学习java的多线程的时候最经典的一个例子就是生产者消费者模型的例子,最近在研究go语言协程,发现go提供的sync
包中有很多和java类似的锁工具,尝试着用锁工具配合协程实现一个“消费者”和“生产者”的例子:
其实go官方文档不建议我们使用"锁"的方式来实现同步的操作,文档描述是:
“sync包提供了基本的同步基元,如互斥锁。除了Once和WaitGroup类型,大部分都是适用于低水平程序线程,高水平的同步使用channel通信更好一些。”
原文连接:https://studygolang.com/static/pkgdoc/pkg/sync.htm
使用“同步锁”的方式
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
var (
product = 0
lock sync.Mutex
cond = sync.NewCond(&lock)
)
func producer() {
for {
cond.L.Lock() // 先加锁
for product > 10 {
fmt.Println("生产完了!")
cond.Wait()
}
fmt.Println("生产中...", product)
product += 1
cond.L.Unlock()
cond.Broadcast()
}
}
func consumer() {
for {
cond.L.Lock()
for product <= 0 {
fmt.Println("消费完了!")
cond.Wait()
}
fmt.Println("消费中...", product)
product -= 1
cond.L.Unlock()
cond.Broadcast()
}
}
func main() {
go producer()
go consumer()
time.Sleep(time.Second * 60)
fmt.Println("主线程结束!")
}
运行:go run main.go
输出:
生产中... 0
生产中... 1
生产中... 2
生产中... 3
生产中... 4
生产中... 5
生产中... 6
生产中... 7
生产中... 8
生产中... 9
生产中... 10
生产完了!
消费中... 11
消费中... 10
消费中... 9
消费中... 8
消费中... 7
消费中... 6
消费中... 5
消费中... 4
消费中... 3
消费中... 2
消费中... 1
消费完了!
...
可以看到输出符合我们的预期。
其实官方可给我们说了,使用锁是比较低级的一种方式,因为go天然就支持协程,在协程的情况下,我们还是用同步锁其实有点浪费协程的优势,按照官方的推荐使用channel来进行协程之间的通讯,实现类似的功能:
使用channel方式实现
直接上代码:
package main
import (
"fmt"
"time"
)
/*
使用channel完成消费者、生产者的例子,发现使用channel会非常的方便
*/
func producer(intChan chan int) {
for i := 0; i < cap(intChan); i++ {
fmt.Println("生产者:", i)
intChan <- i
}
// 写完后关闭掉
close(intChan)
}
func consumer(intChan chan int, exitChan chan bool) {
for {
v, ok := <-intChan
if ok {
fmt.Println("消费者:", v)
} else { // 读完了
break
}
time.Sleep(time.Second)
}
exitChan <- true
close(exitChan)
}
func main() {
intChan := make(chan int, 10) // “生产者”和“消费者”之间互相通信的桥梁,这里假设生产的元素就是int类型的数字
exitChan := make(chan bool, 1) // 退出的channel,因为仅做为一个标志所以空间为一个元素就够了
go producer(intChan)
go consumer(intChan, exitChan)
// 1) for循环的等待判断
// for {
// _, ok := <-exitChan
// if !ok {
// break
// }
// }
// 2) for range 阻塞,等待关闭close channel
for ok := range exitChan {
fmt.Println(ok)
}
fmt.Println("主线程结束!")
执行:go run main.go
输出:
生产者: 0
生产者: 1
生产者: 2
生产者: 3
生产者: 4
消费者: 0
生产者: 5
生产者: 6
生产者: 7
生产者: 8
生产者: 9
消费者: 1
消费者: 2
消费者: 3
消费者: 4
消费者: 5
消费者: 6
消费者: 7
消费者: 8
消费者: 9
true
主线程结束!
channel在没有被关闭的时候被遍历,此时会被当前线程阻塞,利用这个特性来实现同步的效果,更加的灵活和方便。
看到这里可能有的小伙伴会有疑问了,既然channel可以解决使用同步锁的阻塞问题,但是你使用了channel还是会阻塞啊,这不是很矛盾么?
说的没错,是的,使用channel可以方便的实现了同步锁的功能,但是我们的程序其实因为同步的关系目前仍然还是会产生阻塞,不过既然go官方文档说了使用"锁"在go语言中是低级操作,那么官方肯定提供另外一种优雅的遍历的不阻塞的方法,是的,就是这样,这里我们引入一个关键字select
,这个关键字的存在就是为了解决我们的疑问的。
使用select解决阻塞
还记得我们上面代码中被注释掉的for
循环么,就是准备为select
的登场使用的。话不多说,上代码:
package main
import (
"fmt"
"time"
)
/*
使用channel完成消费者、生产者的例子,发现使用channel会非常的方便
*/
func producer(intChan chan int) {
for i := 0; i < cap(intChan); i++ {
fmt.Println("生产者:", i)
intChan <- i
}
// 写完后关闭掉
close(intChan)
}
func consumer(intChan chan int, exitChan chan bool) {
for {
v, ok := <-intChan
if ok {
fmt.Println("消费者:", v)
} else { // 读完了
break
}
time.Sleep(time.Second)
}
exitChan <- true
close(exitChan)
}
func main() {
intChan := make(chan int, 10)
exitChan := make(chan bool, 1)
go producer(intChan)
go consumer(intChan, exitChan)
// 1) for循环的等待判断
for {
// _, ok := <-exitChan
// if !ok {
// break
// }
select {
case _, ok := <-exitChan:
if ok {
fmt.Println("执行完毕!")
break
}
default:
fmt.Println("读不到,执行其他的!")
time.Sleep(time.Second) // 此处添加Sleep才会看到效果,否则打印太多了找不到输出
// break // break只是跳出select循环,可配合lable跳出
// return
}
}
// 2) for range 阻塞,等待关闭close channel
// for ok := range exitChan {
// fmt.Println(ok)
// }
fmt.Println("主线程结束!")
}
执行:go run main.go
输出:
读不到,执行其他的!
生产者: 0
生产者: 1
生产者: 2
生产者: 3
生产者: 4
生产者: 5
生产者: 6
生产者: 7
生产者: 8
生产者: 9
消费者: 0
读不到,执行其他的!
消费者: 1
读不到,执行其他的!
消费者: 2
读不到,执行其他的!
消费者: 3
读不到,执行其他的!
消费者: 4
读不到,执行其他的!
消费者: 5
读不到,执行其他的!
消费者: 6
读不到,执行其他的!
消费者: 7
读不到,执行其他的!
消费者: 8
读不到,执行其他的!
消费者: 9
读不到,执行其他的!
执行完毕!
我们看到,当前如果没有完成的话不会阻塞,可以继续执行其他的业务逻辑,真正做到了"非阻塞",由此可见go语言的一些特性还是灰常好用的。
参考文献:
go中文社区:https://studygolang.com/