GO学习之协程(goroutine)

码农世界 2024-06-20 后端 85 次浏览 0个评论

GO系列

1、GO学习之Hello World

2、GO学习之入门语法

3、GO学习之切片操作

4、GO学习之 Map 操作

5、GO学习之结构体操作

6、GO学习之通道(Channel)

7、GO学习之多线程(goroutine)

8、GO学习之函数(Function)

9、GO学习之接口(Interface)

10、GO学习之网络通信(Net/Http)

11、GO学习之微框架(Gin)

12、GO学习之数据库(mysql)

13、GO学习之数据库(Redis)

14、GO学习之搜索引擎(ElasticSearch)

15、GO学习之消息队列(Kafka)

16、GO学习之远程过程调用(RPC)

17、GO学习之 goroutine的调度原理

18、GO学习之通道(nil Channel妙用)

19、GO学习之同步操作sync包

20、GO学习之互斥锁、读写锁该如何取舍

21、GO学习之条件变量 sync.Cond

22、GO学习之单例模式 sync.Once

23、GO 面试题总结一【面试官这样问】

24、GO 面试题进阶篇【面试官这样问】

文章目录

GO系列
前言
一、并发介绍
- 1.1 进程和线程和协程
- 1.2 并发和并行
- 二、goroutine介绍
- 三、goroutine操作
- - 3.1 超简单的函数调用
  - 3.2 go 关键字调用为啥没执行？
  - 3.3 go 关键字调用成了
  - 3.3 多个 go 一起 go
  - 3.4 main goroutine结束了，其他 goroutine呢？
  - 四、总结
    前言
    
    按照公司目前的任务，go 学习是必经之路了，虽然行业卷，不过技多不压身，依旧努力！！！
    在通道篇中已学习了 goroutine 之间是怎么实现信息互换的，有了这个基础，那现在就来学习一下 Go 自带的天生丽质的 goroutine。
    
    一、并发介绍
    
    1.1 进程和线程和协程
    - 进程（Process）:
      进程是系统级别的，是操作系统中的一个实例。
      每个进程都有自己的内存空间和系统资源，进程之间数据通信和数据交换需要使用进程间通信（IPC）机制。
      进程是操作系统分配资源的最小单位，每个程序都可以由多个进程同时执行，每个进程都在独立的地址空间执行。
      所以进程间是隔离开的，一个进程的崩溃不会影响其他进程。
      进程的切换开销较大，因为需要切换不同的内存空间和资源。
      - 线程（Thread）:
        
        线程是进程的一个执行单元，一个进程有多个线程。
        同一个进程内的多个线程共享相同的内存空间和系统资源，因此线程间通信更加方便。
        线程是操作系统调度的最小单位，同一个进程的多个线程可以在同一地址空间执行。
        多个线程之间共享进程的资源，因此一个线程崩溃可能会导致整个进程的崩溃。
        线程切换开销较小，因为不涉及地址空间和资源的切换。
        
        协程（Coroutine）
        
        协程是一种用户级的轻量线程，它由程序员控制调度，而不是操作系统。
        协程可以看作是一种特殊的线程，但不同于操作系统线程，它是在用户空间进行调度，不需要操作系统上下文进行切换。
        协程之间的切换由程序员自己决定，因此可减少线程切换的开销，提高程序的并发性。
        协程通常需要配合多线程一起使用，一个线程中可以包含多个协程，线程之间也可以创建协程。
        在 Go 语言中，协程（goroutine）的调度是有 Go 运行时（runtime）进行管理的，而不是操作系统调度。这意味着Go 中协程的创建、销毁、切换等操作都是有Go语言运行时库自己管理，而不需要操作系统的线程调度机制。
        
        1.2 并发和并行
        
        多个线程在一个核的CPU上运行，就是并发。
        多个线程在多个CPU上运行，就是并行。
        
        二、goroutine介绍
        
        在 Go 语言中，goroutine 是一种非常轻量的执行单元，有 Go 运行是（runtime）进行调度，不是有固定大小的线程来处理的。与传统线程相比，goroutine的创建和切换开销很小，因此可以创建大量的 goroutine 来并行执行任务，而不会造成太大的系统负担。
        goroutine 更像是一种高效的协程，它在并发编程中提供了轻量且较高的方式来处理并发，而不需要显式地创建和管理线程池。
        在 Go 语言中，用关键词 go 来创建一个 goruntine，例如：go funName()。
        goroutine 通过通信来实现共享内存，不是共享内存来实现通信，这个在 channel 篇中讲到。
        goroutine 的栈在生命周期开始时只有很小的 2KB（经典情况下），当然 goroutine的栈不是固定的，是动态增大或缩小的，所以在 Go 语言中，一次创建 10万的 goroutine 也是可以的。
        三、goroutine操作
        
        3.1 超简单的函数调用
        
        package main import "fmt" func main() { fmt.Println("main函数执行！") run(0) fmt.Println("main函数执行结束！") } func run(i int) { fmt.Printf("当前第 %+v 个线程执行！\n", i) }
        
        执行结果：
        
        PS D:\workspaceGo> go run routineTest.go main函数执行！当前第 0 个线程执行！ main函数执行结束！
        
        从执行结果上看出，显示有main函数执行！，接着是== run() 函数执行，最后是 main函数执行结束！，看来 main函数调用了自定义的 run() ==函数。
        
        3.2 go 关键字调用为啥没执行？
        
        下面这段代码和 3.1 中的代码基本一样，只不过是在 ==run()==函数前加了 go 关键词，单独一个协程来执行 ==run()==函数。
        
        package main import "fmt" func main() { fmt.Println("main函数执行！") go run(0) fmt.Println("main函数执行结束！") } func run(i int) { fmt.Printf("当前第 %+v 个线程执行！\n", i) }
        
        运行结果：
        
        PS D:\workspaceGo> go run routineTest.go main函数执行！ main函数执行结束！
        
        发现 run() 函数没有被调用？这是为什么呢？
        这是因为，在程序启动时，Go 就为 main() 函数创建了一个默认的 goroutine，当 main() 函数执行结束是，所有在 main() 函数中通过 go 启动的 goroutine 就会一同结束。
        
        main() 函数就像权游里面的夜王，夜王活着，其他的小异鬼都欢蹦乱跳精神的很，啥都挡不了，但是一旦夜王挂了，那夜王所转化的那些异鬼们也就嗝屁了。
        
        3.3 go 关键字调用成了
        
        下面的例子用，我们用 time.Sleep(time.Second) 让 main() 函数打个盹，不要执行那么快。
        
        package main import ( "fmt" "time" ) func main() { fmt.Println("main函数执行！") go run(0) fmt.Println("main函数打个盹") time.Sleep(time.Second) fmt.Println("main函数执行结束！") } func run(i int) { fmt.Printf("当前第 %+v 个线程执行！\n", i) }
        
        运行结果：
        
        PS D:\workspaceGo> go run routineTest.go main函数执行！ main函数打个盹当前第 0 个线程执行！ main函数执行结束！
        
        从执行结果中可以看出，run() 函数执行了，不过在 main() 函数打了个盹之后。
        
        3.3 多个 go 一起 go
        
        如果让多个 go 启动多个协程，究竟会如何呢？
        
        下面示例用 sync.WaitGroup 来实现 goroutine的同步。
        
        package main import ( "fmt" "sync" ) var wg sync.WaitGroup func main() { fmt.Println("main函数执行！") for i := 0; i < 10; i++ { // 启动一个 goroutine 就登记 +1 wg.Add(1) go run(i) } wg.Wait() fmt.Println("main函数执行结束！") } func run(i int) { // gotoutine结束就登记 -1 defer wg.Done() fmt.Printf("当前第 %+v 个线程执行！\n", i) }
        
        运行结果：
        
        PS D:\workspaceGo> go run routineTest.go main函数执行！当前第 9 个线程执行！当前第 3 个线程执行！当前第 0 个线程执行！当前第 1 个线程执行！当前第 2 个线程执行！当前第 6 个线程执行！当前第 4 个线程执行！当前第 5 个线程执行！当前第 7 个线程执行！当前第 8 个线程执行！ main函数执行结束！
        
        会发现每次运行，这 10 个 goroutine 执行顺序不一致。这是因为 10 个 goroutine是并发的，而 goroutine 的调度是随机的。
        
        3.4 main goroutine结束了，其他 goroutine呢？
        
        如果主协程退出了，那其他协程还会执行吗？
        
        下面例子中，首先用 go 关键字启动一个匿名函数执行，然后才是 main() 函数执行，循环两次则退出，此时其他的 goroutine 则会随之而消失。
        
        package main import ( "fmt" "time" ) func main() { go func() { i := 0 for { i++ fmt.Printf("custom goroutinr： %+v\n", i) time.Sleep(time.Second) } }() i := 0 for { i++ fmt.Printf(" main goroutine: %+v\n", i) time.Sleep(time.Second) if i == 2 { break } } }
        
        执行结果：
        
        PS D:\workspaceGo> go run routineTest2.go main goroutine: 1 custom goroutinr： 1 custom goroutinr： 2 main goroutine: 2
        
        从执行结果上可以看处，main goroutine 遍历了两次退出时，其他还的 goroutine 也消失了。
        
        四、总结
        
        到这里 goroutine 基本就有了了解了，在工作中运行方能理解的更透彻。
        goroutine 是一种特殊的线程，是由 Go 运行时进行调度管理的，每个 goroutine 只需要最少只需要几KB空间，创建、切换、销毁基本对系统消耗少之又少，goroutine 奉行通信实现内存共享，而不是共享内存实现数据通信，使用 Channel 来实现协程之间的通信。
        goroutine 使用方便，通过一个 go 关键字就可以启动执行一个 goroutine，通过 main() 函数创建的 goroutine 依附于 main goroutine，main()函数结束，其他 goroutine 也会随之而结束，所以在开发中我们还要结束其他手段来高效运用。
        
        现阶段还是对 Go 语言的学习阶段，想必有一些地方考虑的不全面，本文示例全部是亲自手敲代码并且执行通过。
        如有问题，还请指教。
        评论去告诉我哦！！！一起学习一起进步！！！
        
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