Golang并发编程入门教程

本文主要是介绍Golang并发编程入门教程，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

时间单位

• 1S = 1000ms
• 1ms = 1000us
• 1us = 1000ns

并发与并行

• 并行： 借助多核 cpu 实现。 （真 并行）
• 并发：
  • 宏观：用户体验上，程序在并行执行。
  • 微观：多个计划任务，顺序执行。在飞快的切换。轮换使用 cpu 时间轮片。 【假 并行】

进程并发

• 程序：编译成功得到的二进制文件。
  • 占用磁盘空间
  • 死的
  • 系统中相同的程序一般只有一个，有可能存在不同版本号的程序
• 进程：运行起来程序。 占用系统资源。
  • 进程是根据程序创建的，运行在内存中
  • 活的
  • 一个程序可以启动N个进程
• 一个程序可以启动N个进程，程序和进程的关系是1对N的关系。

进程状态

• 初始态
• 就绪态：程序会经常从就绪态切换到运行态。
• 运行态：只有运行态能切换到阻塞态。
• 挂起（阻塞）态：阻塞态可以切换回运行态继续往下执行。
• 终止（停止）态

线程并发

• 线程：LWP 轻量级的 进程。最小的执行单位。是cpu分配时间轮片的对象。
• 进程： 最小的系统资源分配单位。

同步

• 协同步调。规划先后顺序。
• 线程同步机制：
  • 互斥锁（互斥量）：建议锁。拿到锁以后，才能访问数据，没有拿到锁的线程，阻塞等待。等到拿锁的线程释放锁。
  • 读写锁：一把锁（读属性、写属性）。 写独占，读共享。 写锁优先级高。

协程并发

• Python、Lua、Rust。。。
• 21世纪
• 线程会io阻塞，协程可以在线程io阻塞期间相互切换，执行其他不需要消耗io操作的协程
• 提高程序执行的效率

总结

• 进程、线程、协程 都可以完成并发。
• 稳定性强、节省资源、效率高。
• 老板——手机：
  • 生产线 —— 设备、材料、厂房 —— 进程。（资源分配单位）
  • 工人 —— 线程。 —— 单进程、单线程的 程序。
  • 50 工人 —— 50 线程。 ——单进程、多线程的 程序。
  • 10 条生产线 —— 500 工人 —— 。多进程、多线程的 程序。
  • 利用闲暇时间义务搬砖 —— 协程。—— 多进程、多线程、多协程 程序。

创建Goroutine程

• 创建于进程中。 直接使用 go 关键，放置于 函数调用前面，产生一个 go程。 并发。

示例代码：

package main

import (
	"fmt"
	`time`
)

// 唱歌
func sing()  {
	for i:=0;i<50;i++ {
		fmt.Println("----正在唱：隔壁泰山----")
	}
}

// 跳舞
func dance()  {
	for i:=0;i<50;i++ {
		fmt.Println("----正在跳舞：赵四街舞----")
	}
}

func main()  {
	go sing() // 开启goroutine
	go dance() // 另一个goroutine，会抢夺CPU执行权，两个goroutine交替执行
	
	time.Sleep(time.Second)
}

Goroutine的特性：【重点】

• 主go程结束，子go程随之退出。

示例代码：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	
	go func() { // 创建一个 子go 程
		for i := 0; i < 5; i++ {
			fmt.Println("------I'm goroutine -------")
			time.Sleep(time.Second)
		}
	}()
	
	// 主goroutine结束，子goroutine随着退出
	// 所以，子goroutine很有可能没有执行完就退出了
	fmt.Println("------I'm main-------")
}

runtime.Gosched()

• 出让当前go程所占用的 cpu时间片。当再次获得cpu时，从出让位置继续回复执行。
• 时间片轮转调度算法。

示例代码：

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	
	go func() {
		for {
			runtime.Gosched()
			fmt.Println("goroutine 1执行。。。。")
		}
	}()
	
	for {
		runtime.Gosched() // 出让当前 cpu 时间片。
		fmt.Println("主go程执行。。。。")
	}
}

runtime.Goexit()

• return： 返回当前函数调用到调用者那里去。 return之前的 defer 注册生效。
• Goexit(): 结束调用该函数的当前go程。Goexit():之前注册的 defer都生效。

示例代码:

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
	`time`
)

func test() {
	defer fmt.Println("退出子go程之前")
	// return
	runtime.Goexit() // 退出当前go程。
	defer fmt.Println("退出子go程之后")
}

func main() {
	fmt.Println("主go程开始执行")
	
	go func() {
		fmt.Println("父go程执行之前")
		
		// runtime.Goexit() 会确保defer执行
		defer fmt.Println("defer 父go程执行之后")
		go test()
		
		fmt.Println("父go程执行之后")
	}()
	
	fmt.Println("主go程结束执行")
	time.Sleep(time.Second)
}

runtime.GOMAXPROCS()

• 设置当前 进程使用的最大cpu核数。 返回 上一次调用成功的设置值。 首次调用返回默认值。

示例代码：

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	
	fmt.Println(runtime.GOROOT())
	
	n := runtime.GOMAXPROCS(0) // 0表示最大
	fmt.Println("n = ", n)     // 返回上次设置成功的设置值
	
	n = runtime.GOMAXPROCS(2)
	fmt.Println("n = ", n) // 16
	
	n = runtime.GOMAXPROCS(4)
	fmt.Println("n = ", n) // 2
	
	n = runtime.GOMAXPROCS(8)
	fmt.Println("n = ", n) // 4
	
	n = runtime.GOMAXPROCS(1)
	fmt.Println("n = ", n) // 8
}

补充知识点

• 每当有一个进程启动时，系统会自动打开三个文件： 标准输入、标准输出、标准错误。 —— 对应三个文件： stdin、stdout、stderr
• 当进行运行结束。操作系统自动关闭三个文件。

channel

• 是一种数据类型。 对应一个“管道”（通道 FIFO）
• channel的定义：
  • make (chan 在channel中传递的数据类型， 容量)
    • 容量= 0： 无缓冲channel
    • 容量 > 0 ：有缓冲channel
  • make（chan int） 或 make （chan string , 0）
• channel有两个端：
  • 一端：写端（传入端） chan <-
  • 另一端： 读端（传出端）<- chan
  • 要求：读端和写端必须同时满足条件，才在shan上进行数据流动。否则，则阻塞。
• channel是一种先进先出（FIFO）的队列类型

示例代码

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

// 全局定义channel， 用来完成数据同步
var flagChan = make(chan struct{}) // 空struct不占用空间

// 定义一台打印机
func printer(s string) {
	for _, ch := range s {
		fmt.Printf("%c", ch) // 屏幕：stdout
		time.Sleep(300 * time.Millisecond)
	}
}

// 定义两个人使用打印机
func person1() { // person 先执行。
	printer("hello")
	flagChan <- struct{}{} // 写入数据，解除阻塞
}
func person2() { // person 后执行
	printer("world")
	flagChan <- struct{}{} // 写入数据，解除阻塞
}

func main() {
	go person1()
	<-flagChan // 拿到数据之前，一直阻塞，所以会等到go程执行结束，直到写入
	
	go person2()
	<- flagChan
	
	fmt.Println("\n程序执行结束！！！")
}

这篇关于Golang并发编程入门教程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！