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go语言学习——9

7月前 作者：ww要努力呀 分类：Toy博客 阅读(34) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了go语言学习——9。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

goroutine

前言：统计1~90000000数字中，哪些是素数？

  • 使用循环，很慢
  • 使用并发或者并行的方式，将任务分配给多个goroutine去完成，就会使用到goroutine

概念

进程和线程

  • 进程是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
  • 线程是进程的一个执行实例，是程序执行的最小单元，是比进程更小的能独立运行的基本单位
  • 一个进程可以创建核销多个线程，同一个进程中的多个线程可以并发执行
  • 一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程
    go语言学习——9

并发和并行

  • 多线程程序在单核上运行，就是并发
  • 多线程程序在多核上运行，就是并行
    go语言学习——9

GO协程和GO主线程

  • go主线程（直接称为线程/也可理解为进程）：一个go线程上，可以起多个协程，可以理解为协程是轻量级的线程[编译器做优化]
  • go协程的特点：
  • 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

go语言学习——9

package main

import (
	"fmt"
	"strconv"
	"time"
)

func test(){
	for i:=1;i<=5;i++{
		fmt.Println("test() hello,world! "+strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}
}

func main()  {
	go test() //开启一个协程

	for i:=1;i<=5;i++{
		fmt.Println("main() hello,golang! "+strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}
}

output：
go语言学习——9go语言学习——9

  • 主线程是一个物理线程，直接作用在cpu，是重量级的，非常耗费cpu资源
  • 协程从主线程开启，是轻量级的线程，是逻辑态，对资源消耗相对较小
  • golang的协程机制可以轻松开启上万个协程，其他编程语言的并发机制一般基于线程，开启过多线程，资源消耗大，这就凸显Golang在并发上的优势

goroutine调度模型

MPG模式
go语言学习——9MPG模式运行状态1
go语言学习——9MPG模式运行状态2
go语言学习——9

channel

前言：计算1~200各个数的阶乘，并且把各个数的阶乘放到map中。显示出来。用goroutine完成

  • 用goroutine完成，效率高，会出现并发/并行安全问题
  • 不同goroutine如何通信？

尝试的解决方案：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

var (
	myMap=make(map[int]int,10)
)

//计算阶乘
func test(n int){
	res:=1
	for i:=1;i<=n;i++{
		res*=i
	}

	myMap[n]=res
}

func main()  {
	for i:=1;i<=200;i++{
		go test(i)
	}

	time.Sleep(time.Second*10)

	for i,v:=range myMap{
		fmt.Printf("map[%d]=%d\n",i,v)
	}
}

go语言学习——9运行结果：
go语言学习——9
不同goroutine如何通信
1、全局变量的互斥锁
2、使用管道channel来解决

使用全局变量加锁同步改进程序

未对全局变量m加锁，会出现资源争夺问题，代码报错，提示concurrent map writes

解决方案：加入互斥锁

tips：阶乘很大，结果可能越界，可改为sum+=unint64(i)

改进后代码：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var (
	myMap=make(map[int]int,10)
//	声明一个全局互斥锁
//lock是一个全局变量互斥锁
//sync是包：synchornized同步
//Mutex：互斥
	lock sync.Mutex
)

//计算阶乘
func test(n int){
	res:=1
	for i:=1;i<=n;i++{
		res*=i
	}

	lock.Lock()
	myMap[n]=res
	lock.Unlock()
}

func main()  {
	for i:=1;i<=200;i++{
		go test(i)
	}

	time.Sleep(time.Second*10)

	lock.Lock()
	for i,v:=range myMap{
		fmt.Printf("map[%d]=%d\n",i,v)
	}
	lock.Unlock()
}

运行结果：
go语言学习——9
为什么需要channel？

  • 使用全局变量加锁同步来解决goroutine通讯，不利于多个协程对全局变量的读写操作
  • 主线程等待所有goroutine全部完成的时间很难确定
  • 主线程休眠时间长，会加长等待时间，等待时间短，goroutine可能处于工作状态，会随着主线程的退出而消亡
  • 引出新的通讯机制-channel

channel介绍

  • 本质是一个数据结构-队列
  • go语言学习——9
  • 数据先进先出FIFO
  • 线程安全，多goroutine访问，不需要加锁
  • 多类型，一个string的channel只能存放string类型

定义/声明channel

  • var 变量名 chan 数据类型
  • var intChan chan int
  • var mapChan chan map[int]string
  • 注：channel是引用类型，必须初始化才能写入数据，即make之后才能使用
package main

import "fmt"

func main(){

	var intChan chan int
	intChan=make(chan int,3)

	fmt.Printf("intchan 的值=%v  intchan地址=%p\n",intChan,&intChan)

//	写入数据
	intChan<- 10
	num:=211
	intChan<- num
	intChan<- 50
//	不要超过容量
	fmt.Printf("channel len=%v cap=%v\n",len(intChan),cap(intChan))

//	读数据
	var num2 int
	num2=<- intChan
	fmt.Println("num2=",num2)
	fmt.Printf("channel len=%v cap=%v\n",len(intChan),cap(intChan))

//	没有使用协程的情况下，如果channel数据已经全部取出，再取就会报错
	num3:=<- intChan
	num4:=<- intChan
	num5:=<- intChan
	fmt.Println(",num3=",num3,",num4=",num4,",num5=",num5)

}

go语言学习——9令num5=0之后：
go语言学习——9

  • channel数据放满后，不能再放入
  • channel数据取出后，可以再放数据
  • 没有使用协程的情况下，channel数据取完了，再取，就会报dead lock

examples：

package main

import "fmt"

type Cat struct {
	Name string
	Age int
}

func main(){
	var mapChan chan map[string]string
	mapChan=make(chan map[string]string,10)
	m1:=make(map[string]string,20)
	m1["city1"]="北京"
	m1["city2"]="天津"

	m2:=make(map[string]string,20)
	m2["hero1"]="ldh"
	m2["hero2"]="glt"

	mapChan<- m1
	mapChan<- m2

	var catChan chan Cat
	catChan=make(chan Cat,10)
	cat1:=Cat{"tom",10}
	cat2:=Cat{"jarry",5}
	catChan<- cat1
	catChan<- cat2

	cat11:=<- catChan
	cat22:=<- catChan
	fmt.Println("cat11,cat22:",cat11,cat22)

	var catChan2 chan  *Cat
	catChan2=make(chan *Cat,10)
	catChan2<- &cat1
	catChan2<- &cat2

	cat111:=<- catChan2
	cat222:=<- catChan2
	fmt.Println("cat111,cat222:",cat111,cat222)

//	任意类型数据
	var allChan chan interface{}
	allChan=make(chan interface{},10)
	allChan<- cat1
	allChan<- cat2
	allChan<- 10
	allChan<- m1

	catt:=<- allChan
	fmt.Println("catt=",catt)
	//fmt.Println("catt.name:",catt.Name)//error: catt.Name undefined (type interface{} has no field or method Name)
	//使用类型断言
	cattt:=catt.(Cat)
	fmt.Println("cattt.name:",cattt.Name)
}

go语言学习——9

channel的关闭

  • 使用内置函数close可以关闭channel，当channel关闭后，就不能再向channel写数据，但还可以从该channel读数据
package main

import "fmt"

func main() {
	intChan :=make(chan int,10)
	intChan<- 1
	intChan<- 2
	intChan<- 3
	close(intChan)
	//intChan<- 4//报错：panic: send on closed channel
	n1:=<- intChan
	fmt.Println("n1:",n1)
	//输出：n1: 1
}

channel遍历

  • 支持for-range遍历
  • 遍历时，如果channel没有关闭，出现deadlock错误
  • 遍历时，如果channel已经关闭，会正常遍历数据
package main

import "fmt"

func main() {
	intChan :=make(chan int,20)
	for i:=0;i<20;i++{
		intChan<- i
	}
	close(intChan)
	for v:=range intChan{
		fmt.Println("v=",v)
	}
}

//输出：
//v= 0
//v= 1
//v= 2
//v= 3
//v= 4
//v= 5
//v= 6
//v= 7
//v= 8
//v= 9
//v= 10
//v= 11
//v= 12
//v= 13
//v= 14
//v= 15
//v= 16
//v= 17
//v= 18
//v= 19

案例：
go语言学习——9go语言学习——9

package main

import "fmt"

func writeData(intChan chan int){
	for i:=1;i<=50;i++{
		intChan<- i
		fmt.Println("writeData:",i)
	}
	close(intChan)
}

func readData(intChan chan int,exitChan chan bool)  {
	for{
		v,ok:=<- intChan
		if !ok{
			break
		}
		fmt.Println("readDate:",v)
	}

	exitChan<- true
	close(exitChan)
}

func main() {
	intChan :=make(chan int,50)
	exitChan:=make(chan bool,1)

	go writeData(intChan)
	go readData(intChan,exitChan)

	for{
		_,ok:=<- exitChan
		if !ok{
			break
		}
	}
}

writeData: 1
writeData: 2
writeData: 3
writeData: 4
writeData: 5
writeData: 6
writeData: 7
writeData: 8
writeData: 9
writeData: 10
writeData: 11
writeData: 12
writeData: 13
writeData: 14
writeData: 15
writeData: 16
writeData: 17
writeData: 18
writeData: 19
writeData: 20
writeData: 21
writeData: 22
writeData: 23
writeData: 24
writeData: 25
writeData: 26
writeData: 27
writeData: 28
writeData: 29
writeData: 30
writeData: 31
writeData: 32
writeData: 33
writeData: 34
writeData: 35
writeData: 36
writeData: 37
writeData: 38
writeData: 39
writeData: 40
writeData: 41
writeData: 42
writeData: 43
writeData: 44
writeData: 45
writeData: 46
writeData: 47
writeData: 48
writeData: 49
writeData: 50
readDate: 1
readDate: 2
readDate: 3
readDate: 4
readDate: 5
readDate: 6
readDate: 7
readDate: 8
readDate: 9
readDate: 10
readDate: 11
readDate: 12
readDate: 13
readDate: 14
readDate: 15
readDate: 16
readDate: 17
readDate: 18
readDate: 19
readDate: 20
readDate: 21
readDate: 22
readDate: 23
readDate: 24
readDate: 25
readDate: 26
readDate: 27
readDate: 28
readDate: 29
readDate: 30
readDate: 31
readDate: 32
readDate: 33
readDate: 34
readDate: 35
readDate: 36
readDate: 37
readDate: 38
readDate: 39
readDate: 40
readDate: 41
readDate: 42
readDate: 43
readDate: 44
readDate: 45
readDate: 46
readDate: 47
readDate: 48
readDate: 49
readDate: 50

Process finished with exit code 0

案例：开头的例子
统计1~8000的数字中哪些是素数

go语言学习——9

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func putNum(intChan chan int){
	for i:=1;i<=8000;i++{
		intChan<- i
	}
	close(intChan)
}

//从intChan取出数据，并判断是否为素数，是，就放入primeChan
func primeNum(intChan chan int,primeChan chan int,exitChan chan bool){
	var flag bool
	for{
		time.Sleep(time.Millisecond*10)
		num,ok:=<- intChan
		if !ok{
			break
		}
		flag=true
		for i:=2;i<num;i++{
			if num%i==0{
				flag=false
				break
			}
		}

		if flag{
			primeChan<- num
		}
	}

	fmt.Println("有一个primeNum协程因为取不到数据，退出")

	exitChan<- true
}

func main(){
	intChan:=make(chan int,1000)
	primeChan:=make(chan int,2000)
	exitChan:=make(chan bool,4)
	//开启一个协程，向intChan放入1~8000个数
	go putNum(intChan)

	//开启4个协程，从intChan取出数据，并判断是否为素数，如果是，就放到primeChan
	for i:=0;i<4;i++{
		go primeNum(intChan,primeChan,exitChan)
	}

	//这里是主线程，直接进行处理
	go func() {
		for i:=0;i<4;i++{
			<- exitChan
		}
	//	当从exitChan中取出4个结果，就可以放心关闭primeChan
		close(primeChan)
	}()

	//遍历primeChan，取出结果
	for{
		res,ok:=<- primeChan
		if !ok{
			break
		}
		fmt.Printf("素数=%d\n",res)
	}

	fmt.Println("main线程退出")
}

go语言学习——9

channel其他细节

  • channel可以声明只读或只写
  • select可解决从管道取数据阻塞的问题
    go语言学习——9 
//默认，管道是双向
var chan1 chan int
//只写
var chan2 chan<- int
//只读
var chan1 <-chan int

go语言学习——9go语言学习——9go语言学习——9文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-478581.html

到了这里，关于go语言学习——9的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

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