Go语言当我学了Goroutinue和管道后我发现他们的效率居然是这样

女爷i 2022-11-30 04:21 158阅读 0赞

### Go语言 Goroutinue与管道 ###

*  goroutinue
 *   *  基本介绍
     *   *  进程和线程说明
         *  并发和并行
         *  同步和异步
         *  Go协程和Go主线程
         *  go协程特点
     *  goroutinue基本使用
     *   *  实验代码
         *  效果图
         *  执行流程图
     *  goroutinue的调度模型
     *   *  MPG
         *   *  MPG运行状态1
             *  MPG运行状态2
 *  管道(channel)
 *   *  前言
     *   *  不同协程之间如何通讯
         *  全局变量加锁同步缺陷
     *  管道基本介绍
     *  管道基本使用
     *   *  声明和定义
         *  管道关闭和遍历
         *   *  关闭
             *  遍历
         *  代码
         *  管道注意事项
 *  综合案例

# goroutinue #

## 基本介绍 ##

### 进程和线程说明 ###

1.  进程介绍程序在操作系统中的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的基本单位
2.  线程只是进程的一个执行实例或流程,是程序执行的最小单元
3.  一个进程可以有多个线程,但是一个线程只能对应一个进程
4.  同一个进程中的多个线程可以并发执行
5.  程序:运行起来的应用程序就称为进程，也就是当程序不运行的时候我们称为程序，当程序运行起来他就是一个进程，通俗的理解就是不运行的时候是程序，运行起来就是进程。程序只有一个，但是进程有多个

### 并发和并行 ###

1.  并发:多个任务依次执行，执行过程中多个任务可以替换执行，在某一个时刻是一个任务在执行，但是在某个时间段内是多个任务在执行。
2.  并行:多个任务没有顺序，同时执行，最终的执行结果跟耗时最长的任务有关
3.  串行:多个任务依次执行，上一个任务没有完成时不能执行后续的任务，最明显的同步执行过程

### 同步和异步 ###

1.  同步:描述的就是串行执行过程，多个任务按照顺序依次执行的过程
2.  异步:描述的就是并发和并行的过程，就是多个任务在一个时间段内同时执行，每个任务都不会等待其他任务执行完成后执行

### Go协程和Go主线程 ###

Go主线程:一个Go线程上,可以起多个协程,协程是轻量级的线程

### go协程特点 ###

*  有独立的栈空间
 *  共享程序堆空间
 *  调度由用户控制
 *  协程是轻量级的线程

## goroutinue基本使用 ##

### 实验代码 ###

package main
    
    import (
    	"fmt"
    	"runtime"
    	"strconv"
    	"time"
    )
    
    func main() { 
    	//编写一个函数,每隔1s输出"hello,world"
    	//要求主线程和gorutine同时执行
    	go test()
    	//在主线程中,开启一个goroutine,该协程每隔1s输出"hello,world"
    	for i:=1;i<=10 ; i++ { 
    		fmt.Println("main() hello world", strconv.Itoa(i))
    		time.Sleep(time.Second)
    	}
    	//查询Golang运行的cpu数
    	fmt.Println(runtime.NumCPU()) //4
    	//设置Golang运行的cpu数
    	//runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU()-1) //3
    }
    func test(){ 
    	for i:=1;i<=10 ; i++ { 
    		fmt.Println("test() hello world",strconv.Itoa(i))
    		time.Sleep(time.Second)
    	}
    
    }

### 效果图 ###

![在这里插入图片描述][20200823170612287.png_pic_center]

### 执行流程图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## goroutinue的调度模型 ##

### MPG ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

#### MPG运行状态1 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

#### MPG运行状态2 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

# 管道(channel) #

## 前言 ##

### 不同协程之间如何通讯 ###

*  全局变量加锁同步
 *  channel

使用全局变量加锁同步改进程序

*  因为没有对全局变量加锁,因此会出现资源夺取问题,代码会出现错误,提示concurrent map writes
 *  加入互斥锁

### 全局变量加锁同步缺陷 ###

*  主线程在等待所有goroutine全部完成的时间很难确定
 *  如果主线程休眠时间长了,会加长等待时间,如果等待时间短了,可能还有goroutine处于工作状态,这时也会随着主线程的结束而结束
 *  不利于多个协程对全局变量的读写操作

## 管道基本介绍 ##

*  管道本质介绍一个数据结构-队列
 *  数据是先进先出
 *  线程安全,无需加锁
 *  管道有类型

## 管道基本使用 ##

### 声明和定义 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

### 管道关闭和遍历 ###

#### 关闭 ####

使用内置函数close可以关闭channel,关闭后,就不能写入数据,但可读

#### 遍历 ####

*  在使用for–range遍历时,如果channel没有关闭,则回出现deadlock错误
 *  在使用for–range遍历时,如果channel已经关闭,则会正常遍历数据

### 代码 ###

package main
    
    import "fmt"
    
    func main() { 
    	//定义管道
    	var intChan chan int
    	intChan =make(chan int,3)
    	//写入数据
    	intChan<-10
    	intChan<-20
    	intChan<-30
    	//遍历
    	close(intChan) //关闭管道
    	for value := range intChan { 
    		fmt.Printf("%d\t",value) //10 20 30 
    	}
    
    }

### 管道注意事项 ###

\-\`channel可以声明为只读,或者只写性质  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

*  使用select可以解决从管道取数据的阻塞问题
 *  goroutine中使用recover,解决协程中出现panic,导致程序崩溃问题

# 综合案例 #

![统计1-2000中每个数之和,例如][1-2000]

package main
    
    import "fmt"
    
    
    func main() { 
    	numChan := make(chan int, 2000)
    	resChan := make(chan int, 2000)
    	exitChan := make(chan bool, 8)
    	go putNum(numChan) //存放数据
    	//开启八个协程
    	for i := 0; i < 8; i++ { 
    		go add(numChan, resChan, exitChan)
    	}
    	go func() { 
    		for i:=0;i<8 ;i++  { 
    			<-exitChan
    		}
    		close(resChan)
    	}()
    	for i := 1; i <=2000 ; i++ { 
    		fmt.Printf("resChan[%d]=%d\n", i, <-resChan)
    	}
    
    }
    func putNum(numChan chan int) { 
    	for i := 1; i <= 2000; i++ { 
    		numChan <- i
    	}
    	close(numChan)
    }
    func add(numChan chan int, resChan chan int, exitChan chan bool) { 
    	for { 
    		n,ok := <-numChan
    		if !ok{ 
    			break
    		}
    		res := 0
    		for i := 1; i <= n; i++ { 
    			res += i
    		}
    		resChan <- res
    	}
    	exitChan<-true
    }

![在这里插入图片描述][20200823213814212.png_pic_center]

[20200823170612287.png_pic_center]: /images/20221124/a0503507ae8540159019181653277535.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221124/5264d40ffba54b75a22e5c8d7d24372f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221124/f6fa6bf248b54fb8bacd97bc661211b5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221124/71cf039b3efb455ba0a0ed260541a346.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221124/6957984586c2478591c14ff55c1b37c1.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221124/edf7b786724145cba2019560375cbbbe.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ExMzA5NTI1ODAy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221124/1a366269e05949d89d5264daedb63be4.png
[1-2000]: /images/20221124/4c35fa4848a24389abac6bcdaba215c6.png
[20200823213814212.png_pic_center]: /images/20221124/6e494681761642548c4c739b18510df6.png