https://blog.csdn.net/u011957758/article/details/81159481

前言

如果說php是最好的語言，那么golang就是最并發(fā)的語言。
支持golang的并發(fā)很重要的一個是goroutine的實現(xiàn)，那么本文將重點圍繞goroutine來做一下相關(guān)的筆記，以便日后快速留戀。

10s后，以下知識點即將靠近：

1.從并發(fā)模型說起
2.goroutine的簡介
3.goroutine的使用姿勢
4.通道(channel)的簡介
5.重要的四種通道使用
6.goroutine死鎖與處理
7.select的簡介
8.select的應(yīng)用場景
9.select死鎖

正文

1.從并發(fā)模型說起

看過很多大神簡介，各種研究高并發(fā)，那么就通俗的說下并發(fā)。
并發(fā)目前來看比較主流的就三種：

1.多線程

每個線程一次處理一個請求，線程越多可并發(fā)處理的請求數(shù)就越多，但是在高并發(fā)下，多線程開銷會比較大。

2.協(xié)程

無需搶占式的調(diào)度，開銷小，可以有效的提高線程的并發(fā)性，從而避免了線程的缺點的部分

3.基于異步回調(diào)的IO模型

說一個熟悉的，比如nginx使用的就是epoll模型，通過事件驅(qū)動的方式與異步IO回調(diào)，使得服務(wù)器持續(xù)運轉(zhuǎn)，來支撐高并發(fā)的請求

為了追求更高效和低開銷的并發(fā)，golang的goroutine來了。

2.goroutine的簡介

定義：在go里面，每一個并發(fā)執(zhí)行的活動成為goroutine。

詳解：goroutine可以認為是輕量級的線程，與創(chuàng)建線程相比，創(chuàng)建成本和開銷都很小，每個goroutine的堆棧只有幾kb，并且堆棧可根據(jù)程序的需要增長和縮小(線程的堆棧需指明和固定)，所以go程序從語言層面支持了高并發(fā)。

程序執(zhí)行的背后：當一個程序啟動的時候，只有一個goroutine來調(diào)用main函數(shù)，稱它為主goroutine，新的goroutine通過go語句進行創(chuàng)建。

3.goroutine的使用姿勢

3.1單個goroutine創(chuàng)建

在函數(shù)或者方法前面加上關(guān)鍵字go，即創(chuàng)建一個并發(fā)運行的新goroutine。

上代碼：

以上執(zhí)行后會輸出：

Hello world goroutine
我后面才輸出來1212

需要注意的是，執(zhí)行速度很快，一定要加sleep，不然你一定可以看到goroutine里頭的輸出。

這也說明了一個關(guān)鍵點：當main函數(shù)返回時，所有的gourutine都是暴力終結(jié)的，然后程序退出。

3.2多個goroutine創(chuàng)建

函數(shù)輸出：

Hello world goroutine
1
2
3
4
5
main function12345671234567

有心的同學(xué)可能會發(fā)現(xiàn)，DelayPrint里頭有sleep，那么會導(dǎo)致第二個goroutine堵塞或者等待嗎？
答案是：no
疑惑：當程序執(zhí)行g(shù)o FUNC()的時候，只是簡單的調(diào)用然后就立即返回了，并不關(guān)心函數(shù)里頭發(fā)生的故事情節(jié)，所以不同的goroutine直接不影響，main會繼續(xù)按順序執(zhí)行語句。

4.通道(channel)的簡介

4.1簡介

如果說goroutine是Go并發(fā)的執(zhí)行體，那么'通道'就是他們之間的連接。
通道可以讓一個goroutine發(fā)送特定的值到另外一個goroutine的通信機制。

4.2聲明&傳值&關(guān)閉

聲明

有沒注意到關(guān)鍵字'阻塞'？，這個其實是默認的channel的接收和發(fā)送，其實也有非阻塞的，請看下文。

5.重要的四種通道使用

1.無緩沖通道

說明：無緩沖通道上的發(fā)送操作將會被阻塞，直到另一個goroutine在對應(yīng)的通道上執(zhí)行接收操作，此時值才傳送完成，兩個goroutine都繼續(xù)執(zhí)行。

上代碼：

package main

import (
'fmt'
'time'
)
var done chan bool
func HelloWorld() {
fmt.Println('Hello world goroutine')
time.Sleep(1*time.Second)
done <- true
}
func main() {
done = make(chan bool)  // 創(chuàng)建一個channel
go HelloWorld()
<-done
}12345678910111213141516171234567891011121314151617

輸出：

由于main不會等goroutine執(zhí)行結(jié)束才返回，前文專門加了sleep輸出為了可以看到goroutine的輸出內(nèi)容，那么在這里由于是阻塞的，所以無需sleep。

（小嘗試：可以將代碼中'done <- true'和'<-done'，去掉再執(zhí)行，看看會發(fā)生啥？）

2.管道

通道可以用來連接goroutine，這樣一個的輸出是另一個輸入。這就叫做管道。

例子：

package main

import (
'fmt'
'time'
)
var echo chan string
var receive chan string

// 定義goroutine 1 
func Echo() {
time.Sleep(1*time.Second)
echo <- '咖啡色的羊駝'
}

// 定義goroutine 2
func Receive() {
temp := <- echo // 阻塞等待echo的通道的返回
receive <- temp
}


func main() {
echo = make(chan string)
receive = make(chan string)

go Echo()
go Receive()

getStr := <-receive   // 接收goroutine 2的返回

fmt.Println(getStr)
}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233123456789101112131415161718192021222324252627282930313233

在這里不一定要去關(guān)閉channel，因為底層的垃圾回收機制會根據(jù)它是否可以訪問來決定是否自動回收它。(這里不是根據(jù)channel是否關(guān)閉來決定的)

3.單向通道類型

當程序則夠復(fù)雜的時候，為了代碼可讀性更高，拆分成一個一個的小函數(shù)是需要的。

此時go提供了單向通道的類型，來實現(xiàn)函數(shù)之間channel的傳遞。

上代碼：

程序輸出：

咖啡色的羊駝11

4.緩沖管道

goroutine的通道默認是是阻塞的，那么有什么辦法可以緩解阻塞？
答案是：加一個緩沖區(qū)。

對于go來說創(chuàng)建一個緩沖通道很簡單：

6.goroutine死鎖與友好退出

6.1goroutine死鎖

來一個死鎖現(xiàn)場一：

package main

func main() {
ch := make(chan int)
<- ch // 阻塞main goroutine, 通道被鎖
}123456123456

輸出：

死鎖現(xiàn)場2：

package main

func main() {
cha, chb := make(chan int), make(chan int)

go func() {
cha <- 1 // cha通道的數(shù)據(jù)沒有被其他goroutine讀取走，堵塞當前goroutine
chb <- 0
}()

<- chb // chb 等待數(shù)據(jù)的寫
}123456789101112123456789101112

為什么會有死鎖的產(chǎn)生？

非緩沖通道上如果發(fā)生了流入無流出，或者流出無流入，就會引起死鎖。
或者這么說：goroutine的非緩沖通道里頭一定要一進一出，成對出現(xiàn)才行。
上面例子屬于：一：流出無流入；二：流入無流出

當然，有一個例外：

執(zhí)行以上代碼將會發(fā)現(xiàn)，竟然沒有報錯。
what？
不是說好的一進一出就死鎖嗎？
仔細研究會發(fā)現(xiàn)，其實根本沒等goroutine執(zhí)行完，main函數(shù)自己先跑完了，所以就沒有數(shù)據(jù)流入主的goroutine，就不會被阻塞和報錯

6.2goroutine的死鎖處理

有兩種辦法可以解決：

1.把沒取走的取走便是

package main

func main() {
cha, chb := make(chan int), make(chan int)

go func() {
cha <- 1 // cha通道的數(shù)據(jù)沒有被其他goroutine讀取走，堵塞當前goroutine
chb <- 0
}()

<- cha // 取走便是
<- chb // chb 等待數(shù)據(jù)的寫
}1234567891011121312345678910111213

2.創(chuàng)建緩沖通道

這樣的話，cha可以緩存一個數(shù)據(jù)，cha就不會掛起當前的goroutine了。除非再放兩個進去，塞滿緩沖通道就會了。

7.select的簡介

定義：在golang里頭select的功能與epoll(nginx)/poll/select的功能類似，都是堅挺IO操作，當IO操作發(fā)生的時候，觸發(fā)相應(yīng)的動作。

select有幾個重要的點要強調(diào)：

1.如果有多個case都可以運行，select會隨機公平地選出一個執(zhí)行，其他不會執(zhí)行
上代碼：

package main

import 'fmt'

func main() {
ch := make (chan int, 1)

ch<-1
select {
case <-ch:
fmt.Println('咖啡色的羊駝')
case <-ch:
fmt.Println('黃色的羊駝')
}
}123456789101112131415123456789101112131415

輸出：

2.case后面必須是channel操作，否則報錯。

上代碼：

package main

import 'fmt'

func main() {
ch := make (chan int, 1)
ch<-1
select {
case <-ch:
fmt.Println('咖啡色的羊駝')
case 2:
fmt.Println('黃色的羊駝')
}
}12345678910111213141234567891011121314

輸出報錯：

3.select中的default子句總是可運行的。所以沒有default的select才會阻塞等待事件
上代碼：

package main

import 'fmt'

func main() {
ch := make (chan int, 1)
// ch<-1   <= 注意這里備注了。
select {
case <-ch:
fmt.Println('咖啡色的羊駝')
default:
fmt.Println('黃色的羊駝')
}
}12345678910111213141234567891011121314

輸出：

4.沒有運行的case，那么江湖阻塞事件發(fā)生報錯(死鎖)

package main

import 'fmt'

func main() {
ch := make (chan int, 1)
// ch<-1   <= 注意這里備注了。
select {
case <-ch:
fmt.Println('咖啡色的羊駝')
}
}123456789101112123456789101112

輸出報錯：

8.select的應(yīng)用場景

1.timeout 機制(超時判斷)

package main

import (
'fmt'
'time'
)

func main() {
timeout := make (chan bool, 1)
go func() {
time.Sleep(1*time.Second) // 休眠1s，如果超過1s還沒I操作則認為超時，通知select已經(jīng)超時啦～
timeout <- true
}()
ch := make (chan int)
select {
case <- ch:
case <- timeout:
fmt.Println('超時啦!')
}
}12345678910111213141516171819201234567891011121314151617181920

以上是入門版，通常代碼中是這么寫的：

2.判斷channel是否阻塞(或者說channel是否已經(jīng)滿了)

package main

import (
'fmt'
)

func main() {
ch := make (chan int, 1)  // 注意這里給的容量是1
ch <- 1
select {
case ch <- 2:
default:
fmt.Println('通道channel已經(jīng)滿啦，塞不下東西了!')
}
}123456789101112131415123456789101112131415

3.退出機制

輸出：

1532390471
1532390472
1532390473
stop
15323904741234512345

這邊要強調(diào)一點：退出循環(huán)一定要用break + 具體的標記，或者goto也可以。否則其實不是真的退出。

輸出:

1532390525
1532390526
1532390527
1532390528
stop1234512345

9.select死鎖

select不注意也會發(fā)生死鎖，前文有提到一個，這里分幾種情況，重點再次強調(diào)：

1.如果沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，select中又存在接收通道數(shù)據(jù)的語句，那么將發(fā)送死鎖

預(yù)防的話加default。

空select，也會引起死鎖

package main

func main() {  
    select {}
}1234512345