Go语言Goroutinue和管道效率详解

goroutinue基本介绍

进程和线程说明

• 进程介绍程序在操作系统中的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的基本单位
• 线程只是进程的一个执行实例或流程,是程序执行的最小单元
• 一个进程可以有多个线程,但是一个线程只能对应一个进程
• 同一个进程中的多个线程可以并发执行
• 程序:运行起来的应用程序就称为进程，也就是当程序不运行的时候我们称为程序，当程序运行起来他就是一个进程，通俗的理解就是不运行的时候是程序，运行起来就是进程。程序只有一个，但是进程有多个

并发和并行

• 并发:多个任务依次执行，执行过程中多个任务可以替换执行，在某一个时刻是一个任务在执行，但是在某个时间段内是多个任务在执行。
• 并行:多个任务没有顺序，同时执行，最终的执行结果跟耗时最长的任务有关
• 串行:多个任务依次执行，上一个任务没有完成时不能执行后续的任务，最明显的同步执行过程

同步和异步

• 同步:描述的就是串行执行过程，多个任务按照顺序依次执行的过程
• 异步:描述的就是并发和并行的过程，就是多个任务在一个时间段内同时执行，每个任务都不会等待其他任务执行完成后执行

Go协程和Go主线程

Go主线程:一个Go线程上,可以起多个协程,协程是轻量级的线程

go协程特点

• 有独立的栈空间
• 共享程序堆空间
• 调度由用户控制
• 协程是轻量级的线程

goroutinue基本使用

实验代码

package main
import (
	"fmt"
	"runtime"
	"strconv"
	"time"
)
func main() {
	//编写一个函数,每隔1s输出"hello,world"
	//要求主线程和gorutine同时执行
	go test()
	//在主线程中,开启一个goroutine,该协程每隔1s输出"hello,world"
	for i:=1;i<=10 ; i++ {
		fmt.Println("main() hello world", strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}
	//查询Golang运行的cpu数
	fmt.Println(runtime.NumCPU()) //4
	//设置Golang运行的cpu数
	//runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU()-1)	//3
}
func test(){
	for i:=1;i<=10 ; i++ {
		fmt.Println("test() hello world",strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}
}

效果图

执行流程图

goroutinue的调度模型

MPG

MPG运行状态1

MPG运行状态2

管道(channel)

不同协程之间如何通讯

• 全局变量加锁同步
• channel

使用全局变量加锁同步改进程序

• 因为没有对全局变量加锁,因此会出现资源夺取问题,代码会出现错误,提示concurrent map writes
• 加入互斥锁

全局变量加锁同步缺陷

• 主线程在等待所有goroutine全部完成的时间很难确定
• 如果主线程休眠时间长了,会加长等待时间,如果等待时间短了,可能还有goroutine处于工作状态,这时也会随着主线程的结束而结束
• 不利于多个协程对全局变量的读写操作

管道基本介绍

• 管道本质介绍一个数据结构-队列
• 数据是先进先出
• 线程安全,无需加锁
• 管道有类型

管道基本使用 声明和定义

管道关闭和遍历

关闭

使用内置函数close可以关闭channel,关闭后,就不能写入数据,但可读

遍历

• 在使用for--range遍历时,如果channel没有关闭,则回出现deadlock错误
• 在使用for--range遍历时,如果channel已经关闭,则会正常遍历数据

代码

package main
import "fmt"
func main() {
	//定义管道
	var intChan chan int
	intChan =make(chan int,3)
	//写入数据
	intChan<-10
	intChan<-20
	intChan<-30
	//遍历
	close(intChan) //关闭管道
	for value := range intChan {
		fmt.Printf("%d\t",value) //10	20	30	
	}
}

管道注意事项

-`channel可以声明为只读,或者只写性质

• 使用select可以解决从管道取数据的阻塞问题
• goroutine中使用recover,解决协程中出现panic,导致程序崩溃问题

综合案例

package main
import "fmt"
func main() {
	numChan := make(chan int, 2000)
	resChan := make(chan int, 2000)
	exitChan := make(chan bool, 8)
	go putNum(numChan) //存放数据
	//开启八个协程
	for i := 0; i < 8; i++ {
		go add(numChan, resChan, exitChan)
	}
	go func() {
		for i:=0;i<8 ;i++  {
			<-exitChan
		}
		close(resChan)
	}()
	for i := 1; i <=2000 ; i++ {
		fmt.Printf("resChan[%d]=%d\n", i, <-resChan)
	}
}
func putNum(numChan chan int) {
	for i := 1; i <= 2000; i++ {
		numChan <- i
	}
	close(numChan)
}
func add(numChan chan int, resChan chan int, exitChan chan bool) {
	for {
		n,ok := <-numChan
		if !ok{
			break
		}
		res := 0
		for i := 1; i <= n; i++ {
			res += i
		}
		resChan <- res
	}
	exitChan<-true
}

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