Golang开发--Goroutine的使用

Go 语言天生支持并发编程，提供了丰富的原语和工具来编写并发程序。Goroutine 是 Go 语言中的轻量级执行单位。它们是由 Go 运行时（runtime）管理的，并且能够在单个线程上运行成千上万个 Goroutine。创建 Goroutine 非常高效，可以通过使用关键字 go 启动一个新的 Goroutine。例如，go myFunction() 将 myFunction 作为一个 Goroutine 启动。

1.并发与并行：
并发是指同时处理多个任务的能力，而并行是指同时执行多个任务的能力。Go 语言通过 Goroutine 实现并发编程，可以轻松地创建和管理大量的 Goroutine。同时，Go 语言的运行时系统会在多个物理线程上调度 Goroutine，实现并行执行，以充分利用多核处理器的性能。

2.Channel：
通道（channel）是 Goroutine 之间进行通信和同步的关键机制。通道提供了安全的数据传输和共享的方式。Goroutine 可以通过通道发送和接收数据，从而实现协调和共享数据。通过使用通道，可以避免显式的锁和条件变量，从而简化并发编程。

3.并发安全：
Go 语言通过设计和约定来鼓励并发安全的编程。其中一个重要原则是不要通过共享内存来通信，而是通过通道来共享数据。通道的发送和接收操作在不同 Goroutine 之间提供了隐式的同步，避免了竞态条件和数据竞争。

4.同步原语：
Go 语言提供了丰富的同步原语来协调 Goroutine 的执行。其中包括互斥锁（Mutex）、读写锁（RWMutex）、条件变量（Cond）等。这些原语可以用于保护共享资源的访问，实现互斥和同步。

5.原子操作：
Go 语言提供了原子操作来执行不可分割的操作，从而避免竞态条件。原子操作可以保证在并发环境中对共享变量的读取和写入是原子性的，不会被中断。这些原子操作可以通过 sync/atomic 包进行使用。

6.Select 语句：
select 是 Go 语言中用于处理多个通道操作的语句。它可以同时监听多个通道的发送和接收操作，当其中任意一个操作准备就绪时，select 语句将执行相应的操作。select` 语句可以用于实现非阻塞的通信、超时控制和多路复用等场景。

7.WaitGroup：
sync.WaitGroup是 Go 语言中的一个同步原语，用于等待一组 Goroutine 完成执行。它可以用于在主程序中等待所有 Goroutine 完成后再继续执行。通过Add、Done和Wait` 方法，可以方便地管理 Goroutine 的并发执行。

通过以上的特性和工具，Go 语言提供了一种简洁而强大的方式来编写并发程序。它使得开发人员能够更轻松地实现并发、并行和多任务处理，从而充分利用多核处理器的性能，并提高程序的响应性和吞吐量。然而，在编写并发程序时，需要小心处理共享资源和同步问题，以确保程序的正确性和稳定性。

启动 Goroutine：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func printNumbers() {
	for i := 1; i <= 5; i++ {
		fmt.Println(i)
		time.Sleep(500 * time.Millisecond)
	}
}

func printLetters() {
	for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
		fmt.Println(string(i))
		time.Sleep(500 * time.Millisecond)
	}
}

func main() {
	go printNumbers()
	go printLetters()

	// 等待一段时间，以便 Goroutine 有足够的时间执行
	time.Sleep(3 * time.Second)

	fmt.Println("主程序结束")
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

在上述示例中，我们定义了两个函数 printNumbers 和 printLetters，它们分别打印数字和字母。通过使用关键字 go，我们在 main 函数中启动了两个 Goroutine 来执行这两个函数。主程序等待一段时间后结束，这给了 Goroutine 充足的时间来执行打印操作。

使用通道进行通信：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {
	for job := range jobs {
		fmt.Printf("Worker %d 开始处理任务 %d\n", id, job)
		time.Sleep(1 * time.Second)
		fmt.Printf("Worker %d 完成任务 %d\n", id, job)
		results <- job * 2
	}
}

func main() {
	jobs := make(chan int, 5)
	results := make(chan int, 5)

	// 启动三个工作协程
	for i := 1; i <= 3; i++ {
		go worker(i, jobs, results)
	}

	// 发送任务到通道
	for i := 1; i <= 5; i++ {
		jobs <- i
	}
	close(jobs)

	// 接收工作协程处理结果
	for i := 1; i <= 5; i++ {
		result := <-results
		fmt.Println("任务结果：", result)
	}
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37

在上述示例中，我们创建了两个通道 jobs 和 results，分别用于发送任务和接收结果。
jobs <-chan int 表示定义了一个名为 jobs 的 channel，该 channel 只能接收 int 类型的数据，并且 jobs 是一个只读的 channel。这意味着 jobs 可以被用于接收 int 类型的数据，但不能用于发送数据。
在 Go 语言中，<- 用于指定 channel 的方向，<-chan 表示只读 channel，chan<- 表示只写 channel，而不加方向表示读写 channel。
我们启动了三个工作协程（Goroutine）来处理任务。主程序将任务发送到 jobs 通道中，工作协程从 jobs 通道接收任务并处理，然后将结果发送到 results 通道中。主程序从 results 通道接收结果并打印。