Golang 关于 goroutine、channel

Go--关于 goroutine、channel

goroutine

协程是一种轻量化的线程，由Go编译器进行优化。

Go协程具有以下特点：

• 有独立的栈空间
• 共享程序堆中的空间
• 调度由用户控制

如果主线程main函数（主 goroutine或者main goroutine）返回或者退出时，即使所有协程（goroutine）还没执行完毕，也会退出。当然，协程可以在主线程未退出之前自己执行完毕，并退出。

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• 主线程是一个物理线程，直接作用在cpu上。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，是逻辑态的。对资源要求相对较小。
• Golang可以开启成千上万个协程。这是Golang的并发优势。

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MPG模式

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• Go1.8后，默认让程序运行在多个核上,可以不用设置了
• Go1.8前，还是要设置一下，可以更高效的利益cpu

	numsCPU :=runtime.NumCPU()  //获取系统CPU数
	runtime.GOMAXPROCS(numsCPU)  //设置运行的CPU数目

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channel

在此之前，先说明一种实现同步的方式：加锁（注意这里说的指互斥锁）

需求：计算n!：

var lock sync.Mutex //使用全局变量加锁

func testInput(n int)  {
	res := 1
	for i := 1; i <= n; i++ {
		res *= i
	}
	lock.Lock()
	myMap[n] = uint64(res)
	lock.Unlock()
}

func main() {
	for i := 1; i <= 50; i++ {
		go testInput(i)  
	}

	time.Sleep(time.Second *5)  //不等待会提前结束计算，未计算的线程将被退出
    
	lock.Lock()
	for i,v := range myMap {
		fmt.Println("map[",i,"]=",v)
	}
	lock.Unlock()
}

通过加互斥锁（同步锁）的方式，并发进行运算、添加，但是这种方式也有缺点：

• 前面使用全局变量加锁同步来解决goroutine的通讯，但不完美
• 主线程在等待所有goroutine全部完成的时间很难确定，我们这里设置 5 秒，仅仅是估算。
• 如果主线程休眠时间长了，会加长等待时间，如果等待时间短了，可能还有goroutine 处于工作状态，这时也会随主线程的退出而销毁。
• 通过全局变量加锁同步来实现通讯，也并不利用多个协程对全局变量的读写操作。

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还可以用channel来解决：

func add(s []int , c chan int)  {
	sum := 0
	for _, v := range s {
		sum += v
		fmt.Println(v)
	}
	c <- sum
}

func main() {
	c := make(chan int)
	s :=[]int{2,5,9,23,7,3,4}
	go add(s[:len(s)/2  ] ,c)  //写channel操作会阻塞，直到读channel操作执行

	go add( s[len(s)/2:] ,c)

	x ,y:= <-c ,<-c   //随机并发
	fmt.Println(x ,y ,x+y)
}

信道是带有类型的管道，你可以通过它用信道操作符 <- 来发送或者接收值。

ch <- v    // 将 v 发送至信道 ch。
v := <-ch  // 从 ch 接收值并赋予 v。

（“箭头”就是数据流的方向。）

和映射与切片一样，信道在使用前必须创建：

ch := make(chan int)

默认情况下，发送和接收操作在另一端准备好之前都会阻塞。这使得 Go 程可以在没有显式的锁或竞态变量的情况下进行同步。

• channel 是线程安全的；

• channel 本质是队列，遵循先进先出；

• channel 中只能存放指定的数据类型；

• channel 的数据放满后，就不能再放入；

• 如果从channel 取出数据后，可以继续放入；

• 在没有使用协程的情况下，如果channel 数据取完了，再取，就会报deadlock。

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还可以放进任意类型（interface{}）的数据：

package main

import "fmt"

type Student struct {
	Name string	`json:"name"`  // 是 ` ` (tab键上的~按键) ,不是 ' '
	Sex string `json:"sex"`
}

func main() {
	allChan := make(chan interface{},5)

	stu1 := Student{Name: "lili",Sex: "f"}
	stu2 := Student{Name: "chang",Sex: "m"}
	stu3 := Student{Name: "ling",Sex: "m"}

	allChan <- stu1
	allChan <- 10
	allChan <- stu2
	allChan <- 99.5
	allChan <- stu3

	<- allChan
	<- allChan
	stuRes := <- allChan
	fmt.Println(stuRes)

	//读取结构体类型数据字段，需要先进行类型断言
	stu := stuRes.(Student)
	fmt.Println(stu.Name)
	fmt.Println(stu.Sex)
}

由于channel是interface{}类型，所以使用的时候，都需要先进行类型断言。

	allChan <- myMap
	<- allChan
	<- allChan
	stuMap := <- allChan
	stus := stuMap.(map[int]Student)
	fmt.Println(stus)
	fmt.Println(stus[0])
	fmt.Println(stus[1])

	allChan <- stu1
	allChan <- 10
	allChan <- stu2
	allChan <- 99.5
	allChan <- stu3

	<- allChan
	n := <- allChan
	n += 1  //报错

不使用类型断言，直接使用将会报错。因为编译器并不认识此类型，需要经过类型断言进行确认。

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channel的关闭

channel关闭使用 close(chan)，关闭channel。

关闭后不能再向channel发送数据，只能从channel读取数据。

在上面的例子中的<-allChan前加入以下代码：

close(allChan)

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channel的遍历

遍历channel之前需要关闭channel，否则会报错（deadlock）。

关闭channel后，即可正常进行遍历channel，知道遍历完成，退出遍历。

	close(allChan)
	for v := range allChan {
		fmt.Println(v)
	}

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只读、只写 channel

• 只读channel：(例如)

	var chan1 <-chan int

• 只写channel:（例如）

	var chan2 chan<- int

案例：

func send(ch chan<- int,exit chan  struct{})  {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		ch <- i
		fmt.Println("输入",i)
	}
	close(ch)
	var  a struct{}
	exit <- a
}

func get(ch <-chan int,exit chan struct{})  {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		v,ok := <-ch
		if !ok {
			break
		}
		fmt.Println("输出",v)
	}
	var  a struct{}
	exit <- a
}

func main() {
	ch := make(chan int ,10)  //双向通道
	exitChan := make(chan struct{} ,2)
	go send(ch,exitChan)
	go get(ch,exitChan)
	for {
		if len(exitChan) == 2 {
			break
		}
	}
}

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可以使用for+select语句防止阻塞：

func main() {
	ch := make(chan int ,10)
	for i := 0; i < 5; i++ {
		ch <- i
	}

	ch2 := make(chan float64 ,10)
	for i := 0; i < 5; i++ {
		ch2 <- rand.Float64()
	}
	label:
	for  {
		select {
		case n:= <-ch:
			fmt.Println(n)
			time.Sleep(time.Second)
		case m:=<-ch2:
			fmt.Println(m)
			time.Sleep(time.Second)
		default:
			fmt.Println("没了")
			time.Sleep(time.Second)
			//return  直接结束退出程序运行
			break label   //中断指定的 for 循环
		}
	}
}

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使用defer+recover解决运行时协程中抛出的panic，保证程序继续运行：

func wrong()  {
	defer func(){
		if e := recover() ; e != nil {
			fmt.Print("func wrong()计算错误，")
			fmt.Println("异常",e)
		}
	}()

	num := 0
	num1 := 100
	num = num1 /num
	fmt.Println("func wrong()计算正确",num)
}

func right()  {
	defer func(){
		if e := recover() ; e != nil {
			fmt.Println(e)
		}
	}()

	num := 10
	num1 := 100
	num = num1 /num
	fmt.Println("func right() 计算正确",num)
}

func main() {
	go wrong()
	go right()
	for i := 0; i < 5; i++ {
		time.Sleep(time.Second)
		i++
	}
}

关于recover:

内建函数recover允许程序管理恐慌过程中的Go程。在defer的函数中，执行recover调用会取回传至panic调用的错误值，恢复正常执行，停止恐慌过程。若recover在defer的函数之外被调用，它将不会停止恐慌过程序列。在此情况下，或当该Go程不在恐慌过程中时，或提供给panic的实参为nil时，recover就会返回nil。

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