一、goroutine 基础
定义
- 使用者分配足够多的任务，系统能自动帮助使用者把任务分配到 CPU 上，让这些任务尽量并发运作，此机制在Go中称作 goroutine
- goroutine 是 Go语言中的轻量级线程实现，由 Go 运行时（runtime）管理。Go 程序会智能地将 goroutine 中的任务合理地分配给每个 CPU。
- Go 程序从 main 包的 main() 函数开始，在程序启动时，Go 程序就会为 main() 函数创建一个默认的 goroutine。
语法
// 普通函数创建 goroutine 语法 go 函数名称(参数列表) // 匿名函数创建 goroutine 语法 go func(形参列表) {函数体...}(实参列表) // 使用 go 创建 goroutine 后，函数的返回值会被忽略
普通函数创建 goroutine
package main import ( "fmt" "math/rand" "time" ) func listElem(n int) { for i:=0; i<n; i++ { fmt.Println(i) } } func main() { go listElem(10) // 若 main 函数中仅有这一句代码，控制台将没有任何输出，因为 main 创建协程后立即推出了，还未来得及执行协程 //添加以下代码 var input string fmt.Scanln(&input) // 需要用户输入任意字符 main 才会结束 }
匿名函数创建 goroutine
func main() { go func() { var times int for { times++ fmt.Println("tick", times) time.Sleep(time.Second) } } () }
二、channel
channel 基础
- 一个 channel 是一个通信机制，可让一个 goroutine 通过 channel 给另一个 goroutine 发送消息。
- 每个 channel 都有一个特殊的类型，也就是 goroutine 之间进行通信时能够传递的数据类型；eg：若要通过 channel 发送 int 类型的数据，那么 chan int 即可。
- 通道之间能够共享的数据类型有：内置类型、命名类型、结构类型、引用类型的值、指针。
- 通道遵循 “先进先出” 原则，保证收发数据的顺序，并且在同一时间只能有一个 goroutine 访问通道进行发送消息或者读取消息。
语法
// 声明之后必须配合 make 才能使用 var 通道变量 chan 通道类型 // 声明通道；通道类型，通道内的数据类型 通道实例 = make(chan 数据类型) // 创建通道；数据类型，通道内传输的元素类型 // eg： var ch1 chan string ch1 = make(chan string) ch2 := make(chan int) // 创建整型类型的通道 ch3 := make(chan interface{}) // 创建空接口类型的通道，可存放任意格式 ch4 := make(chan *Equip) // 创建 Equip 指针类型的通道，可存放 *Equip // 关闭通道 close(ch1)
使用通道发送数据
// 通道发送数据的语法： "<-" 操作符 通道变量 <- 值 // 值可以是：变量、常量、表达式、函数返回值、但值的类型必须与通道声明的元素类型一致 // eg ch := make(chan interface{}) // 创建空接口通道 ch <- 0 // 向通道内放入 0 ch <- "Hello World" // 向通道内放入 字符串 // 附：向通道内发送数据时，若没有对应的接收方读取数据，那么发送数据的操作将会一直堵塞。
使用通道接收数据
- 通道数据的收发操作在两个不同的 goroutine 中进行
- 接收方会一直阻塞到发送方发送数据为止，同样的，发送方也会一直阻塞到接收方读取数据为止。
- 通道每次只能接收一个数据元素
// 接收数据同样使用 "<-" 操作符 data := <-ch // 阻塞接收数据 data, ok := <-ch // 非阻塞接收数据，方未接收到数据时，data为通道类型的零值，ok为false；此方式会造成CPU高占用，实现接收超时检测会配合 select 和 计时器channel进行，一般较少使用 <-ch // 接收任意数据，并忽略接收到的数据 // 循环接收 for data := range ch { // do something }
单向通道
var 通道变量 chan<- 通道类型 // 只写 channel var 通道变量 <-chan 通道类型 // 只读 channel var 通道变量 chan 通道类型 // 可读可写 channel // eg var wc chan<- string var rc <-chan string var ch chan string // 关闭 channel close(ch)
无缓冲通道
在接收数据前，没有能力，保存任何值，的通道。它要求 发送通道和接收通道 必须同时准备好，才能完成发送和接收操作；如果有一方通道a没有准备好，那么另一方通道b会阻塞等待着通道a。
package main import ( "fmt" "math/rand" "sync" "time" ) var wg sync.WaitGroup func init() { rand.Seed(time.Now().UnixNano()) } func player(name string, court chan int) { /** 击球比赛 大致流程： 创建一个数据类型是 int的channel 创建两个 goroutine（选手），互相进行击球，由于 player 中第一行代码是在阻塞等待接球（从channel中获取数据），所以在main当中需要发出第一个球 player： 启动两个 goroutine 后，总有一方会抢先从 channel 中取出数据，那么另一方处于阻塞等待的状态。 然后判断 通道channel 是否关闭（若已关闭，ok=false ） 若已经关闭，代表是对方关闭的通道对方输球，则当前选手获胜，退出游戏。 若上一个判断不成立，则接下来选择一个随机数 并 判断是否可以被 22 整除，以此来决定是否丢球（向通道写入数据，让对方获取【接球】） 若无法被整除，当前选手输球，直接关闭通道并退出，此时执行权在另一方选手，从通道取出数据时，发现通道已关闭，那么打印胜利信息。 若可以整除，显现当前的击球数，并将其写入到通道，让对方接球。 以下代表表示主 goroutine 需要等待另两个 goroutine 结束之后才能结束 main wg.Add(2) defer wg.Done() wg.Wait() **/ defer wg.Done() // 函数退出时调用 Done 函数，以此通知 main 函数，当前函数的工作已完成 for { ball, ok := <-court // 等待接球 if !ok { // 若通道关闭，则胜利 fmt.Printf("Player %s Won\n", name) return } // 选择随机数，使用此数判断是否丢球 n := rand.Intn(100) if n % 22 == 0 { fmt.Printf("Player %s Missed\n", name) // 关闭通道，表输球 close(court) return } // 显示击球数，且击球数 +1 fmt.Printf("Player %s Hit %d\n", name, ball) ball++ // 击球给对方 court <- ball } } func main() { // 击球比赛 court := make(chan int) wg.Add(2) // 表：需等待两个 goroutine go player("Juan", court) // 启动两个选手 go player("Xiao", court) court <- 1 // 发球 wg.Wait() // 等待结束 }
跑步接力赛
带缓冲通道 & 关闭通道
在数据被接受前，可以存储一个或多个值的通道，此类型通道不强制要求 两方 goroutine 必须同时完成发送和接收 。阻塞发生的情况：当通道中没有需要接收的值时接受动作会被阻塞；当通道中没有可用的缓冲区来容纳要发送的值时发送动作会被阻塞。
func main() { // 带缓冲通道： 创建语法， 通道实例 := make(chan 通道类型，缓存大小) bufferCh := make(chan int, 3) fmt.Printf("put data before, channel length: %d\n", len(bufferCh)) // 查看放入数据前通道大小 bufferCh <- 1 bufferCh <- 2 bufferCh <- 3 close(bufferCh) // 通道关闭仍然可以从通道中读取数据，但不可发送数据，会引发panic错误，当已关闭的通道中 也没有数据后，不会阻塞获取数据操作，将会返回零值 fmt.Printf("put data after, channel length: %d\n", len(bufferCh)) // 查看放入数据后通道大小 data1 := <-bufferCh fmt.Printf("get first data: %d\n", data1) data2 := <-bufferCh fmt.Printf("get secondly data: %d\n", data2) data3 := <-bufferCh fmt.Printf("get thirth data: %d\n", data3) data4 := <-bufferCh fmt.Printf("get next data, bur no data anymore, it is %d\n", data4) }
区别
- 无缓冲通道保证双方的 goroutine 会在同一时间进行数据的交换（数据交换时，会把两个 goroutine 一起锁住，只有一个goroutine将数据交棒给另一个goroutine之后才会解除堵塞）；
- 带缓冲通道是在无缓冲通道的基础上，为通道增加了一个有限大小的存储空间，带缓冲通道在发送时 不需要等待接收方接收完 才完成发送，也不会发生堵塞，直到存储空间满了才会发生堵塞；同样的，如果通道中已有数据，接收时并不会发生堵塞，直到通道中没有数据了才会发生堵塞。
- 举个栗子：上门取件服务（无缓冲通道） 和 快递柜取件（带缓冲通道）
- 上门取件：发送方（我） & 接收方（快递员），当我把快递准备好之后，打电话给快递员跟他说明地址（让快递员准备好）之后，才能把快递寄出去；如果快递员还没有来到我的地址，我就得阻塞等待；同样，如果我还没准备好快递，快递员就等待我把快递准备好之后，他才能把快递带走。
- 快递柜：发送方（快递员） & 接收方（我），快递到了之后快递员会把快递塞进快递柜里，然后再发一条短信给我让我取快递，但是我不需要立马去取快递，快递员也不需要等我取完快递之后他才能送下一个快递；只有当快递柜满了之后，快递员就不能塞快递了，就会阻塞等待有空位之后才能继续放入快递；而我也只有当快递柜里啥都没有的时候才会等着快递来。
channel 超时机制
// 首先，我们实现并执行一个匿名的超时等待函数 timeout := make(chan bool, 1) go func() { time.Sleep(1e9) // 等待1秒钟 timeout <- true }() // 然后我们把timeout这个channel利用起来 select { case <-ch: // 从ch中读取到数据 case <-timeout: // 一直没有从ch中读取到数据，但从timeout中读取到了数据 }
channel 多路复用
// 一次性接收多个通道的数据，当操作发生时，会执行对应case语句中的响应 select{ case 操作1: 响应操作1 case 操作2: 响应操作2 … default: 没有操作情况 }
| 操 作 | 语句示例 |
|---|---|
| 接收任意数据 | case <- ch; |
| 接收变量 | case d := <- ch; |
| 发送数据 | case ch <- 100; |