Go 學習:并發編程
Go 語言在創建之初,CPU 多核發展正猛,Go 語言的創始人果斷將面向多核、原生支持并發作為了 Go 語言的設計目標之一,所以在 Go 語言中使用并發有得天獨厚的優勢。
那么,什么是并發呢?
聊到并發,就會有一系列的其他概念相繼而來,比如:并行、進程、線程、異步等。
我們經常使用 C# 的 Winform 程序寫一些工具,編譯后為一個 exe 文件,文件執行后就會作為一個進程在 Windows 中執行,在之前的單核 CPU 時代,在某個時刻只能執行一個進程對應的程序代碼,兩個進程不存在并行執行的可能,多個處理器或多核處理器是并行執行的必要條件。
如果對程序進行改造,對執行的任務進行分解,每個分解出來的小的模塊由一個單獨的線程進行處理,多個線程共享這個進程所擁有的資源,線程作為執行單元可被獨立調度到處理器上運行。也許還是執行在單 CPU 中,但是在并發執行的。
Go 語言的創始人 Rob Pike 曾說過:并行關乎執行,并發關乎結構。
舉一個生活中的例子:
現在每天都在做的排隊做核酸,有三個步驟:
1、排隊。
2、掃二維碼。
3、捅喉嚨。
- 需要做核酸的人分多個隊伍進行排隊,多個隊伍在并行進行處理。
- 每一個隊伍中只有一個檢測人員,先進行掃碼,然后去捅喉嚨,兩個步驟完成后,再進行下一個。
- 掃碼和捅喉嚨都有單獨的人員進行處理,這就像將程序拆分成多個線程進行處理一樣。
- 并發在單 CPU 也能發生,就像上圖中只有一個隊伍的情況,但多核或多 CPU 能發揮更大的作用。
由此可見,要發揮并發的作用,離不開線程和多核,線程創建的成本雖然已經比進程小了很多,但依然不適合大規模地創建線程,因為除了每個線程占用的資源外,操作系統調度線程的成本也不小。
因此,Go 語言創造了 goroutine ,也叫協程,這是一個由 Go 運行時負責調度的輕量級線程。和常規的線程相比,有這些好處:
- 資源占用小, goroutine 的 Stack 的初始化的大小為 2k ,而像 C# 、Java 語言中線程的 Stack 都是兆級別的,所以 goroutine 的創建會更加快;
- goroutine 是由 Go 運行時調度,而不是操作系統,切換速度會更快。
在 Go 中怎樣使用 goroutine 呢?非常的簡單,使用關鍵字 go 就可以了,默認情況下,主程序在單獨的一個 goroutine 中,如果某個函數或匿名函數使用了 go 關鍵字,那么就會創建一個單獨的 goroutine 。
如果在使用 go 關鍵字的函數中使用了主程序中的資源,就會出現競爭的情況,看下面的這個例子:
每次運行,counter 的值都會不一樣,因為每次不同的協程對公共資源 counter 的搶奪情況不一樣,要解決這個問題就要用到鎖:
值得注意的是,使用 go 關鍵字執行的函數即便是有返回值,也會被忽略,如果需要在 goroutine 之間進行通信,需要使用通道。
通道使用 make 進行構建,關鍵字為 chan 。看下面的例子:
在匿名函數中每隔一秒就給主 gorourine 發送一個消息,主 gorourine 把這個消息打印出來。
最后總結下:
1、并行關乎執行,并發關乎結構。
2、Go 語言的并發是基于輕量級的 goroutine ,相比普通的線程,goroutine 有很多的好處。
3、在不同的 goroutine 之間進行通信需要用到通道,通道使用 make 創建,關鍵字為 chan 。