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golang中实现并发非常简单,只需在需要并发的函数前面添加关键字"Go",但是如何处理go并发机制中不同goroutine之间的同步与通信,golang 中提供了sync包和channel机制来解决这一问题.
sync 包提供了互斥锁这类的基本的同步原语.除 Once 和 WaitGroup 之外的类型大多用于底层库的例程。更高级的同步操作通过信道与通信进行。
type Cond
func NewCond(l Locker) *Cond
func (c *Cond) Broadcast()
func (c *Cond) Signal()
func (c *Cond) Wait()
type Locker
type Mutex
func (m *Mutex) Lock()
func (m *Mutex) Unlock()
type Once
func (o *Once) Do(f func())
type Pool
func (p *Pool) Get() interface{}
func (p *Pool) Put(x interface{})
type RWMutex
func (rw *RWMutex) Lock()
func (rw *RWMutex) RLock()
func (rw *RWMutex) RLocker() Locker
func (rw *RWMutex) RUnlock()
func (rw *RWMutex) Unlock()
type WaitGroup
func (wg *WaitGroup) Add(delta int)
func (wg *WaitGroup) Done()
func (wg *WaitGroup) Wait()
而golang中的同步是通过sync.WaitGroup来实现的.WaitGroup的功能:它实现了一个类似队列的结构,可以一直向队列中添加任务,当任务完成后便从队列中删除,如果队列中的任务没有完全完成,可以通过Wait()函数来出发阻塞,防止程序继续进行,直到所有的队列任务都完成为止.
WaitGroup总共有三个方法:Add(delta int), Done(), Wait()。Add:添加或者减少等待goroutine的数量Done:相当于Add(-1)Wait:执行阻塞,直到所有的WaitGroup数量变成0
具体例子如下:
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var waitgroup sync.WaitGroup
func Afunction(shownum int) {
fmt.Println(shownum)
waitgroup.Done() //任务完成,将任务队列中的任务数量-1,其实.Done就是.Add(-1)
}
func main() {
for i := 0; i < 10; i++ {
waitgroup.Add(1) //每创建一个goroutine,就把任务队列中任务的数量+1
go Afunction(i)
}
waitgroup.Wait() //.Wait()这里会发生阻塞,直到队列中所有的任务结束就会解除阻塞
}
在线示例:https://www.bytelang.com/o/s/c/6z7UkvezTJg=
使用场景:
程序中需要并发,需要创建多个goroutine,并且一定要等这些并发全部完成后才继续接下来的程序执行.WaitGroup的特点是Wait()可以用来阻塞直到队列中的所有任务都完成时才解除阻塞,而不需要sleep一个固定的时间来等待.但是其缺点是无法指定固定的goroutine数目.
Channel机制:
相对sync.WaitGroup而言,golang中利用channel实习同步则简单的多.channel自身可以实现阻塞,其通过<-进行数据传递,channel是golang中一种内置基本类型,对于channel操作只有4种方式:
创建channel(通过make()函数实现,包括无缓存channel和有缓存channel);
向channel中添加数据(channel<-data);
从channel中读取数据(data<-channel);
关闭channel(通过close()函数实现,关闭之后无法再向channel中存数据,但是可以继续从channel中读取数据)
channel分为有缓冲channel和无缓冲channel,两种channel的创建方法如下:
var ch = make(chan int) //无缓冲channel,等同于make(chan int ,0)
var ch = make(chan int,10) //有缓冲channel,缓冲大小是5
其中无缓冲channel在读和写是都会阻塞,而有缓冲channel在向channel中存入数据没有达到channel缓存总数时,可以一直向里面存,直到缓存已满才阻塞.由于阻塞的存在,所以使用channel时特别注意使用方法,防止死锁的产生.例子如下:
无缓存channel:
package main
import "fmt"
func Afuntion(ch chan int) {
fmt.Println("finish")
<-ch
}
func main() {
ch := make(chan int) //无缓冲的channel
go Afuntion(ch)
ch <- 1
// 输出结果:
// finish
}
在线示例:https://www.bytelang.com/o/s/c/3cxH7Jko7YY=
代码分析:首先创建一个无缓冲channel ch, 然后执行 go Afuntion(ch),此时执行<-ch,则Afuntion这个函数便会阻塞,不再继续往下执行,直到主进程中ch<-1向channel ch 中注入数据才解除Afuntion该协程的阻塞.
更正:
代码分析:对于该段程序(只有单核cpu运行的程序)首先创建一个无缓冲channel ch,然后遇到go Afuntion(ch),查看此时无cpu可以用来运行该任务,则将该任务记下,等到有cpu时再运行该任务,然后执行ch<-1,此时主goroutine阻塞,查找是否有其他协程,查找到有Afuntion(ch)这一goroutine,则执行该goroutine内容,直到<-ch才从主goroutine获取数据1,解除主goroutine阻塞.(注:这种执行方式仅限于单核cpu)
如果指定多个cpu运行,则首先运行主goroutine创建无缓冲的channel,然后查看是否有空闲cpu可以运行另外一个goroutine,如果有,则运行协程Afuntion(ch),对于多核cpu,主goroutine和另外一个goroutine的运行顺序是不确定的.
package main