Go基础--goroutine和channel
goroutine
在go语言中，每一个并发的执行单元叫做一个goroutine
这里说到并发，所以先解释一下并发和并行的概念：
并发：逻辑上具备同时处理多个任务的能力
并行：物理上在同一时刻执行多个并发任务
当一个程序启动时，其主函数即在一个单独的goroutine中运行，一般这个goroutine是主goroutine
如果想要创建新的goroutine,只需要再执行普通函数或者方法的的前面加上关键字go
通过下面一个例子演示并发的效果，主goroutine会计算第45个斐波那契函数，在计算的同时会循环打印：-\|/
这里需要知道：当主goroutine结束之后，所有的goroutine都会被打断，程序就会退出
package main import ( "time" "fmt" ) func spinner(delay time.Duration){ for { for _,r := range `-\|/`{ fmt.Printf("\r%c",r) time.Sleep(delay) } } } func fib(x int) int{ // 斐波那契函数 if x < 2{ return x } return fib(x-1) + fib(x-2) } func main() { go spinner(100*time.Millisecond) //开启一个goroutine const n = 45 fibN:= fib(n) fmt.Printf("\rFib(%d) = %d\n",n,fibN) }
当第一次看到go的并发，感觉真是太好用了！！！！
所以在网络编程里，服务端都是需要同时可以处理很多个连接，我们看一下下面的服务端和客户端例子
服务端：
package main import ( "net" "io" "time" "log" ) func handleConn(c net.Conn){ defer c.Close() for{ _,err := io.WriteString(c,time.Now().Format("15:04:05\r\n")) if err != nil{ return } time.Sleep(1*time.Second) } } func main() { // 监听本地tcp的8000端口 listener,err := net.Listen("tcp","localhost:8000") if err != nil{ log.Fatal(err) } for { conn,err := listener.Accept() if err!= nil{ log.Print(err) continue } go handleConn(conn) } }
客户端：
package main import ( "io" "log" "net" "os" ) func mustCopy(dst io.Writer,src io.Reader){ // 从连接中读取内容，并写到标准输出 if _,err := io.Copy(dst,src);err !=nil{ log.Fatal(err) } } func main(){ conn,err := net.Dial("tcp","localhost:8000") if err != nil{ log.Fatal(err) } defer conn.Close() mustCopy(os.Stdout, conn) }
Channel
channel是不同的goroutine之间的通信机制。
一个goroutine通过channel给另外一个goroutine发送信息。
每个channel 都有一个特殊的类型，也就是channel可以发送的数据的类型
我们可以通过make创建一个channel如：
ch := make(chan int) 这就是创建了一个类型为int的channel
默认我们这样创建的是无缓存的channel,当然我们可以通过第二个参数来设置容量
ch := make(chan int,10)
注意：channel是引用类型，channel的零值也是nil
两个相同类型的channel可以使用==运算符比较。如果两个channel引用的是相通的对象，那么比较的结
果为真。一个channel也可以和nil进行比较。
因为channel是在不同的goroutine之间进行通信的，所以channel这里有两种操作:存数据和取数据，而这里两种操作的
方法都是通过运算符：<-
ch <- x 这里是发送一个值x到channel中
x = <- ch 这里是从channel获取一个值存到变量x
<-ch 这里是从channel中取出数据，但是不使用结果
close(ch) 用于关闭channel
当我们关闭channel后，再次发送就会导致panic异常，但是如果之前发送过数据，我们在关闭channel之后依然可以执行接收操作
如果没有数据的话，会产生一个零值
基于channel发送消息有两个重要方面，首先每个消息都有一个值，但是有时候通讯的事件和发送的时刻也同样重要。
我们更希望强调通讯发送的时刻时，我们将它称为消息事件。有些消息并不携带额外的信息，它仅仅是用做两个goroutine之间的同步，这个时候我们可以用struct{}空结构体作为channel元素的类型
无缓存的channel
基于无缓存的channel的发送和接受操作将导致两个goroutine做一次同步操作，所以无缓存channel有时候也被称为同步channel
串联的channel (Pipeline)
channel也可以用于多个goroutine连接在一起，一个channel的输出作为下一个channel的输入，这种串联的channel就是所谓的pipeline
通过下面例子理解，第一个goroutine是一个计算器，用于生成0，1，2...形式的整数序列，然后通过channel将该整数序列
发送给第二个goroutine；第二个goroutine是一个求平方的程序，对收到的每个整数求平方，然后将平方后的结果通过第二个channel发送给第三个goroutine
第三个goroutine是一个打印程序，打印收到的每个整数
package main import ( "fmt" ) func main(){ naturals := make(chan int) squares := make(chan int) go func(){ for x:=0;;x++{ naturals <- x } }() go func(){ for { x := <- naturals squares <- x * x } }() for{ fmt.Println(<-squares) } }
但是如果我把第一个生成数的写成一个有范围的循环，这个时候程序其实会报错的
所以就需要想办法让发送知道没有可以发给channel的数据了，也让接受者知道没有可以接受的数据了
这个时候就需要用到close(chan)
当一个channel被关闭后，再向该channel发送数据就会导致panic异常
当从一个已经关闭的channel中接受数据，在接收完之前发送的数据后，并不会阻塞，而会立刻返回零值，所以在从channel里接受数据的时候可以多获取一个值如：
go func(){
for {
x ,ok := <-naturals
if !ok{
break
}
squares <- x*x
}
close(squares)
}()
第二位ok是一个布尔值，true表示成功从channel接受到值，false表示channel已经被关闭并且里面没有值可以接收
单方向的channel
当一个channel座位一个函数的参数时，它一般总是被专门用于只发送或者只接收
chan <- int ：表示一个只发送int的channel,只能发送不能接收
< chan int : 表示一个只接受int的channel,只能接收不能发送
当然在有时候我们需要获取channel内部缓存的容量，可以通过内置的cap函数获取
而len函数则返回的是channel内实际有效的元素个数
基于select的多路复用
这里先说一个拥有的知识点：time.Tick函数
这个函数返回一个channel,通过下面代码进行理解：
package main import ( "time" "fmt" ) func main() { tick := time.Tick(1*time.Second) for countdown :=10;countdown>0;countdown--{ j :=<- tick fmt.Println(j) } }
程序会循环打印一个时间戳
select 语句：
select { case <-ch1: // ... case x := <-ch2: // ...use x... case ch3 <- y: // ... default: // ...
}
select语句的形式其实和switch语句有点类似，这里每个case代表一个通信操作
在某个channel上发送或者接收，并且会包含一些语句组成的一个语句块 。
select中的default来设置当 其它的操作都不能够马上被处理时程序需要执行哪些逻辑
channel 的零值是nil, 并且对nil的channel 发送或者接收操作都会永远阻塞，在select语句中操作nil的channel永远都不会被select到。
这可以让我们用nil来激活或者禁用case，来达成处理其他输出或者输出时间超时和取消的逻辑
补充
不同的goroutine之间如何通信
首先我们能够想到的有：全局变量的方式，我们先通过这种本方法来演示：
package main import ( "time" "fmt" ) var exits [3]bool func calc(index int){ for i:=0;i<1000;i++{ time.Sleep(time.Millisecond) } exits[index] = true } func main() { start := time.Now().UnixNano() go calc(0) go calc(1) go calc(2) for{ if exits[0] && exits[1] &&exits[2]{ break } } end := time.Now().UnixNano() fmt.Println("finished,const:%d ms",end-start) }
这种方法其实比较笨，go为我们提供了锁同步的方式 sync.WaitGroup，演示代码为：
//等待一组goroutine执行完成 package main import ( "time" "fmt" "sync" ) var waitGroup sync.WaitGroup func calc(index int){ for i:=0;i<1000;i++{ time.Sleep(time.Millisecond) } //执行完成的时候Done waitGroup.Done() } func main() { start := time.Now().UnixNano() for i:=0;i<3;i++{ // 每次在调用之前add waitGroup.Add(1) go calc(i) } //在循环外等待wait waitGroup.Wait() end := time.Now().UnixNano() fmt.Println("finished,const:%d ms",end-start) }
关于Channel的补充
channel 概念：
类似unix中的管道pipe
先进先出
线程安全，多个goroutine同时访问，不需要加锁
channel是有类型的，一个整数的channel只能存放整数
定时器的补充
//定时器 package main import ( "time" "fmt" ) func main() { t := time.NewTicker(time.Second) for v:= range t.C{ fmt.Println("hello",v) } }
// 一次性定时器 package main import ( "time" "fmt" ) func main() { select{ case <- time.After(time.Second): fmt.Println("after") } }
超时控制
package main import ( "time" "fmt" ) func queryDb(ch chan int){ time.Sleep(time.Second) ch <- 100 } func main() { ch := make(chan int) go queryDb(ch) t := time.NewTicker(time.Second*4) select{ case v:=<-ch: fmt.Println("result:",v) case <-t.C: fmt.Println("timeout")
关于单元测试和异常捕获的补充
package main import ( "time" "fmt" ) func calc(){ // defer 定义的后面出现错误的都可以捕获到 defer func() { err := recover() if err!=nil{ fmt.Println(err) } }() var p *int *p = 100 }
关于单元测试的简单例子演示：
package test func add(a,b int)int{ return a+b }
上面的代码，如果想要做单元测试，我们需要定义一个测试文件，我把上面代码的文件名是calc.go,单元测试代码的文件名calc_test.go
package test import "testing" func TestAdd(t *testing.T){ result := add(2,3) if result != 5{ t.Fatalf("add is not right") return } t.Logf("add is right") }
这样当我们需要测试add函数的时候只需要在该包下执行go test，效果如下：
如果想要看更详细的可以通过go test -v,效果如下：
