• Goroutines (一)


    Goroutines

    CSP communicating sequential processes

    Go 语言中,每一个并发执行单元叫做一个goroutine,语法上仅需要在一个普通函数或方法调用前加上关键字go。

    f() //正常调用
    
    go f() //开启一个goroutine
    
    

    Channel

    一个channel是一个通信机制,它可以让一个goroutine通过它给另一个goroutine发送值信息。每个channel都有一个特殊的类型,也就是channels可发送数据的类型。

    ch := make(chan int) // ch has type 'chan int'
    
    ch = make(chan int, 0) // unbuffered channel
    ch = make(chan int, 3) // buffered channel with capacity 3
    

    和map类似,channel也对应一个make创建的底层数据结构的引用

    当我们复制一个channel或用于函数参数传递时,我们只是拷贝了一个channel引用,因此调用者和被调用者将引用同一个channel对象。和其它的引用类型一样,channel的零值也是nil。
    两个相同类型的channel可以使用==运算符比较。如果两个channel引用的是相同的对象,那么比较的结果为真。一个channel也可以和nil进行比较。

    ch <- x  // a send statement
    x = <-ch // a receive expression in an assignment statement
    <-ch     // a receive statement; result is discarded
    

    Channel支持close操作,用于关闭channel,随后对基于该channel的任何发送操作都将导致panic异常。一个已经被close过的channel进行接收操作依然可以接受到之前已经成功发送的数据;如果channel中已经没有数据的话将产生一个零值的数据。

    关闭一个channel

    close(ch)
    

    不带缓存的Channel

    一个基于无缓存Channel的发送操作将导致发送者goroutine阻塞,直到另一个goroutine在相同的Channel上执行接收操作,当发送的值通过Channels成功传输之后,两个goroutine可以继续执行后面的语句。反之,如果接收操作先发生,那么接收者goroutine也将阻塞,直到有另一个goroutine在相同的Channels上执行发送操作。

    基于无缓存Channels的发送和接收操作将导致两个goroutine做一次同步操作,因此,无缓存的Channel 也被称为同步Channel ,当通过一个无缓存Channel发送数据时,接收者收到数据发生在再次唤醒发送者goroutine之前(happens before)

    消息事件 利用channel进行通信,通知另一个协程事情已经做完

    func main() {
    	var i = 0
    	done := make(chan struct{})
    	go func() {
    		for i < 10 {
    			fmt.Printf("i = %d
    ", i)
    			i++
    			if i == 10 {
    				fmt.Printf("done
    ")
    				done <- struct{}{}
    			}
    			time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    		}
    	}()
    	<-done
    }
    

    串联的Channels(Pipeline)

    一个Channel的输出作为下一个Channel的输入,当一个channel被关闭后,再向该channel发送数据将导致panic异常。当一个被关闭的channel中已经发送的数据都被成功接收后,后续的接收操作将不再阻塞,它们会立即返回一个零值。

    func main() {
    	naturals := make(chan int)
    	squares := make(chan int)
    
    	// Counter
    	go func() {
    		for x := 0; ; x++ {
    			if x < 100 {
    				naturals <- x
    			} else {
    				close(naturals)
    				break // 这里需要break 重复关闭一个channel将导致panic异常
    			}
    		}
    	}()
    
    	// Squarer
    	go func() {
    		for {
    			x := <-naturals
    			squares <- x * x
    		}
    	}()
    
    	// Printer (in main goroutine)
    	for {
    		fmt.Println(<-squares)
    	}
    }
    
    x := <-naturals 程序会无休止的收到0值
    

    channel 接收的方式可以改进

    利用第二个返回值判断 channel 是否关闭 
    go func() {
        for {
            x, ok := <-naturals
            if !ok {
                break 
            }
            squares <- x * x
        }
        close(squares)
    }()
    
    l利用for range 形式
    for x := range squares {
            fmt.Println(x)
    }
    

    试图重复关闭一个channel将导致panic异常,试图关闭一个nil值的channel也将导致panic异常。关闭一个channels还会触发一个广播机制

    单方向的Channel

    类型chan<- int表示一个只发送int的channel,只能发送不能接收。相反,类型<-chan int表示一个只接收int的channel,只能接收不能发送。

    func counter(out chan<- int) {
        for x := 0; x < 100; x++ {
            out <- x
        }
        close(out)
    }
    
    func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {
        for v := range in {
            out <- v * v
        }
        close(out)
    }
    
    func printer(in <-chan int) {
        for v := range in {
            fmt.Println(v)
        }
    }
    
    func main() {
        naturals := make(chan int)
        squares := make(chan int)
        go counter(naturals)
        go squarer(squares, naturals)
        printer(squares)
    }
    

    带缓存的Channels

    ch = make(chan string, 3)
    

    如果channel的内部缓存队列是满的,那么下一个元素发送时将会被阻塞,需要等队列中的元素被消费,如果channel内部缓存队列是空的,那么要消费下一个元素将会被阻塞,需要等待新的元素被送进缓存队列,因此channel的缓存队列解耦了接收和发送的goroutine。

    基于select的多路复用

    func main() {
        select {
        case <-time.After(10 * time.Second):
            // Do nothing.
        case <-abort:
            return
        }
    }
    

    Goroutines和线程

    OS线程会被操作系统内核调度,所以从一个线程向另一个切换需要完整的上下文切换,Go的runtime包含了其自己的调度器,rumtime调度不需要进入内核的上下文,所以重新调度一个goroutine比调度一个线程代价要低得多。

    GOMAXPROCS

    Go的调度器使用了一个叫做GOMAXPROCS的变量来决定会有多少个操作系统的线程同时执行Go的代码。其默认的值是运行机器上的CPU的核心数

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