Golang并发编程入门教程

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 mainimport ("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goroutinego 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 mainimport ("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 mainimport ("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 mainimport ("fmt""runtime"`time`
)func test() {defer fmt.Println("退出子go程之前")// returnruntime.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 mainimport ("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) // 16n = runtime.GOMAXPROCS(4)fmt.Println("n = ", n) // 2n = runtime.GOMAXPROCS(8)fmt.Println("n = ", n) // 4n = 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 mainimport ("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：stdouttime.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()<- flagChanfmt.Println("\n程序执行结束！！！")
}

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并发与并行

进程并发

进程状态

线程并发

同步

协程并发

总结

创建Goroutine程

Goroutine的特性：【重点】

runtime.Gosched()

runtime.Goexit()

runtime.GOMAXPROCS()

补充知识点

channel

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