Go語言學習筆記（七）殺手鐗 Goroutine + Channel

Goroutine

Go語言的主要的功能在於使人簡易使用的並行設計，這個方法叫作Goroutine，經過Goroutine可以讓你的程序以異步的方式運行，而不須要擔憂一個函數致使程序中斷，所以Go語言也很是地適合網絡服務。

咱們經過go讓其中一個函數同步運行，如此就不須要等待該函數運行完後才能運行下一個函數。

func main() {
    // 經過 `go`，咱們能夠把這個函數異步執行，這樣就不會阻塞往下執行。
    go loop()
    // 執行 Other
}

Goroutine是相似線程的概念（但Goroutine並非線程）。線程屬於系統層面，一般來講建立一個新的線程會消耗較多的資源且管理不易。而 Goroutine就像輕量級的線程，但咱們稱其爲併發，一個Go程序能夠運行超過數萬個 Goroutine，而且這些性能都是原生級的，隨時都可以關閉、結束。一個核內心面能夠有多個Goroutine，經過GOMAXPROCS參數你可以限制Gorotuine能夠佔用幾個系統線程來避免失控。

在內置的官方包中也不時可以看見Goroutine的應用，像是net/http中用來監聽網絡服務的函數其實是建立一個不斷運行循環的Goroutine。

 

設置同時執行的cpu數（GOMAXPROCS）

GOMAXPROCS 在調度程序優化後會去掉，默認用系統全部資源。

func main() {
    num := runtime.NumCPU()    //本地機器的邏輯CPU個數
    runtime.GOMAXPROCS(num)    //設置可同時執行的最大CPU數，並返回先前的設置
    fmt.Println(num)
}

 

Goroutine中使用recover

應用場景，若是某個goroutine panic了，並且這個goroutine裏面沒有捕獲(recover)，那麼整個進程就會掛掉。因此，好的習慣是每當go產生一個goroutine，就須要寫下recover。

var (
    domainSyncChan = make(chan int, 10)
)

func domainPut(num int) {
    defer func() {
        err := recover()
        if err != nil {
            fmt.Println("error to chan put.")
        }
    }()
    domainSyncChan <- num
    
    panic("error....")
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        domainName := i
        go domainPut(domainName)
    }
    time.Sleep(time.Second * 2)
}

 

Goroutine 栗子

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var (
    m    = make(map[int]uint64)
    lock sync.Mutex //申明一個互斥鎖
)

type task struct {
    n int
}

func calc(t *task) {
    defer func() {
        err := recover()
        if err != nil {
            fmt.Println("error...")
            return
        }
    }()

    var sum uint64
    sum = 1
    for i := 1; i < t.n; i++ {
        sum *= uint64(i)
    }

    lock.Lock() //寫全局數據加互斥鎖
    m[t.n] = sum
    lock.Unlock() //解鎖
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        t := &task{n: i}
        go calc(t) // Goroutine來執行任務
    }

    time.Sleep(time.Second) // Goroutine異步，因此等一秒到任務完成

    lock.Lock() //讀全局數據加鎖
    for k, v := range m {
        fmt.Printf("%d! = %v\n", k, v)
    }
    fmt.Println(len(m))
    lock.Unlock() //解鎖
}

 

Goroutine 栗子（等待全部任務退出主程序再退出）

package main

import (
    "sync"
    "fmt"
    "time"
)

func calc(w *sync.WaitGroup, i int)  {
    fmt.Println("calc: ", i)
    time.Sleep(time.Second)
    w.Done()
}

func main()  {
    wg := sync.WaitGroup{}
    for i:=0; i<10; i++ {
        wg.Add(1)
        go calc(&wg, i)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("all goroutine finish")
}

 

Channel

channel，管道、隊列，先進先出，用來異步傳遞數據。channel加上goroutine，就造成了一種既簡單又強大的請求處理模型，使高併發和線程同步之間代碼的編寫變得異常簡單。

線程安全，多個goroutine同時訪問，不須要加鎖。

channel是有類型的，一個整數的channel只能存放整數。

channel使用

//chan申明
var userChan chan interface{}          // chan裏面放interface類型
userChan = make(chan interface{}, 10)  // make初始化，大小爲10

var readOnlyChan <-chan int            // 只讀chan
var writeOnlyChan chan<- int           // 只寫chan

//chan放取數據
userChan <- "nick"
name := <- userChan
name, ok := <- userChan

//關閉chan
intChan := make(chan int, 1)
intChan <- 9
close(intChan)

// range chan
intChan := make(chan int, 10)
for i := 0; i < 10; i++ {
    intChan <- i
}
close(intChan)

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

  

放入chan數據個數超過初始化指定大小會怎樣？

userChan := make(chan interface{})
userChan <- "nick"
// 錯誤！fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
// 開啓race會一直阻塞

開啓一個goroutine來放入初始化未指定大小的chan不會報錯。

即放即走，在等放入時有來拿數據的，就直接拿走。

userChan := make(chan interface{})
go func() {
    userChan <- "nick"
}()
name := <- userChan

userChan := make(chan interface{})
go func() {
    for {
        userChan <- "nick"
    }
}()
for {
    name := <- userChan
    fmt.Println(name)
    time.Sleep(time.Millisecond)
}

 

chan關閉與不關閉

關閉chan後再放入數據會 panic: send on closed channel。

chan不關閉取超數據的狀況會報 deadlock

func main() {
    intChan := make(chan int, 10)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        intChan <- i
    }
    for {
        //十次後 fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
        i := <- intChan
        fmt.Println(i)
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

chan關閉的狀況取超出值爲類型默認值，如int爲0

func main() {
    intChan := make(chan int, 10)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        intChan <- i
    }
    close(intChan)

    for {
        i := <- intChan
        //十次後i值都爲0，不報錯
        time.Sleep(time.Second)
        fmt.Println(i)
    }
}

判斷chan是否取完

func main() {
    intChan := make(chan int, 10)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        intChan <- i
    }
    close(intChan)

    for {
        i, ok := <- intChan
        if !ok {
            fmt.Println("channel is close.")
            return
        }
        fmt.Println(i)
    }
}

 

channel 栗子

栗子一

func sendData(ch chan<- string) {
    ch <- "go"
    ch <- "java"
    ch <- "c"
    ch <- "c++"
    ch <- "python"
    close(ch)
}

func getData(ch <-chan string, chColse chan bool) {
    for {
        str, ok := <-ch
        if !ok {
            fmt.Println("chan is close.")
            break
        }
        fmt.Println(str)
    }
    chColse <- true
}

func main() {
    ch := make(chan string, 10)
    chColse := make(chan bool, 1)
    go sendData(ch)
    go getData(ch, chColse)
    <-chColse
    close(chColse)
}

 

栗子二：interface類型chan，取出後轉化爲對應類型。

type user struct {
    Name string
}

func main() {
    userChan := make(chan interface{}, 1)

    u := user{Name: "nick"}
    userChan <- &u
    close(userChan)

    var u1 interface{}
    u1 = <-userChan

    var u2 *user
    u2, ok := u1.(*user)
    if !ok {
        fmt.Println("cant not convert.")
        return
    }
    fmt.Println(u2)
}

 

channel 超時處理

利用select來處理chan超時。

for {
    select {
    case v := <-chan1:
        fmt.Println(v)
    case v := <-chan2:
        fmt.Println(v)
    default:
        time.Sleep(time.Second)
        fmt.Println("timeout...")
    }
}

time.After()定時器來作處理。

在time.After()計時器觸發以前，底層計時器不會被垃圾收集器回收。

select {
case m := <-c:
    handle(m)
case <-time.After(5 * time.Minute):
    fmt.Println("timed out")
}

 定時器栗子

 

Goroutine+Channel 栗子

栗子一

多個goroutine處理任務；

等待一組channel的返回結果。

func calc(taskChan, resChan chan int, exitChan chan bool) {
    defer func() {
        err := recover()
        if err != nil {
            fmt.Println("error...")
            return 
        }
    }()
    
    for v := range taskChan {
        // 任務處理邏輯
        flag := true
        for i := 2; i < v; i++ {
            if v%i == 0 {
                flag = false
                break
            }
        }
        if flag {
            //結果進chan
            resChan <- v
        }
    }
    //處理完進退出chan
    exitChan <- true
}

func main() {
    //任務chan
    intChan := make(chan int, 1000)
    //結果chan
    resChan := make(chan int, 1000)
    //退出chan
    exitChan := make(chan bool, 8)

    go func() {
        for i := 0; i < 1000; i++ {
            intChan <- i
        }
        close(intChan)
    }()

    //啓動8個goroutine作任務
    for i := 0; i < 8; i++ {
        go calc(intChan, resChan, exitChan)
    }

    go func() {
        //等全部goroutine結束
        for i := 0; i < 8; i++ {
            <-exitChan
        }
        close(resChan)
        close(exitChan)
    }()

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

 

栗子二

等待一組channel的返回結果 sync.WaitGroup 的解決方法。

WaitGroup用於等待一組線程的結束。父線程調用Add方法來設定應等待的線程的數量。每一個被等待的線程在結束時應調用Done方法。同時，主線程裏能夠調用Wait方法阻塞至全部線程結束。

func merge(cs <-chan int) <-chan int {
    var wg sync.WaitGroup
    out := make(chan int)

    output := func(c <-chan int) {
        for n := range c {
            out <- n
        }
        wg.Done()
    }
    wg.Add(len(cs))

    for _, c := range cs {
        go output(c)
    }

    go func() {
        wg.Wait()
        close(out)
    }()
    return out
}