golang读书笔记(三)

并发(concurrency)不是并行(parallelism)。并行是让不同的代码片段同时在不同的处理器上执行。并行的关键是同时做很多事情,而并发是同时管理很多事情,这些事情可能只做了一半就被暂停去做别的事情了。在很多情况下,并发的效果要比并行好,因为操作系统和硬件的总资源一半很少,但能支持系统同时做很多事情。——《Go in Action》

参考了

《Go in Action》

理解 Go 语言中的 select 用法

1. WaitGroup

WaitGroup是一个计数信号量,可以用来记录并运行维护运行的goroutine,如果WaitGroup的值大于0,程序就会在调用Wait方法时阻塞。

要减少WaitGroup的值,就需要在执行goroutine后,调用WaitGroup对象的Done方法(最好使用defer来调用)

Add操作,可以给WaitGroup对象增加计数值。

2. runtime

  • runtime.GOMAXPROCS()函数 可以更改调度器可以使用的逻辑处理器的数量
  • runtime.NumCPU()函数可以获得物理处理器的数量
  • Gosched()函数可以使得当前goroutine退出线程,并放回到队列

3. 竞争(race condition)

竞争状态:两个或多个goroutine在没有相互同步的情况下,访问某个共享资源,并试图对这个资源进行同时的读和写操作,就会处于相互竞争的状态。

3.1atomic包

  • AddInt64() 强制同一时刻只能有一个goroutine对变量进行加法操作
  • LoadInt64() 同一时刻只能有一个goroutine对变量进行读取操作
  • StoreInt64 同一时刻只能有一个goutine对变量进行写入操作

3.2互斥锁(mutex)

互斥锁用于在代码上建立一个临界区,保证同一时间只能有一个goroutine来执行这个临界区的代码。

  • Lock()
  • Unlock()

3.3通道

3.3.1 创建通道

// 无缓冲通道
unbuffered := make(chan int)

// 有缓冲通道
buffered := make(chan string, 10)

3.3.2 通道的使用

  • <channel> <- <varable> 向通道发送数据
  • <varable> <- <channel> 从通道接受数据
  • close(chan) 关闭通道,通道关闭后。不能再向通道内发送数据,但是可以从通道读取数据
  • ball, ok := <- court 其中变量ok用来判断通道是否关闭

3.3.2.1 无缓冲的通道(unbuffered channel)

有缓冲的通道要求发送goroutine和接收goroutine同时准备好,才能完成发送和接收操作,如果两个goroutine没有同时准备好,就会导致阻塞等待。

3.3.2.2 有缓冲的通道(buffered channel)

有缓冲的通道是一种在被接手前能存储一个或者多个值的通道。与无缓冲通道不同的是,只有在通道中没有要接受的值时,接受动作才会阻塞;只有在通道没有可用缓冲区的时候,发送动作才会阻塞。因此,无缓冲通道保证进行发送和接收的goroutine会在同一时间进行数据交换;有缓冲的通道则无法保证

3.3.2.3 无缓冲通道与容量为1的有缓冲通道区别

其实两者的区别在两者的定义中已经说得很清楚了,主要就是无缓冲区通道需要接收方和发送方都准备好了,才会进行数据的收发工作,如果两者没有同时准备好,那么就会进行阻塞等待。具体的差异可以看下面两段代码:

package main

import "fmt"

func main(){
    ch := make(chan int)
    ch <- 1
    fmt.Println(<- ch)
}
package main

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int, 1)
    ch <- 1
    fmt.Println(<- ch)
}

当执行第一段代码时,系统会报错

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

而第二段代码就不会出现任何问题。

3.3.3 select语句

3.3.3.1 基本概念

select 是 Go 中的一个控制结构,类似于用于通信的 switch 语句。每个 case 必须是一个通信操作,要么是发送要么是接收。

select 随机执行一个可运行的 case。

如果没有 case 可运行,它将阻塞,直到有 case 可运行。如果一直没有case可运行,就会抛出deadlock错误,因此一般最好有一个default的可选择项(default可以为空),例如

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)

    select {
        case msg1 := <-c1:
            fmt.Println("c1 received: ", msg1)
        case msg2 := <-c2:
            fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    }
}

执行上述代码就会报deadlock错误。要解决这个问题,大致有两种方法:

  • 添加default语句
  • channel中注入数据

3.3.3.2 select的超时

如前所述,如果select中既没有default,又始终没有收到相关的信号,就会进入阻塞。为了更精准的设置阻塞时间,我们可以利用一些小技巧来实现:

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func makeTimeout(ch chan bool, t int) {
    time.Sleep(time.Second * time.Duration(t))
    ch <- true
}

func main() {
    c1 := make(chan string, 1)
    c2 := make(chan string, 1)
    timeout := make(chan bool, 1)

    go makeTimeout(timeout, 2)

    select {
    case msg1 := <-c1:
        fmt.Println("c1 received: ", msg1)
    case msg2 := <-c2:
        fmt.Println("c2 received: ", msg2)
    case <-timeout:
        fmt.Println("Timeout, exit.")
    }
}

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