Golang笔记——goroutine（协程）

goroutine-看一个需求

需求：要求统计 1-9000000000 的数字中，哪些是素数？
分析思路：

传统的方法，就是使用一个循环，循环的判断各个数是不是素数。[很慢]
使用并发或者并行的方式，将统计素数的任务分配给多个 goroutine 去完成，这时就会使用到
goroutine.【速度提高 4 倍】

goroutine-基本介绍

进程和线程介绍

程序、进程和线程的关系示意图

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
示意图:

小结

Go 协程和 Go 主线程

Go 主线程(有程序员直接称为线程/也可以理解成进程): 一个 Go 线程上，可以起多个协程，你可以这样理解，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

一个示意图

goroutine-快速入门

案例说明
请编写一个程序，完成如下功能:

在主线程(可以理解成进程)中，开启一个 goroutine, 该协程每隔 1 秒输出 “hello,world”
在主线程中也每隔一秒输出"hello,golang", 输出 10 次后，退出程序
要求主线程和 goroutine 同时执行.
画出主线程和协程执行流程图

代码实现

输出的效果说明， main 这个主线程和 test 协程同时执行

主线程和协程执行流程图

快速入门小结

主线程是一个物理线程，直接作用在 cpu 上的。是重量级的，非常耗费 cpu 资源。
协程从主线程开启的，是轻量级的线程，是逻辑态。对资源消耗相对小。
Golang 的协程机制是重要的特点，可以轻松的开启上万个协程。其它编程语言的并发机制是一般基于线程的，开启过多的线程，资源耗费大，这里就突显 Golang 在并发上的优势了

goroutine 的调度模型

MPG 模式基本介绍

MPG 模式运行的状态 1

MPG 模式运行的状态 2

设置 Golang 运行的 cpu 数

介绍：为了充分了利用多 cpu 的优势，在 Golang 程序中，设置运行的 cpu 数目

channel(管道)-看个需求

需求：现在要计算 1-200 的各个数的阶乘，并且把各个数的阶乘放入到 map 中。最后显示出来。要求使用 goroutine 完成

分析思路：

使用 goroutine 来完成，效率高，但是会出现并发/并行安全问题.
这里就提出了不同 goroutine 如何通信的问题

代码实现

使用 goroutine 来完成(看看使用 gorotine 并发完成会出现什么问题? 然后我们会去解决)
在运行某个程序时，如何知道是否存在资源竞争问题。方法很简单，在编译该程序时，增加一个参数 -race 即可 [示意图]
代码实现：

package main
import ("fmt""time"
)// 需求：现在要计算 1-200  的各个数的阶乘，并且把各个数的阶乘放入到 map 中。// 最后显示出来。要求使用 goroutine 完成// 思路// 1.  编写一个函数，来计算各个数的阶乘，并放入到 map 中.// 2.  我们启动的协程多个，统计的将结果放入到 map 中// 3. map 应该做出一个全局的.var (myMap = make(map[int]int, 10)
)// test 函数就是计算 n!, 让将这个结果放入到myMap
func test(n int) {res := 1for i := 1; i <= n; i++ { res *= i}//这里我们将 res 放入到 myMap myMap[n] = res //concurrent map writes?
}func main() {// 我们这里开启多个协程完成这个任务[200 个] for i := 1; i <= 200; i++ {go test(i)}//休眠 10 秒钟【第二个问题 】time.Sleep(time.Second * 10)//这里我们输出结果,变量这个结果 for i, v := range myMap {fmt.Printf("map[%d]=%d\n", i, v)}
}

4) 示意图：

不同 goroutine 之间如何通讯

全局变量的互斥锁
使用管道 channel 来解决

使用全局变量加锁同步改进程序

因为没有对全局变量 m 加锁，因此会出现资源争夺问题，代码会出现错误，提示 concurrent map writes
解决方案：加入互斥锁
我们的数的阶乘很大，结果会越界,可以将求阶乘改成 sum += uint64(i)
代码改进

package main
import ("fmt""time""sync"
)// 需求：现在要计算 1-200  的各个数的阶乘，并且把各个数的阶乘放入到 map 中。// 最后显示出来。要求使用 goroutine 完成// 思路// 1.  编写一个函数，来计算各个数的阶乘，并放入到 map 中.// 2.  我们启动的协程多个，统计的将结果放入到 map 中// 3. map 应该做出一个全局的.var (myMap = make(map[int]int, 10)//声明一个全局变量//lock 是一个全局的互斥锁//sync 同步//Mutex 互斥lock sync.Mutex
)// test 函数就是计算 n!, 让将这个结果放入到myMap
func test(n int) {res := 1for i := 1; i <= n; i++ { res *= i}//这里我们将 res 放入到 myMap //枷锁lock.Lock()myMap[n] = res //concurrent map writes?//开锁lock.Unlock()
}func main() {// 我们这里开启多个协程完成这个任务[200 个] for i := 1; i <= 200; i++ {go test(i)}//休眠 10 秒钟【第二个问题 】time.Sleep(time.Second * 10)lock.Lock()//这里我们输出结果,变量这个结果 for i, v := range myMap {fmt.Printf("map[%d]=%d\n", i, v)}lock.Unlock()
}

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