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Goroutine & Channel

并发模型

进程 vs 线程 vs Goroutine

  • 进程,是操作系统分配资源的基本单元。不同的进程之间内存空间资源独占,只能通过信号、管道、文件等方式进行通信。PHP-FPM即采取多进程并发模型,每一个请求过来,都会fork一个独立的进程用于处理该请求。
  • 线程,是操作系统调度的基本单元。同一进程下的不同线程之间共享内存,可能出现资源竞争等问题。Java Servlet即采用多线程并发模型,每一个请求过来,都会创建一个独立的线程用于处理该请求。由于多线程使用共同的内存空间,就需要考虑全局性资源(全局的变量、对象、文件等)的线程安全问题。
  • Goroutine,是一种协程,即用户空间的线程,操作系统不直接调度。相比进程和线程的优势,下文会具体阐述。

Goroutine & Channel

Golang使用CSP模型实现并发,goroutine和channel即分别对应CSP模型中的Process和Channel。不同于多线程并发模型需要在竞态情形(race condition)下,通过复杂的锁机制确保资源正确使用。goroutine之间可以使用channel进行通信。Channel可以看成一个 FIFO 队列,对 FIFO 队列的读写都是原子的操作,不需要加锁。

Goroutine创建

  • 在Golang中,Goroutine是语言级别的支持,只需要通过一个简单的go关键字即可创建Goroutine,十分快捷简单。
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go func() { // 开启Goroutine
fmt.Println("Hello World!")
}()

Channel创建 & 关闭

  • Channel对象必须使用make()函数进行创建。
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channel := make(chan int) // 创建Channel
channel := make(chan int) // 创建Channel
channel := make(chan int) // 创建Channel
buffered_channel := make(chan int, 2) // 创建带有缓冲的Channel
close(channel) // 关闭Channel

Channel发送 & 接收

  • 当”<-“发送运算符在Channel对象右边时,代表发送操作。
  • 当”<-“接收运算符在Channel对象左边时,代表接收操作。可以只接收,不赋值;也可以接收完,再通过”=”赋值运算符赋值给一个变量。
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package main

import (
"fmt"
"time"
)

func main() {
channel := make(chan int) // 创建Channel
go func() { // 开启Goroutine
time.Sleep(1000000000)
channel <- 1 // 向Channel发送数据
}()
result := <-channel // 接收Channel中的数据
fmt.Println(result)
}

select语句

  • select语句由多个带有Channel的发送或接收操作的case组成。
  • 一组select语句执行,只会处理第一个就绪的发送或接收case。
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package main

import (
"fmt"
"time"
)

func main() {
channel1 := make(chan int) // 创建Channel1
channel2 := make(chan int) // 创建Channel2
go func() { // 开启Goroutine1
time.Sleep(1000000000)
channel1 <- 1 // 向Channel1发送数据
}()
go func() { // 开启Goroutine2
time.Sleep(100000000)
channel2 <- 2 // 向Channel2发送数据
}()
select { // 同时等待接收Channel1和Channel2的数据,只要有一个就绪,即完成对应case的处理
case result := <-channel1:
fmt.Println(result)
case result := <-channel2:
fmt.Println(result)
}
}

for … range语句

  • for … range语句可以迭代接收Channel中的数据,直到Channel被关闭。
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package main

import (
"fmt"
"time"
)

func main() {
channel := make(chan int) // 创建Channel
go func() {
for i := 0; i < 10; i++ {
time.Sleep(1000000000)
channel <- i // 不断向Channel发送数据
}
close(channel) // 关闭Channel
}()
for result := range channel { // 迭代Channel中的数据,并打印出来
fmt.Println(result)
}
}

优雅地实现处理超时

  • golang标准库中的time.After()函数的返回值,即是一个channel。
  • 通过和select语句相结合,我们优雅地实现处理超时。
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package main

import (
"fmt"
"time"
)

func main() {
channel := make(chan int) // 创建Channel
go func() { // 开启Goroutine
time.Sleep(1000000000)
channel <- 1 // 向Channel发送数据
}()

select {
case result := <-channel: // 接收Channel中的数据
fmt.Println(result)
case <-time.After(100000000):
fmt.Println("time out")
}
}