golang并发编程goroutine+channel（一）
go语言的设计初衷除了在不影响程序性能的情况下减少复杂度，另一个目的是在当今互联网大量运算下，如何让程序的并发性能和代码可读性达到极致。go语言的并发关键词 "go"
go dosomething() //走，兄弟我们搞点事情
案例一：并发编程
func say(s string) {
fmt.Printf("%s say\n", s)
}
func main() {
go say("lisi")
say("zhangsan")
}
执行结果
zhangsan say
上面的案例执行了2次say方法，但只有zhangsan执行成功了。原因是因为lisi是开了一个goroutine去执行，还没执行完但此时的main函数已经退出了。
案例二：并发编程
lisi估计是有点害羞，说话语速比较慢，因此我们要等lisi一下，抛开串行执行和sleep外我们用一个消息管道类通知，这里我们就要zhangsan和lisi一起说
func say(s string, c chan int) {
fmt.Printf("%s say\n", s)
c <- 1 //在消息管道里传1，代表我已经说过了
}
func main() {
c := make(chan int)
go say("lisi", c)
go say("zhangsan", c)
v1, v2 := <-c, <-c
fmt.Printf("lisi:%d , zhangsan:%d\n", v1, v2)
}
执行结果如下，当然也有可能lisi say 在zhangsan say的前面，等于1代表他俩都说过话了
zhangsan say
lisi say
lisi:1 , zhangsan:1
过程分解
1、创建一个无缓冲的channel
2、异步执行 go say("lisi", c)
3、异步执行 go say("zhangsan", c)
4、假设zhangsan先执行，那么zhangsan的1先放入管道c，如果这时候正好lisi在执行，不好意思管道c只有1个长度放不下了。此时lisi: c<- 1阻塞
5、v1 := <- c 执行，zhangsan的值1从管道里拿出来了。
6、lisi执行 c <- 1
7、v2 := <- c执行，lisi的值1也从管道里拿出来了
8、执行fmt.Printf
并发编程就这么用的，不过大家发现问题没有，过程分解步骤4有阻塞，同一时刻5和7也是阻塞的(等待管道里拿值迟迟拿不到)
适当改版一下，如下：
func say(s string, c chan int) {
fmt.Printf("%s say\n", s)
c <- 1 //在消息管道里传1，代表我已经说过了
}
func main() {
c := make(chan int, 2) //改动点，管道长度设成了2
go say("lisi", c)
go say("zhangsan", c)
v1, v2 := <-c, <-c
fmt.Printf("lisi:%d , zhangsan:%d\n", v1, v2)
}
这时候的过程分解
1、创建一个缓冲为2的channel
2、异步执行 go say("lisi", c)
3、异步执行 go say("zhangsan", c)
4、假设zhangsan先执行，那么zhangsan的1先放入管道c，如果这时候正好lisi在执行，lisi的1也放入管道c
5、v1 := <- c 执行，zhangsan的值1从管道里拿出来了。
6、v2 := <- c执行，lisi的值1也从管道里拿出来了
7、执行fmt.Printf
理论上来说应该是少了一步，实际情况可能会更好一些，因为步骤4没有阻塞(也就是zhangsan和lisi的值1可以同时放进去)。
步骤5和6虽然有阻塞（这里的阻塞跟c#里的await是一个意思），但是管道c一旦有值会立马拿出来，等v1和v2都有值了然后执行fmt.Printf
又有问题了！
- 如果say方法有返回值怎么办？ 如下代码案例说明
func say(s string) int {
fmt.Printf("%s say\n", s)
return 1
}
func main() {
msg:= go say("lisi", c) //PS:这里会报错syntax error: unexpected go, expecting expression
}
- 这个chan只能传int或者string 如果我的返回只是一个struct结构体(实体)怎么办？
- 如果say方法是别人写的，他的参数没有chan管道我又想并发执行怎么办？
还是看代码吧
package main
import (
"fmt"
)
//学生结构体(实体)
type Stu struct {
Name string
Age int
}
func say(name string) Stu {
fmt.Printf("%s say\n", name)
stu := Stu{Name: name, Age: 18}
return stu
}
func main() {
c := make(chan int)
go func() {
stu := say("lisi") //返回一个学生实体
fmt.Printf("我叫%s，年龄%d\n", stu.Name, stu.Age)
c <- 1 //信号位表示调用完毕
}()
fmt.Println("go func")
<-c
fmt.Println("end")
}
执行结果：
go func
lisi say
我叫lisi，年龄18
end
错误示范：死锁
func say(s string, c chan int) {
fmt.Printf("%s say\n", s)
//c <- 1 这里本来应该给c管道传值的，结果没传
}
func main() {
c := make(chan int)
go say("lisi", c)
v1 := <-c //这里会一直阻塞，导致死锁
fmt.Printf("lisi:%d\n", v1) //前面死锁，这里无法输出
}
执行报错内容：
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
goroutine简析：
goroutine也叫协程是一种轻量级别用户空间线程，不受操作系统的调度，所以需要用户自行调度（一般是加锁和信道），协程能做的事情进程和线程同样能做。进程和线程的切换主要依赖于时间片的控制，而协程的切换则主要依赖于自身，这样的好处是避免了无意义的调度，由此可以提高性能，但也因此，程序员必须自己承担调度的责任
什么是协程：from百科
协程与子例程一样，协程（coroutine）也是一种程序组件。相对子例程而言，协程更为一般和灵活，但在实践中使用没有子例程那样广泛。协程源自 Simula 和 Modula-2 语言，但也有其他语言支持ps：子例程是某个主程序的一部分代码
goroutine可以看作是协程的go语言实现，它是语言原生支持的，相对于一般由库实现协程的方式，goroutine更加强大，它的调度一定程度上是由go运行时（runtime）管理。其好处之一是，当某goroutine发生阻塞时（例如同步IO操作等），会自动出让CPU给其它goroutine。
后面会单独的在介绍进程、线程、协程之前的关系，也可以参考以下几篇文章
channel 简析
channel是Go语言在语言级别提供的goroutine间的通信方式。我们可以使用channel在两个或 多个goroutine之间传递消息。channel是进程内的通信方式，因此通过channel传递对象的过程和调用函数时的参数传递行为比较一致，比如也可以传递指针等。如果需要跨进程通信，我们建议用 分布式系统的方法来解决，比如使用Socket或者HTTP等通信协议。Go语言对于网络方面也有非常完善的支持。 channel是类型相关的。也就是说，一个channel只能传递一种类型的值，这个类型需要在声明channel时指定。如果对Unix管道有所了解的话，就不难理解channel，可以将其认为是一种类 型安全的管道。
关于channel有必要详细了解下。可以参考
golang的channel使用
重点来了，goroutine号称是轻松开上万个并发
package main
import (
"fmt"
"time"
)
var sum int = 0
func todo(i int, c chan int) {
//c <- 1 //执行一次放一个值1
c <- i //把i的值放进去
}
func getSum(count int, c chan int, ce chan int) {
for i := 0; i <= count; i++ {
sum += <-c
// k, isopen := <-c
// if !isopen {
// fmt.Printf("channel is close")
// break
// } else {
// fmt.Printf("sum:%d,k:%d\n", sum, k)
// sum += k
// }
}
ce <- 1
}
func main() {
count := 100000 //10W个goroutine
c := make(chan int, count) //有缓冲channel
ce := make(chan int) //计算getSum信号量
//开始计时
begin := time.Now()
fmt.Println("开始时间:", begin)
for i := 0; i <= count; i++ {
go todo(i, c)
}
//再开一个goroutine去计算channel里的值求Sum
go getSum(count, c, ce)
<-ce //这里是getSum方法执行结束信号量
end := time.Now()
fmt.Println("结束时间:", end, time.Since(begin))
fmt.Println(sum)
}
硬件信息
环境：THINKPAD L460、WIN7x64、8G内存、i5-6200U 2.3GHz 双核4线程
语言：LiteIDE X33、golang 1.9.2
多次执行结果：38.5ms - 51ms之间
再次改版下
把 c := make(chan int, count) 改为 c := make(chan int) 改成无缓冲
c := make(chan int) //重点，这里改成无缓冲的
多次执行结果：304-325ms之间
结论：明显无缓冲区耗时多了接近300ms，这部分时间实际是channel读取阻塞的时间，因此在大量并发的情况下channel的缓冲区大小会直接影响程序的性能，这也是前面提到需要用户自行调度的原因之一！！！
顺便来一发.net core 的并发代码实验，和上面goroutine同样的机器和环境
class Program
{
private static readonly object obj = new object();
static void Main(string[] args)
{
DateTime begin = DateTime.Now;
long sum = 0;
Parallel.For(1, 100001, (i) =>
{
lock (obj)
{
sum += i;
}
});
TimeSpan ts = DateTime.Now - begin;
Console.WriteLine($"{sum}，耗时：{ts.TotalMilliseconds}ms");
Console.ReadLine();
}
}
运行结果 : 大约在90-120ms左右，虽然数值上差了2倍左右，其实差别并不是很大，也没有直接的可比性，因为线程和协程并不是一个数量级别，上面goroutine用到了channel通道，net core 用的lock锁，因此仅供参考。总体看来.net core的性能整体还是蛮高的
PS：题外话 其实c#里也有协程"fiber"，网上资料比较少了解不多。
