《Go语言编程》-并发编程

浅浅的花香味﹌ 2022-07-16 03:19 342阅读 0赞

整理自《go语言编程》-第四章

## 1、并发基础 ##

**多进程**：多进程是在操作系统层面进行并发的基本模式。同时也是开销最大的模式。在Linux平台上，很过工具链正是采用这种模式在工作。比如某个Web服务器，它会有专门的进程负责网络端口的监听和链接管理，还会有专门的进程负责事务和运算。这种方法的好处在于简单、进程间互不影响，坏处是系统开销大，因为所有的进程都是由内核管理的。  
**多线程**：多线程在大部分操作系统上都属于系统层面的并发模式，也是我们使用最多的最有效的一种模式。目前，我们所见的几乎所有工具链都会使用这种模式。它比多进程的开销小很多，但是其开销依旧比较大，且在高并发模式下，效率会有影响。  
**基于回调的非阻塞/异步IO**：这种架构的诞生实际上来源于月多线程模式的危机。在很多高并发服务器开发实践中，使用多线程模式会很快耗尽服务器的内存和CPU资源。二这种模式通过事件驱动的方式使用异步IO，服务器持续运转，且尽可能少用线程，降低开销，它目前在Node.js中得到了很好的实践，但是使用这种模式，编程比多线程要复杂，因为它把流程做了分割，对于问题的本身反应不够自然。  
**协程**：协程（coroutine）本质上一种用户态线程，不需要操作系统来进行抢占式调度，且在真正的实现中寄存于线程中，因此，系统开销极小，可以有效提高线程的任务并发性，而避免多线程的缺点。使用协程的优点是编程简单，结构清晰；缺点是需要语言的支持，如果不支持，则需要用户在程序中自行实现调度器。

## 2、协程 ##

执行体是个抽象的概念，在操作系统层面有多个概念与之对应，比如操作系统自己掌握的进程（process）、进程内的线程（thread）以及进程内的协程（coroutine，也叫轻量级线程）  
多数语言在语法层面并不直接支持协程，而是通过库的方式支持。  
Go语言在语言级别支持轻量级线程，叫goroutine。

## 3、Goroutine ##

Goroutine是Go语言中的轻量级线程实现，由Go运行时（runtime）管理。  
.go:关键字，函数调用前加go关键字，这次调用就会在一个新的goroutine中并发执行。当被调用的函数返回时，这个goroutine也自动结束。如果不是使用channel接收的话，这个函数的返回值将会被丢弃。

## 4、并发通信 ##

不管是什么平台、什么编程语言并发都是一个大话题。  
在工程上，有两种最常见的并发通信模型：共享数据和消息。  
共享数据：多个并发单元分别保存对同一个数据的引用，实现对该数据的共享。被共享的数据可能有多种形式，比如内存数据块、磁盘文件、网络数据等。在实际工程应用中最常见的就是共享内存。  
Go语言社区：不要通过共享内存来通信，而应该通过通信来共享内存。  
Go语言提供的是另一种通信模型，即以消息机制而非共享内存作为通信方式。

## 5、Channel ##

（1）概念  
Channel 是Go语言在语言级别提供的goroutine间的通信方式。我们可以使用channel在两个或多个goroutine之间传递消息。  
Channel是进程内的通信方式，因此通过channel传递对象的过程和调用函数时参数  
传递的行为比较一致，比如可以传递指针等。  
Channel是类型相关的，一个channel只能传递一种类型的值。

（2）基本语法  
声明形式：  
Var chanName chan ElementType  
例子：var ch chan int  
定义channel：  
Ch := make(chan int)  
向channel中写入数据：  
Ch <- value  
从channel中读取数据：  
Value := <- ch

（3）select  
Go语言直接在语言级别支持select关键字，用于处理异步IO问题。  
Select \{  
Case <- chan1:  
//如果chan1成功读到数据，则进行该case处理语句  
Case chan2 <-1:  
//如果成功向chan2写入数据，则进行该case处理语句  
Default:  
//如果上面的都没有成功，则进入default处理流程  
\}

（4）缓冲机制  
创建一个带缓冲区的channel：  
C := make(chan int, 1024)

（5）超时机制  
在并发编程的通信过程中，最需要处理的就是超时问题，即向channel写入数据时发现channel已满，或者从channel试图读取数据时发现channel为空。如果不正确处理这个问题，可能会导致整个goroutinue锁死。  
Go语言没有提供直接的超时处理机制，但可以利用select机制，可以解决超时问题。![这里写图片描述][20160930172439142]

（6）channel的传递  
注意：在go语言中channel本身也是一个原生类型，与map之类的类型地位一样，因此channel本身在定义后也可以通过channl来传递。

（7）单向channel  
单向channel只能用于发送或者接收数据。  
从设计者的角度，所有的代码都应该遵循“最小权限的原则”  
（8）关闭channel  
使用go语言的内置函数:close(ch)  
在读取时使用多重返回值的方式可以判断： x, ok := <-ch

## 6、让出时间片 ##

每个goroutine中控制何时主动让出时间片给其他goroutine,可以使用runtime包中的Gosched()函数实现。

## 7、同步 ##

Go 语言包中的sync包提供两种锁类型：sync.Mutex 和sync.RWMutex.

## 8、全局唯一性操作 ##

Go语言提供一个Once类型来保证全局唯一性操作。

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