Go併發模型：輕鬆入門流水線模型

Go做爲一個實用主義的編程語言，很是注重性能，在語言特性上自然支持併發，Go併發模型有多種模式，經過流水線模型系列文章，你會更好的使用Go的併發特性，提升的程序性能。

這篇文章主要介紹流水線模型的流水線概念，後面文章介紹流水線模型的FAN-IN和FAN-OUT，最後介紹下如何合理的關閉流水線的協程。

Golang的併發核心思路

Golang併發核心思路是關注數據流動。數據流動的過程交給channel，數據處理的每一個環節都交給goroutine，把這些流程畫起來，善始善終造成一條線，那就能構成流水線模型。

但咱們先從簡單的入手。

從一個簡單的流水線入手

流水線並非什麼新奇的概念，它能極大的提升生產效率，在當代社會流水線很是廣泛，咱們用的幾乎任何產品（手機、電腦、汽車、水杯），都是從流水線上生產出來的。以汽車爲例，整個汽車流水線要通過幾百個組裝點，而在某個組裝點只組裝固定的零部件，而後傳遞給下一個組裝點，最終一臺完整的汽車從流水線上生產出來。

Golang的併發模型靈感其實都來自咱們生活，對軟件而言，高的生產效率就是高的性能。

在Golang中，流水線由多個階段組成，每一個階段之間經過channel鏈接，每一個節點能夠由多個同時運行的goroutine組成。

從最簡單的流水線入手。下圖的流水線由3個階段組成，分別是A、B、C，A和B之間是通道aCh，B和C之間是通道bCh，A生成數據傳遞給B，B生成數據傳遞給C。

流水線中，第一個階段的協程是生產者，它們只生產數據。最後一個階段的協程是消費者，它們只消費數據。下圖中A是生成者，C是消費者，而B只是中間過程的處理者。

舉個例子，設計一個程序：計算一個整數切片中元素的平方值並把它打印出來。非併發的方式是使用for遍歷整個切片，而後計算平方，打印結果。

咱們使用流水線模型實現這個簡單的功能，從流水線的角度，能夠分爲3個階段：

1. 遍歷切片，這是生產者。
2. 計算平方值。
3. 打印結果，這是消費者。

下面這段代碼：

• producer()負責生產數據，它會把數據寫入通道，並把它寫數據的通道返回。
• square()負責從某個通道讀數字，而後計算平方，將結果寫入通道，並把它的輸出通道返回。
• main()負責啓動producer和square，而且仍是消費者，讀取suqre的結果，並打印出來。

package main

import (
    "fmt"
)

func producer(nums ...int) <-chan int {
    out := make(chan int)
    go func() {
        defer close(out)
        for _, n := range nums {
            out <- n
        }
    }()
    return out
}

func square(inCh <-chan int) <-chan int {
    out := make(chan int)
    go func() {
        defer close(out)
        for n := range inCh {
            out <- n * n
        }
    }()

    return out
}

func main() {
    in := producer(1, 2, 3, 4)
    ch := square(in)

    // consumer
    for ret := range ch {
        fmt.Printf("%3d", ret)
    }
    fmt.Println()
}

結果：

➜  awesome git:(master) ✗ go run hi.go
  1  4  9 16

這是一種原始的流水線模型，這種原始能讓咱們掌握流水線的思路。

流水線的特色

1. 每一個階段把數據經過channel傳遞給下一個階段。
2. 每一個階段要建立1個goroutine和1個通道，這個goroutine向裏面寫數據，函數要返回這個通道。
3. 有1個函數來組織流水線，咱們例子中是main函數。

若是你沒了解過流水線，建議本身把以上的程序寫一遍，若是遇到問題解決了，那才真正掌握了流水線模型的思路。

下一篇，我將介紹流水線模型的FAN-IN、FAN-OUT，歡迎關注。

完整示例代碼

本文全部代碼都在倉庫，可查看完整示例代碼：https://github.com/Shitaibin/...

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