go并发(二)

上一篇文章里,我们学习了goroutine和channel结合起来实现并发的方式。今天我们来学习另一种并发的方式。goroutine + share variables.

同时,我们还可以来比较一下goroutine和线程的不同。

share variables就是指多个goroutine同时操作的变量。而同时操作就会带来竞态(race condition)问题。

竞态问题

如果你对并发有一点点了解,就可以跳过这一节。

竞态问题就是当两个或多个线程(goroutine)同时操作一个变量,你就无法预测他到底发生了什么

func Deposit(amount int){
  balance = balance + amount
}

func main() {
  for i := 2000; i > 0; i-- {
    go Deposit(10)
  }
  time.Sleep(2*time.Second)
  fmt.Println(balance)
}

上面的代码中,我们假设有一个银行账户,初始时里面没有钱。然后有2000个人一起往里面存钱,每人存10块钱,所以结果应该是20000元。

但是结果却不到20000。原因是

balance = balance + amount

并不是一个原子操作。你可以将其分为三步:读取balance和amount,两数字相加,相加结果写回balance。现在我们假设现在账户内有1000元,两个用户(go routine)完成了第一步,拿到balance为10000,用户a执行加10后写回,账户剩余10010,这时候用户b也写回balance,写回的值依旧是10010,于是,用户a的操作被覆盖了。

解决竞态的方法是加锁

var (
  mu sync.Mutex
  balance int
)

func Deposit(amount int){
  mu.Lock()
  balance = balance + amount
  mu.Unlock()
}

func main() {
  for i := 2000; i > 0; i-- {
    go Deposit(10)
  }
  time.Sleep(2*time.Second)
  fmt.Println(balance)
}

goroutine与线程的不同

第一,线程通常都有一个固定大小的栈内存(2mb),如果你的程序需要同时跑1000个线程,你最好准备好2G以上的内存。另外,如果线程的栈内存比较小,可能会stackoverflow,而如果栈太大,机器可能又跑不了几个线程了。而goroutine的栈内存不是固定的,初始只有2kb,最大可以到1G

我们先看看node的线程,调用不到20000层就溢出了

const test = (a) => {
  if (a == 0){
    return 0
  }
  return test(a-1)
}

test(20000)  //maximum call size exceeded

再来看看goroutine,可以跑到20000000层,多了1000倍不止

func test(a int) int{
  if a == 0{
    return a
  }
  return test(a-1)
}

func main() {
  test(20000000)
}

第二,线程是内核调度的,机器上的定时器每过一个固定时间就会调度一次。内核调度的过程是很慢的,需要把线程当前的状态存进内存,恢复另一个线程的状态,更新调度器状态。而goroutine的调度器是go runtime提供的,所以不需要切换内核的context,所以更轻量。

第三,我们可以通过设置GOMAXPROCS环境变量来控制go程序使用的线程数(默认为cpu核数)

第四,线程往往有一个标识(一个int或者指针),而goroutine没有标识。这也导致golang中没有办法存储和获取指定goroutine的"状态"。官方的解释是"this is by design, since thread-local storage tends to be abused"。换句话说,golang鼓励你写出更纯的代码,函数的返回不应该受到之前状态的影响。

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