Go 语言中使用 runtime.p 结构表示。
4.指定cpu线程个数
通过runtime.GOMAXPROCS()
,可以指定P的个数,如果没有指定则默认跑满整个cpu
二、上代码学会Go语言并发
①.开启一个简单的线程
开启线程使用go+函数,以下案例要认识到开启多线程使用函数闭包可能会出现的问题
1.使用匿名函数开启线程
//打印1-1000 for i := 0; i < 1000; i++ { go func() { fmt.Println(i) }() }//这里使用了函数闭包
2.出问题的原理:
匿名函数进行操作时会将当前环境内的变量进行闭包,由于启动线程需要一定时间在启动线程的时候i进行了改变所以打印的时候会有许多值相同
②.动态的关闭线程
1.为什么需要进行动态的关闭线程?
在Go语言中如果不进行动态的关闭线程,那么有可能在子线程没有执行结束主线程就结束了,那样的话会有 程序安全隐患,所以主线程不可以直接结束,应作为后盾,直到所有线程都结束了才可以结束。
2.使用waitGroup
waitGroup有三个方法常用:
waitGroup.Add()
:使用wait计数器记1次数//将创建的线程数传进去waitGroup.Done()
:wait计数器减1(放在被开启线程的函数内)waitGroup.Wait()
:阻塞等待wait计数器值为零(放在主线程内)
defer
是在函数主体执行完的时候执行的代码(可理解为延时执行)
代码如下:
package mainimport ( "fmt" "math/rand" "sync" "time")// 定义一个waitGroup结构体变量var wg sync.WaitGroupfunc f(i int) { // 等到函数执行完毕,会将waitGroup内的计数器减一 defer wg.Done() rand.Seed(time.Now().UnixNano()) time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(3)) * time.Second) fmt.Println(i)}func main() { for i := 0; i < 100; i++ { // 开启一个线程就使用waitGroup记一次数 wg.Add(1) go f(i) } // 阻塞等待waitGroup计数器为0 wg.Wait() fmt.Println("hello")}
看完了这篇文章,相信你对“Go语言中并发goroutine底层原理的示例分析”有了一定的了解,如果想了解更多相关知识,欢迎关注编程网行业资讯频道,感谢各位的阅读!