Go语言学习笔记---并发

Go使用channel和goroutine开发并行程序。

goroutine

goroutine是一个普通的函数，只是需要使用保留字go作为开头。
ready("Tea", 2) //普通函数调用
go ready("Tea", 2) //ready() 作为goroutine运行

例：

package mainimport (
"time"
"fmt"
)
func ready(w string, sec int){
time.Sleep(time.Duration(sec) * time.Second)
fmt.Println(w, "is ready!")
}
func main(){
go ready("Tea", 2)
go ready("Coffee", 1)
fmt.Println("I'm waiting")
time.Sleep(5 * time.Second)
}

输出结果：

I'm waiting //立刻输出
Coffee is ready! //1 秒后输出
Tea is ready! //2 秒后输出

注意：上述例子如果删除 time.Sleep(5 * time.Second) 程序输出 I'm waiting后立即结束运行

例2：

package main
import (
"fmt"
"runtime"
)

func say(s string) {
for i := 0; i < 5; i++ {
runtime. ()
fmt.Println(s)
}
}

func main() {
go say("world") //开一个新的Goroutines执行
say("hello") //当前Goroutines执行
}

输出结果：

hello
world
hello
world
hello
world
hello
world
hello

runtime.Gosched()表示让CPU把时间片让给别人,下次某个时候继续恢复执行该goroutine。默认情况下，调度器仅使用单线程，也就是说只实现了并发。想要发挥多核处理器的并行，需要在我们的程序中显示的调用 runtime.GOMAXPROCS(n) 告诉调度器同时使用多个线程。GOMAXPROCS 设置了同时运行逻辑代码的系统线程的最大数量，并返回之前的设置。如果n < 1，不会改变当前设置。以后Go的新版本中调度得到改进后，这将被移除。

channel
必须使用make创建channel，如

ci := make(chan int)
cs := make(chan string)
cf := make(chan interface{})

创建channelci用于发送和接收整数，创建channelcs用于字符串，以及channelcf使用了空接口来满足各种类型。向channel发送或接收数据，是通过类似的操作符完成的：<-. 具体作用则依赖于操作符的位置：
ci <- 1 //发送整数1 到channel ci
<-ci //从channel ci 接收整数
i := <-ci //从channel ci 接收整数，并保存到i 中

例：

package mainimport (
"time"
"fmt"
)
var c chan int //定义c作为int 型的channel
func ready(w string, sec int){
time.Sleep(time.Duration(sec) * time.Second)
fmt.Println(w, "is ready!")
c <- 1 //发送整数1到channel c
}
func main(){
c = make(chan int) //初始化c
go ready("Tea", 2) //用保留字go开始一个goroutine
go ready("Coffee", 1)
fmt.Println("I'm waiting")
<-c //等待，直到从channel上接收一个值。注意，收到的值被丢弃了,如果想要保存可以用 i := <-c
<-c //两个goroutines，接收两个值
}

输出结果：

I'm waiting //立刻输出
Coffee is ready! //1 秒后输出
Tea is ready! //2 秒后输出

上例中，不得不从channel中读取两次，如果不知道启动了多少goroutine，可以使用select关键字。通过select（和其他东西）可以监听channel上输入的数据

例2：

package mainimport "fmt"

func sum(a []int, c chan int) {
sum := 0
for _, v := range a {
sum += v
}
c <- sum // send sum to c
}

func main() {
a := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}

c := make(chan int)
go sum(a[:len(a)/2], c)
go sum(a[len(a)/2:], c)
x, y := <-c, <-c // receive from c

fmt.Println(x, y, x + y)
}

输出结果：
17 -5 12

并行和并发：
并发和并行的区别就是一个处理器同时处理多个任务和多个处理器或者是多核的处理器同时处理多个不同的任务。
前者是逻辑上的同时发生（simultaneous），而后者是物理上的同时发生． 并发性(concurrency)，又称共行性，是指能处理多个同时性活动的能力，并发事件之间不一定要同一时刻发生。 并行(parallelism)是指同时发生的两个并发事件，具有并发的含义，而并发则不一定并行。 来个比喻：并发和并行的区别就是一个人同时吃三个馒头和三个人同时吃三个馒头

关闭channel

x, ok = <-ch
当ok被赋值为true意味着channel尚未被关闭，同时可以读取数据。否则ok被赋值为false。在这个情况下表示channel被关闭。

Buffered Channels

Go也允许指定channel的缓冲大小，很简单，就是channel可以存储多少元素。ch:= make(chan bool, 4)，创建了可以存储4个元素的bool 型channel。在这个channel 中，前4个元素可以无阻塞的写入。当写入第5个元素时，代码将会阻塞，直到其他goroutine从channel 中读取一些元素，腾出空间。

例：

package main
import "fmt"

func main() {
c := make(chan int, 2)//修改2为1就报错，修改2为3可以正常运行
c <- 1
c <- 2
fmt.Println(<-c)
fmt.Println(<-c)
}

输出结果：
1
2

Range和Close

package main

import "fmt"
func fibonacci(n int, c chan int) {
x, y := 1, 1
for i := 0; i < n; i++ {
c <- x
x, y = y, x + y
}
close(c)
}
func main() {
c := make(chan int, 10)
go fibonacci(cap(c), c)
for i := range c {
fmt.Println(i)
}
}

输出结果：

1
1
2
3
5
8
13
21
34
55

for
i := range c

能够不断的读取channel里面的数据，直到该channel被显式的关闭。上面代码我们看到可以显式的关闭channel，生产者通过关键字

close

函数关闭channel。关闭channel之后就无法再发送任何数据了，在消费方可以通过语法

v,
ok := <-ch

测试channel是否被关闭。如果ok返回false，那么说明channel已经没有任何数据并且已经被关闭。

记住应该在生产者的地方关闭channel，而不是消费的地方去关闭它，这样容易引起panic

另外记住一点的就是channel不像文件之类的，不需要经常去关闭，只有当你确实没有任何发送数据了，或者你想显式的结束range循环之类的

select
select默认是阻塞的，只有当监听的channel中有发送或接收可以进行时才会运行，当多个channel都准备好的时候，select是随机的选择一个执行的。

例：

package main
import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {
x, y := 1, 1
for {
select {
case c <- x:
x, y = y, x + y
case <-quit:
fmt.Println("quit")
return
}
}
}

func main() {
c := make(chan int)
quit := make(chan int)
go func() {
for i := 0; i < 10; i++ {
fmt.Println(<-c)
}
quit <- 0
}()
fibonacci(c, quit)
}

输出结果：

1
1
2
3
5
8
13
21
34
55
quit

在

select

里面还有default语法，

select

其实就是类似switch的功能，default就是当监听的channel都没有准备好的时候，默认执行的（select不再阻塞等待channel）。

select {
case i := <-c:
// use i
default:
// 当c阻塞的时候执行这里
}

超时

package mainimport "time"
func main() {
c := make(chan int)
o := make(chan bool)
go func() {
for {
select {
case v := <- c:
println(v)
case <- time.After(5 * time.Second):
println("timeout")
o <- true
break
}
}
}()
<- o
}

输出结果：
timeout

runtime goroutine

runtime包中有几个处理goroutine的函数：
Goexit

退出当前执行的goroutine，但是defer函数还会继续调用

Gosched

让出当前goroutine的执行权限，调度器安排其他等待的任务运行，并在下次某个时候从该位置恢复执行

NumCPU

返回CPU核数量

NumGoroutine

返回正在执行和排队的任务总数

GOMAXPROCS

用来设置可以运行的CPU核数