GO语言并发编程入门:Goroutine、Channel、Context、并发安全、GMP调度模型
GO语言并发编程入门:Goroutine、Channel、Context、并发安全、GMP调度模型
1.GO并发介绍
并发:多线程程序在一个核的cpu上运行。 并行:多线程程序在多个核的cpu上运行。 由上可知并发不是并行,并行是直接利用多核实现多线程的运行,并发则主要由切换时间片来实现”同时”运行,go可以设置使用核数,以发挥多核计算机的能力。
Go语言之所以被称为现代化的编程语言,就是因为它在语言层面已经内置了调度和上下文切换的机制。Go语言的并发编程特点主要体现在Goroutine协程和Channel通道的使用上。
- Goroutine协程:Goroutine是Go语言中的并发执行单位。它是一种轻量级的协程,由负责整个Go程序的执行的底层系统组件Go运行时(Go runtime)调度和管理。在调用函数的时候在前面加上go关键字,就可以为一个函数创建一个goroutine。与传统的线程、协程相比,Goroutine的创建和销毁代价非常小,可以高效地创建大量的Goroutine,Goroutine 奉行通过通信来共享内存,而不是共享内存来通信。Goroutine4~5KB的栈内存占用和由于实现机制而大幅减少的创建和销毁开销是go高并发的根本原因。
- Channel通道:通道是Goroutine之间进行安全通信和数据共享的机制。它提供了同步和互斥的功能,确保数据的有序传输和访问。通过通道,不同的Goroutine可以安全地进行数据交换和共享状态。
Goroutine是一种特殊的协程,这是因为普通的协程和操作系统线程是多对一的关系,而在Go语言中,Goroutine和操作系统线程是多对多的关系。具体来说:
- 一个操作系统线程(OS Thread)可以对应多个Goroutine。
- Go程序可以同时使用多个操作系统线程,这使得Go语言能够充分利用多核处理器的计算能力。
- Go运行时调度器(Go Scheduler)负责将多个Goroutine调度到少量的操作系统线程上执行,并处理它们之间的通信。
2.GO并发编程
2.1 父子协程
在Go语言中,可以通过创建协程(Goroutine)来实现并发执行的任务。当父协程创建一个子协程时,父协程和子协程是相互独立的并发执行单元。父协程可以继续执行其他操作,而不需要等待子协程完成。子协程会在创建后立即开始执行,与父协程并发执行。父协程和子协程之间不存在直接的调用关系,它们是相互独立的执行流程。父协程的结束不会影响子协程的执行。即使父协程结束,子协程仍然可以继续执行,直到完成或被终止。父协程和子协程之间是独立的执行上下文,彼此之间的运行状态不会相互影响。 然而,需要注意的是,如果主协程(即main函数所在的协程)结束了,整个程序会终止,所有的协程也会被强制结束。这意味着如果主协程提前结束,尚未完成的子协程也会被中止。因此,在使用协程进行并发编程时,我们需要确保主协程不会过早地结束,以确保子协程能够完成任务,可以考虑采用以下方法:
- 使用time.Sleep使协程睡眠确保并发子协程完成
- 使用sync.WaitGroup等待组确保并发子协程完成
2.1.1 使用time.Sleep使协程睡眠确保并发子协程完成
time包提供了时间相关的功能,其中最常用的是time.Sleep函数,它可以让当前的Goroutine休眠一段时间。通过结合Goroutine和time.Sleep,我们可以实现协程的并发执行。
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func
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