go channel 概述

精髓

将资源读进内存-->共享内存，一个个进程/线程进行处理，这是常见模式。go channel 是一种直接在进程/线程之间传递资源的方式，即以通信来共享内存。这便是go的精髓。

扩展-一些名词了解

Linux、IPC（进程间通信）、进程（六个状态）、线程、同步、异步、信号、管道、socket、消息队列、字节流、结构化消息、通信、信号量、共享内存、内核空间、用户空间、PID、PPID、fork、COW

将进程细化为多个状态后，系统CPU就可以更加灵活地调度，进程下还有更细的线程，有N多状态，

GO调度器实现一套机制，统一调度与分配这些CPU、进程、线程等资源，分为M(内核)、P(go上下文)、G（goroutine）三层

以上概念不学linux原理的话，听个名词就好，GO中重点学习两个点

1. 第三层G就是我们经常使用的goroutine协程，掌握goroutine的使用

2. GO支持的IPC方法有信号、管道、socket，掌握这三种的实现方式

1. 掌握goroutine的使用

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定义

chan T 双向

chan<-T 只发送

<- chan T 只接收

通道类型，也是引用类型，零值为nil

特性

同一时刻，仅有一个goroutine可以向该通道发送元素值，同时也仅有一个goroutine可以从该通道接收元素值，即通道是串行的。

通道中的元素值，严格按发送到该通道的先后顺序排列，最先发送到的元素值，一定最先被接收。等效于先进先出的消息队列。

通道中的元素值，具有原子性，不可被分割；每个元素值只能被一个goroutine接收，被接收后，立刻从通道中清除。

goroutine的执行与主程序是并行的，主程序结束时，还没有执行完毕的goroutine会被强制中止。

通道的传值是复制，不是引用。

通道初始化

通道未初始化时其值为nil，可以从nil中尝试接收元素，但会被永远阻塞

make(chan int)

初始化一个可以接收、发送int值类型的通道，无缓冲

make(chan int, 10)

初始化一个可以接收、发送int值类型的通道，可缓冲10个int值。第11个int值向通道中发送时会被阻塞。

被缓冲的元素值，会严格按发送的顺序接收。

从通道中接收元素

c := make(chan int, 10)

n := <- c

如果通道 c 被关闭，那么n的值为该元素类型的零值，本例int类型的零值为0;如果是在接收的过程中被关闭了，n的值同样为0。

package main

import "fmt"

func main() {
    c:= make(chan int,10)
    close(c)
    n:=<-c
    fmt.Println(n)
}

n,ok := <- c

这种写法与上面的唯一区别在于，当通道关闭时，ok的值为false

package main

import "fmt"

func main() {
    c:= make(chan int,10)
    close(c)
    n,ok:=<-c
    fmt.Println(n,ok) // 0 false
}

让后台协程有序执行

本例很好地诠释了前面的概念描述。tools包是个人自定义包，尝试运行时，可自行修改一下代码，个人为了方便就不再更改本地环境代码了。

package main

import (
    "sync"
    "time"
    "tools"
)

func main() {
    startTask()
}


func startTask()  {

    cmdList := make([]string,6)
    cmdList[0] = "mkdir -p /opt/test/dir1"
    cmdList[1] = "mkdir  /opt/test/dir1/dir2"
    cmdList[2] = "mkdir  /opt/test/dir1/dir2/dir3"
    cmdList[3] = "mkdir  /opt/test/dir1/dir2/dir3/dir4"
    cmdList[4] = "mkdir  /opt/test/dir1/dir2/dir3/dir4/dir5"
    cmdList[5] = "mkdir  /opt/test/dir1/dir2/dir3/dir4/dir5/dir6"

    var cmdLength = len(cmdList)
    var cmdChan = make(chan string,cmdLength)

    var onOff = make(chan int,cmdLength)


    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(cmdLength)
    for i,cmd := range cmdList {
        cmdChan <- cmd
        go task(&cmdChan,&onOff,&wg,i,cmdLength)
    }
    //启动第一个任务，第一个任务结束时会启动第二个任务，依次类推
    onOff <- 0
    wg.Wait()
}

func task(cmdChan *chan string,onOff *chan int,wg *sync.WaitGroup, seq,maxLength int)  {

    for  {
        if i,ok := <- *onOff; ok {
            if i == seq {
                //跳出循环等待，开始当前顺序命令执行
                break
            }else {
                //将取出的命令执行序号放回通道，然后暂停一段时间该后台协程
                *onOff <- i
                //让不该执行的后台协程等待，就会让该执行的后台线程更容易获取执行机会，因为它不用等
                time.Sleep(10*time.Microsecond)

            }
        }
    }

    //从缓冲中取出的元素顺序，严格遵从放入时的顺序
    //所以取出的顺序一定会按命令列表的下标从0排列到列表结束
    if cmd,ok := <- *cmdChan; ok{
        tools.ExecShell(cmd)
    }
    wg.Done()

    seq++
    if seq < maxLength{
        *onOff <- seq
    }

}

linux mkdir有个特性，其父目录若不存在，则无法创建子目录；若命令不按列表顺序执行，那么最后的目录肯定不会创建成功，

若成功创建所有目录，则表明命令是按顺序执行的。

若去掉onOff顺序控制，本例就是一个后台并发执行的例子。

关闭通道

通常在发送端关闭通道

不可重复关闭通道，关闭一个已经关闭的或未初始化的通道会引发异常

通道关闭后，其中未接收的数据仍可被接收

接收端应先判断通道是否关闭再从中取值，否则若通道关闭可能取出的值是通道类型的零值

package main

import "fmt"

func main() {
    dataChan := make(chan int,3)
    startChan := make(chan string,1)
    overChan := make(chan string,2)

    go func() {
        <- startChan
        fmt.Println("start receive data ")
        for{
            if elem,ok:= <- dataChan; ok{
                fmt.Printf("%v\n",elem)
            }else {
                break
            }
        }
        fmt.Println("reciver over")
        overChan <- "rec over"
    }()

    go func() {
        for i:=0;i<3;i++ {
            dataChan <- i
            fmt.Sprintf("send data:%v\n",i)
        }

        fmt.Println("send data over")
        //在接收之前关闭通道
        close(dataChan)
        fmt.Println("dataChan  closed")

        //开始接收
        startChan <- "begin"

        overChan <- "send data over"
    }()

    <- overChan
    <- overChan
    fmt.Println("main over")
    
}

长度与容量

长度是通道中元素的个数，非固定值

容量是通道中可能缓存的元素个数

package main

import "fmt"

func main() {

    c1 := make(chan int,5)
    fmt.Printf("c1 长度：%v, 容量：%v\n",len(c1),cap(c1))

    c2 := make(chan int)
    fmt.Printf("c2 长度：%v, 容量：%v\n",len(c2),cap(c2))
}

c1 长度：0, 容量：5
c2 长度：0, 容量：0

单向通道

chan T 双向用于channel定义

chan<-T 只发送用于接口、函数参数定义

<- chan T 只接收用于接口、函数参数定义

双向通道可以转换为发送/接收通道，反之不可以。

for 与 channel

可以从未初始化的通道（nil）中取值，但会被阻塞

当通道关闭时，会将通道中的元素全部取出后，语句结束

必须是一个双向通道或接收通道，不是只是发送通道。

    var c3 chan int
    for elem := range c3 {
        fmt.Println(elem)
    }

Linux进程

linux进程通过调用系统函数fork创建，首个系统进程为/usr/bin/sbin，其他进程都是该进程的子进程，呈现树状结构。

进程创建方式：复制父进程的数据段、堆、栈等数据，共享父进程的代码段，复制后子进程、父进程相互间是独立的。系统内核通过写时复制(copy on write,COW)来提高创建进程的效率。

Linux进程详细的结构如下，大致分为四部分代码区（Text segment）-只读静态区，Data段，Heap段，Stack段。

进程状态图

注意这里的僵尸状态，是不是僵尸状态是子进程反馈给父进程的，如果子进程自己发生意外，无法给父进程反馈但还一直存在着，那么子进程的状态可能会成为僵尸状态

SIGCHILD只是在子进程退出的时候发送给父进程的一个信号值,这是一种异步通知父进程的方式.父进程可以捕获,忽略这个信号,默认动作是忽略此信号.
常用的使用方式是，当SIGCHILD信号发生时候，主进程在SIGCHILD的信号处理函数中调用waitpid or wait来回收子进程的结束状态。但需要明白的是：waitpid or wait不是依靠SIGCHLD信号是否到达来判断子进程是否结束，（可能是通过轮巡检测子进程状态来判断的，需要看具体代码实现才能确定），即wait/waitpid并不依赖于SIGCHILD信号.常常在SIGCHILD的信号处理函数中调用    wait/waitpid回收子进程状态是为了避免wait/waitpid不必要的轮巡，是属于一种节约资源的方式，但这并不是必须的。

未完.....

posted @ 2020-03-29 17:27 方诚阅读(1129) 评论(0) 编辑收藏举报

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