go基础第六篇:并发之channel

go不推荐使用共享内存机制,而是推荐使用CSP并发模型机制。

CSP全称是Communicating Sequential Processes,可以翻译成通信顺序进程(Communicating翻译成通信的意思)。简单解释就是,CSP模型由并发执行的实体组成,实体之间通过发送消息进行通信,发送消息时使用的是通道。CSP模型的关键是通道,而不是发送消息的实体。口诀是Do not communicate by sharing memory,instead,share memory by communicating。不要以共享内存的方式来通信,相反,要通过通信来共享内存。

go的CSP并发模型,是通过goroutine和通道channel实现的。goroutine是并发执行的实体,底层使用协程(coroutine)实现并发。coroutine运行在用户态,从而避免了内核态和用户态的切换导致的成本。

channel可分为两种:

一种是非缓冲channel,通道里无法存储数据,如果没有消费者,生产者协程会阻塞,反之,如果没有生产者,消费者协程会阻塞。

另一种是缓冲channel,创建时要指定通道的大小,未达到指定大小时,生产者可以任意往通道中放数据,不会阻塞,直到达到指定大小后,阻塞。当通道中有数据时,消费者可以正常取,当通道中没数据且生产者不再生产时,消费者协程会阻塞。

新建channel也是用make关键字:

新建非缓冲channel,语法是make(chan type)或者make(chan type, 0),如ch := make(chan string),通道想放什么类型的数据都行,如int、string,甚至可以是interface{}。

新建buffered channel,语法是make(chan type, value),value是个大于0的整数,如ch := make(chan string, 10),即只需要在make函数中添加第二个参数,指定channel的大小。

往通道中放数据、从通道中取数据,都要用到一个特殊的操作符<-,小于号后面跟一个中横线,好像一个左箭头,箭头的指向就是数据的流向,往通道中放数据,箭头要指向通道,通道<-,从通道中取数据,箭头要背向通道,<-通道。

func service() string {
    time.Sleep(time.Second * 1)
    return "Done"
}

func otherTask() {
    fmt.Println("working on something else")
    time.Sleep(time.Second * 2)
    fmt.Println("Task is done")
}

func main() {
    start := time.Now()
    fmt.Println(service())
    otherTask()
    fmt.Println("cost", time.Since(start))
}

上例中,service函数需要执行1s,otherTask函数需要执行2s,上面这个程序,会先执行service函数,再执行otherTask函数,总耗时在3s。

现在我们要求总耗时2s,且能够在主协程中获取service函数的返回值。观察otherTask函数和service函数,otherTask函数和service函数的返回值没有关系,所以可以并行执行service函数和otherTask。把service函数另起一个协程执行,那么如何在主协程中获取子协程中的值呢?建个channel就好了,子协程往channel中放,主协程从channel中取。

改造如下:

func service() string {
    time.Sleep(time.Second * 1)
    return "Done"
}

func asyncService(ch chan string) {
    go func() {
        result := service()
        ch <- result
    }()
}

func otherTask() {
    fmt.Println("working on something else")
    time.Sleep(time.Second * 2)
    fmt.Println("Task is done")
}

func main() {
    start := time.Now()
    ch := make(chan string)
    asyncService(ch)
    otherTask()
    result := <-ch
    fmt.Println("result= " + result)
    fmt.Println("cost", time.Since(start))
}

如上,在主协程中创建了一个channel,在子协程中执行service函数,并将返回值放入主协程创建的channel,在主协程中就可以从channel中取数据了。用的channel是一个非缓冲channel,子协程执行完service函数后,把service函数返回值放到channel时会阻塞,因为otherTask函数还没执行完,主协程还不会从channel中取数据,直到otherTask函数执行完,主协程从channel中取数据,子协程才能把service函数返回值放到channel,主协程取出并使用。

我们还可以优化一下,把子协程解放出来,没必要阻塞1s,占用资源。只需改动一点,把ch := make(chan string)改成ch := make(chan string, 1)就可以了。代码省略。

channel关闭 close(ch)。关闭一个已经关闭的channel会panic。

v, ok := <-ch

ok为true时,不确定channel是否已关闭。因为channel关闭后,假如channel还有数据没有取完,取数据时ok依旧为true,且v是有效数据值,只有当有效数据都取完后,再去取,ok才为false,v的值是channel存放的数据类型的零值。

ok为false时,通道肯定已关闭。

向一个已关闭的channel发送消息会panic。

可以用for...range遍历channel,当channel关闭时,for循环自动退出。

没有内置的函数可以判断channel是否已关闭。

向一个nil channel发送数据或者从中取数据,都只会阻塞,不会panic,关闭一个nil channel时会panic。

channel是线程安全的,面对并发问题,应首先想到channel。

posted on 2020-07-27 19:05  koushr  阅读(228)  评论(0编辑  收藏  举报

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