Go Once用法 goroutine协程 chanel通道

 

 

使用go关键字启动一个goroutine
程序员唯一需要做的，是把任务封装成一个函数
程序启动之后会创建一个主goroutine去执行（main也是一个goroutine）

package main

import(

    "fmt"

    "sync"

)

//开启goroutine将0~20的数发送到ch1中
//开启goroutine从ch1中接收值，将该值的平方发送到ch2中，最后把ch2中的所有值打印出来

var wg sync.WaitGroup

var once sync.Once

func f(ch1, ch2 chan int) {

    wg.Done()

    for n := range ch1 {

        ch2 <- n * n

    }

    once.Do(func(){ close(ch2) })

    // close(ch2)   //报错 ，一个goroutine关闭，另一个再关闭就会报错

}

func main() {

    var ch1 chan int = make(chan int, 100)

    var ch2 chan int = make(chan int, 100)

    // wg.Add(1)    //这里没必要加，因为下面这个goroutine不会阻塞

    go func(ch chan int) {

        for i:=0;i<20;i++{

            ch1 <- i

        }

        close(ch1)     // 放完之后必须要关闭（这样接收端就知道我接收完就退出），不关闭接收端不知道该阻塞还是该退出

    }(ch1)

    

    wg.Add(2)

    go f(ch1, ch2)

    go f(ch1, ch2)

    wg.Wait()

    for i := range ch2 {

        fmt.Println(i)

    }

}

goroutine调度模型   GMP

1、m：n 把m个goroutine分配给n个操作系统线程去执行
2、goroutine初始栈的大小是2k
3、runtime.GOMAXPROCS(1) 可以修改n的值

 

现实中并发的目的是执行任务
比如第一种任务，每个任务的执行都依赖上一个任务的结果，这种并发是没有意义的
任务链：f1() -> f2() - > f3()
比如第二种任务，某个任务的执行依赖多个任务的结果，这多个任务可以并发执行
任务链：f1()|f2()|f3() -> f4()

虽然可以使用共享内存进行数据交换，但是共享内存在不同的goroutine中容易发生竞态问题。为了保证数据交换的正确性，必须使用互斥量对内存进行加锁，这种做法势必造成性能问题。

Go语言的并发模型是CSP（Communicating Sequential Processes）

提倡通过通信共享内存而不是通过共享内存而实现通信，就是使用chanel实现通信，而不是用全局变量通信。

Goroutine使用陷阱

产生原因：

1. range自带的坑：不管循环多少次，v是同一块地址，每次循环变的是v指向的值
2. 而func (p *Person) SayName()表明传的是地址，那根据第1点，循环三次都传的同一个地址
3.循环执行太快，执行完成后，地址都指向值：{name: "alex3"}

 

改进1：循环时，让range判断出要传v的值

 

 改进2： 把struct当成值类型来使用

 

 

 

无缓冲的通道 VS 有缓冲的通道（重要）

c1:=make(chan int)        //无缓冲

c2:=make(chan int,1)      //有缓冲

无缓冲的通道：发送 goroutine 和接收 goroutine 同时准备好，才能完成发送和接收操作。

比方说：如果 发送方goroutine向 c1 <- 1， 除非接收方goroutine执行<-c1 接手了 这个参数，那么c1<- 1才会继续下去，否则就一直阻塞，想不阻塞也是有方法的，加select {case c1<-1: ..default: }

                       ------应用场景：通知消息，接收端先准备好，发送端一发出通知，接收端就开始运行

有缓冲的通道：发送goroutine不阻塞，把缓冲区放满之后才阻塞。

通道chan的使用

var b chan int                //声明管道
b = make(chan int)          //给管道开辟空间，无缓冲
b = make(chan int, 5)          //带缓冲的通道，可预存5个值，存满后再放就阻塞

b <- 2 //给通道放值

var n int； n = <- b //从通道取值，方式一

n ：= <-b   // 从通道取值，方式二
<- b //取出值扔掉

close(b) //关闭通道，关闭分为两端，读的一端和写的一端。例如： f1函数写,f1里面close，表示不能向管道里写了，但是能读。 f2函数读，f2里面close，表示不能从f2里面读了，但是能向f2里面写。

在运行中，确定不用了，要手动关闭通道。不关闭很容易造成deadlock。。如果不关闭通道，v, ok := < ch 中的ok一直不为false，造成死锁

waitGroup可能导致死锁，调试时可以先不加WaitGroup

for i:= range b {
　　fmt.Println(i) //从通道里循环取值
}

通道里内存占用小的值直接扔通道里，内存占用大的值扔指针或者包装成结构体，扔结构体的指针

通道的关闭方式（重要）

1-N N-1 M-N（生产者-消费者）

在N的那一端可以使用sys.Once(func(){   close(chanel)  }) 来关闭

1-N：关闭生产者

　　生产者执行close(chanel) 

N-1：关闭消费者

　  每个生产者都用select监听一个无缓冲通道，当无缓冲通道有反应就结束goroutine。当消费者执行close(无缓冲通道)时，生产者端产生反应，结束goroutine

N-N：不定

   结合具体应用场景，sys.Once 和  无缓冲通道  结合使用

单向通道

多用在函数的参数中。

对通道来说是可存可取的，但在某个函数里，如果只想在该函数内存或者取，就应使用单通道

ch1 <-chan int 只能取
ch2 chan<- int 只能存

 

select多路复用

（使用场景：同时向通道里存和取， 如果取的goroutine挂了，会造成通道阻塞，可以在select中一个取，一个扔掉，如果通道满了就扔掉）

在某些场景下我们需要同时从多个通道接收数据。通道在接收数据时，如果没有数据可以接收将会发生阻塞。你也许会写出如下代码使用遍历的方式来实现：

for{
    // 尝试从ch1接收值
    data, ok := <-ch1
    // 尝试从ch2接收值
    data, ok := <-ch2
    …
}

这种方式虽然可以实现从多个通道接收值的需求，但是运行性能会差很多。为了应对这种场景，Go内置了select关键字，可以同时响应多个通道的操作。

select的使用类似于switch语句，它有一系列case分支和一个默认的分支。每个case会对应一个通道的通信（接收或发送）过程。

select会一直等待，直到某个case的通信操作完成时，就会执行case分支对应的语句。具体格式如下：

select{
    case <-ch1:
        ...
    case data := <-ch2:
        ...
    case ch3<-data:
        ...
    default:
        默认操作
}

举个小例子来演示下select的使用：

func main() {
	ch := make(chan int, 1)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		select {
		case x := <-ch:
			fmt.Println(x)
		case ch <- i:
		}
	}
}

使用select语句能提高代码的可读性。

• 可处理一个或多个channel的发送/接收操作。
• 如果多个case同时满足，select会随机选择一个。
• 对于没有case的select{}会一直等待，可用于阻塞main函数。

 

sync包
并发执行全局变量n++的操作，分三步：第一步. 取出n    第二步. n+1    第三步. n写回去
假如多个goroutine都取出了50，都+1 ，赋值回去，就变成51，结果算少了。这时就需要加锁

//互斥锁Mutex（应用场景：全部或者大部分是写的场景）

保证同一时间只有一个goroutine访问公共资源

        
var lock sync.Mutex        //Mutex是结构体。而结构体是值类型，所以Mutex作为参数一定要传指针，不然就是两把不同的锁，会出问题
lock.Lock();     // 加锁

x++;

lock.Unlock()  // 释放锁

//读写互斥锁（应用场景：读的次数远远大于写的次数）

分读锁和写锁
若获取的是读锁，其他的还能继续读
若获取的是写锁，其他的必须等锁释放之后才能读或写

 

var rwLock sync.RWMutex     
rwLock.Rlock()  ；   rwLockRUnlock()     // 读锁    加锁和释放
rwLock.Lock()  ；  rwLock.Unlock()           //  写锁   加锁和释放

 

sync.Once

为了保证并发安全，确保某个代码只执行一次

var once sync.Once  
once.Do(func(){ close(ch2) })      //只关闭ch2通道1次

应用：并发安全的单例模式，不论多少个goroutine同时获取，都是同一个结构体指针

package singleton

import (
　　"sync"
)

type singleton struct {}

var instance *singleton
var once sync.Once

func GetInstance() *singleton {
　　once.Do(func() {
　　　　instance = &singleton{}
　　})
　　return instance
}

 

sync.Map

Go语言中内置map不是并发安全的
Go提供了并发安全版的map，不用make初始化。
同时sync.Map内置了诸如Store、Load、LoadOrStore、Delete、Range等操作方法。

 

atomic包（原子操作，把变量自增等操作变成并发安全的）

之前想要并发安全的修改某个变量的值，需要：lock.Lock();n++;lock.Unlock(); 现在用原子操作一步就实现。

 

 

方法	解释
func LoadInt32(addr *int32) (val int32) func LoadInt64(addr *int64) (val int64) func LoadUint32(addr *uint32) (val uint32) func LoadUint64(addr *uint64) (val uint64) func LoadUintptr(addr *uintptr) (val uintptr) func LoadPointer(addr *unsafe.Pointer) (val unsafe.Pointer)	读取操作
func StoreInt32(addr *int32, val int32) func StoreInt64(addr *int64, val int64) func StoreUint32(addr *uint32, val uint32) func StoreUint64(addr *uint64, val uint64) func StoreUintptr(addr *uintptr, val uintptr) func StorePointer(addr *unsafe.Pointer, val unsafe.Pointer)	写入操作
func AddInt32(addr *int32, delta int32) (new int32) func AddInt64(addr *int64, delta int64) (new int64) func AddUint32(addr *uint32, delta uint32) (new uint32) func AddUint64(addr *uint64, delta uint64) (new uint64) func AddUintptr(addr *uintptr, delta uintptr) (new uintptr)	修改操作
func SwapInt32(addr *int32, new int32) (old int32) func SwapInt64(addr *int64, new int64) (old int64) func SwapUint32(addr *uint32, new uint32) (old uint32) func SwapUint64(addr *uint64, new uint64) (old uint64) func SwapUintptr(addr *uintptr, new uintptr) (old uintptr) func SwapPointer(addr *unsafe.Pointer, new unsafe.Pointer) (old unsafe.Pointer)	交换操作
func CompareAndSwapInt32(addr *int32, old, new int32) (swapped bool) func CompareAndSwapInt64(addr *int64, old, new int64) (swapped bool) func CompareAndSwapUint32(addr *uint32, old, new uint32) (swapped bool) func CompareAndSwapUint64(addr *uint64, old, new uint64) (swapped bool) func CompareAndSwapUintptr(addr *uintptr, old, new uintptr) (swapped bool) func CompareAndSwapPointer(addr *unsafe.Pointer, old, new unsafe.Pointer) (swapped bool)	比较并交换操作