go的并发编程
如果了解了GMP模型之后,自然了解go的并发特点,协程之间都可能是多线程并发执行的,通过开协程就可以实现并发:
package main
import (
"fmt"
"strconv"
"time"
)
func main() {
go test("1")
go test("2")
go test("3")
test("main")
time.Sleep(time.Second*10)
}
func test(name string) {
for i:=0;i<10;i++ {
time.Sleep(1)
fmt.Println(name+": "+strconv.Itoa(i))
}
}输出:
要注意的是,GMP模型下,协程一定是并发的,但不一定是并行的
看代码可以看到,我额外加了一个sleep,那是因为main协程如果结束运行了,子协程也会直接结束,sleep等待子协程执行一会儿,这样才能打印出数据
这个实现方案显然不太好,我们可以通过waitGroup实现协程等待
WaitGroup
package main
import (
"fmt"
"strconv"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
func main() {
for i:=1;i<=3;i++ {
wg.Add(1)
go test(strconv.Itoa(i))
}
wg.Add(1)
test("main")
wg.Wait()
}
func test(name string) {
defer wg.Done()
for i:=0;i<10;i++ {
time.Sleep(1)
fmt.Println(name+": "+strconv.Itoa(i))
}
}回到之前的代码,可看到我在for循环中增加了一个sleep,sleep的意义是让出时间片,从而去执行其他的协程进行并发 (GMP模型,如果没有让出时间片,同时所有协程都在同一个线程下时,协程之间将顺序执行,例如协程1运行完才会运行协程2)
主要实现了一个协程切换调度的功能
我们也可通过runtime包去做协程调度
runtime
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"strconv"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
func main() {
//runtime.Gosched() //当前协程让出
//runtime.Goexit() //直接退出当前协程
//runtime.GOMAXPROCS(1) //限制P队列数量,如果为1,则无法并行
//runtime.NumGoroutine() //返回正在执行和排队的协程数
for i:=1;i<=3;i++ {
wg.Add(1)
go test(strconv.Itoa(i))
}
wg.Add(1)
test("main")
wg.Wait()
}
func test(name string) {
defer wg.Done()
for i:=0;i<10;i++ {
runtime.Gosched()
fmt.Printf("当前协程数:%d \n",runtime.NumGoroutine())
fmt.Println(name+": "+strconv.Itoa(i))
}
}并发问题
多开协程自然会有并发问题,我们可以通过waitGroup去控制主协程在子协程执行完之后进行操作,可以通过runtime包进行做协程并发切换,但这2个都没有涉及到变量共享问题,如何实现go的变量协程安全呢?
首先我们要理解一句话:
goroutine 奉行通过通信来共享内存，而不是共享内存来通信。
channel
通过channel,进行安全的传输变量
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"strconv"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(8)
var chann = make(chan int)
go func() {
//模拟100条数据需要处理
for i:=0;i<100;i++ {
chann<-i
}
close(chann)
}()
//开3个协程处理
for j := 0; j < 3; j++ {
wg.Add(1)
go queueHandle(strconv.Itoa(j),chann)
}
wg.Wait()
}
func queueHandle(name string,chann chan int) {
defer wg.Done()
for i := range chann {
fmt.Println("协程"+name+"处理数据:",i)
}
}可看到,3个协程通过channel,安全的获取到了需要处理的通道数据:
协程变量安全
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
"time"
)
var a int = 0
var wg sync.WaitGroup
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(8)
for i := 0; i < 10000; i++ {
go add()
}
time.Sleep(time.Second * 1)
wg.Wait()
fmt.Println("i:", a)
}
func add() {
defer wg.Done()
wg.Add(1)
a += 1
}开启足够多的协程之后,协程变量出现了协程污染,导致最后a的值小于10000:
sync包
上面的waitGroup,其实就是sync包的一种类型,sync中还存在着其他的类型
sync.Mutex互斥锁
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
"time"
)
var a int = 0
var wg sync.WaitGroup
var lock sync.Mutex
func main() {
//var lock sync.Mutex
//lock.Lock() //加锁,加锁后其他协程调用将阻塞直到解锁
//lock.Unlock() //解锁
runtime.GOMAXPROCS(8)
for i := 0; i < 10000; i++ {
go add()
}
time.Sleep(time.Second * 1)
wg.Wait()
fmt.Println("i:", a)
}
func add() {
defer wg.Done()
wg.Add(1)
lock.Lock()
defer lock.Unlock()
a += 1
}sync.RWMutex 读写锁
func (rw *RWMutex) Lock()
func (rw *RWMutex) Unlock()
func (rw *RWMutex) RLock()
func (rw *RWMutex) RUnlock()rwmutex基于 mutex实现,多个协程可以重复获取读锁,如果获取写锁,其他协程读锁也将阻塞,这个读写锁太简单了,不说了
sync.Once 只执行一次
当在高并发情况下时,我们可能需要保证一个函数只执行一次,例如单例模式,加载配置文件,等等,我们可以通过sync.once实现
func (o *Once) Do(f func()) {}单例模式实现
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
type testStruct struct {}
var singleton *testStruct
var once = sync.Once{}
func GetInstance()*testStruct {
once.Do(func() {
singleton = &testStruct{}
fmt.Println("执行实例化")
})
return singleton
}sync.once内部存在一个mutex锁和一个bool值,如果bool为false,则通过mutex加锁执行一次,然后bool为true直接忽略执行
协程安全类型
代码中的加锁操作因为涉及内核态的上下文切换会比较耗时、代价比较高。针对基本数据类型我们还可以使用原子操作来保证并发安全
协程安全的变量类型有sync.map,atomic包等
太简单了,不讲了
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