go语言--通道
一、两种并发模型
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多线程共享内存，以共享内存的方式来通信。比如java在访问共享数据的时候，通过加锁来实现，java.util.concurrent包。
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CSP（communicating sequential processes）并发模型，以通信的方式来共享内存。Go的CSP并发模型是通过goroutine和channel来实现的。
二、通道
原子函数和互斥函数都能工作，但是依靠它们都不会让编写并发程序变得更简单，更不容易出错，或者更有趣。在Go语言里，你可以使用通道来发送和接收需要共享的资源，在goroutine之间同步。
声明通道时，需要指定将要被共享的数据类型，可以以通过通道共享内置类型、命名类型、结构类型和引用类型的值或者指针。
无缓冲的通道：是指接收前没有能力保存任何值的通道，这种类型的通道要求发送goroutine和接收goroutine都准备好，才能完成发送和接受操作。如果没有同时准备好，回导致先执行发送或接收操作的goroutine阻塞等待。
有缓存的通道：是一种指在被接收前能储存一个或多个值的通道，这种类型的通道并不要求goroutine之间必须同时完成发送和接收。只有在通道中没有接收的值时，接收动作才会阻塞。只有在通道没有可用缓存区容纳被发送的值时，发送动作才会阻塞。
无缓存通道工作流程图：
有缓存通道工作流程图：
三、代码示例
无缓存代码示例1：
package main
import "sync"
// wg1用来等待程序结束
var wg1 sync.WaitGroup
// 无缓冲的通道必须配对操作的goroutine出现，否则会一直阻塞
func main() {
// 计数加1，表示要等待一个goroutine
wg1.Add(1)
// 创建一个无缓冲的通道
c := make(chan string)
// 启动一个goroutine
go func() {
// 延时调用，在函数退出时调用done()来通知main函数工作已完成。
defer wg1.Done()
// 接收消息
value := <-c
println(value)
}()
// 发送消息
c <- "hello"
// 等待完成
wg1.Wait()
}
无缓存通道代码示例2，实现阻塞生产者消费者模式：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
// 生产者通过通道发送数据
func produce(p chan<- int) {
for i := 0; i < 10; i++ {
p <- i
fmt.Println("send:", i)
}
}
// 消费者通过通道接收数据
func consumer(c <-chan int) {
for i := 0; i < 10; i++ {
v := <-c
fmt.Println("receive:", v)
}
}
func main() {
// 无缓存数据
ch := make(chan int)
// 生产者给ch赋值后，阻塞，知道消费者取出
go produce(ch)
// 消费者取出数据后，进行下一次循环，阻塞，知道生产者生产数据
go consumer(ch)
// 优先执行主线程，主线程执行完后，立即退出，没有空余时间执行子线程
time.Sleep(time.Second)
}
有缓存通道代码示例1：
package main
func main() {
// 创建带三个缓冲槽的通道
c := make(chan int, 3)
// 发送两个消息，缓冲槽区未满，不会阻塞
c <- 1
c <- 2
// 接收两个消息，缓冲区尚有数据，不会阻塞
println(<-c)
println(<-c)
}
有缓存通道代码示例2，模拟多人工作：
package main
import (
"sync"
"fmt"
"math/rand"
"time"
)
const (
// 要使用的goroutine的数量
numberGoroutines = 4
// 要处理的工作的数量
taskLoad = 10
)
// wg用来等待程序完成
var wg2 sync.WaitGroup
func main() {
// 创建一个有缓存的通道来管理工作
tasks := make(chan string, taskLoad)
wg2.Add(numberGoroutines)
// 启动goroutine来处理工作
for gr := 1; gr <= numberGoroutines ; gr++ {
go worker(tasks, gr)
}
// 增加一组要完成的工作
for post := 1; post <= taskLoad; post++ {
tasks <- fmt.Sprintf("Task : %d", post)
}
// 当所有工作都处理完时关闭通道，以便所有通道退出
// 当关闭通道后，goroutine依旧可以从通道接收数据，但是不能再发送数据
close(tasks)
// 等待所有工作完成
wg2.Wait()
}
// worker作为goroutine启动来处理，从有缓存的通道传入数据
func worker(tasks chan string, worker int) {
// 通知函数已经返回
defer wg2.Done()
for {
// 等待分配工作
task, ok := <-tasks
if !ok {
// 这意味着通道已经空了，并且已被关闭
fmt.Printf("Worker: %d : shutting down\n", worker)
return
}
// 显示我们开始工作了
fmt.Printf("Worker: %d : Started %s\n", worker, task)
// 随机等一段时间来完成工作
sleep := rand.Int63n(100)
time.Sleep(time.Duration(sleep) * time.Millisecond)
// 显示我们完成工作了
fmt.Printf("Worker: %d : Completed %s\n", worker, task)
}
}
四、通道结合select
1、select详解
select {
case <-chan1:
// 如果从 chan1 通道成功接收数据，则执行该分支代码case
chan2 <- 1:
// 如果成功向 chan2 通道成功发送数据，则执行该分支代码
default:
// 如果上面都没有成功，则进入 default 分支处理流程
}
- 每个case语句都必须是一个面向通道的操作。
- 多个case并行执行，select选择先操作成功返回的那个case执行，同时返回，随机选择一个。
- 都没返回，进入default分支，不会出现阻塞。
- Chan1通过为空或者chan2通道已满，立即进入default分支。
- 没有default分支，则会阻塞直到某个通道操作成功。
借助 select 语句我们可以在一个协程中同时等待多个通道达到就绪状态。
2、代码示例
select简单代码示例:
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
func main() {
// 定义三个chan int类型元素的通道数组
chs := [3]chan int{make(chan int, 1), make(chan int, 1), make(chan int, 1)}
// 随机生成0-2之间的数字
index := rand.Intn(3)
// 向通道发送随机数
chs[index] <- index
// 哪一个通道中有值，那个对应的分支就会被执行
select {
case <-chs[0]:
fmt.Println("第一个条件分支被选中")
case <-chs[1]:
fmt.Println("第二个条件分支被选中")
case <-chs[2]:
fmt.Println("第三个条件分支被选中")
default:
fmt.Println("没有分支被选中")
}
}
使用Select+超时实现无阻塞读写:
package main
import (
"time"
"fmt"
)
// 使用Select+超时实现无阻塞读写
func main() {
c1 := make(chan string, 1)
c2 := make(chan string, 1)
go func() {
time.Sleep(time.Millisecond * 100)
c1 <- "name : james"
}()
go func() {
time.Sleep(time.Millisecond * 100)
c2 <- "age : 34"
}()
for i := 0; i < 3; i++ {
// 给通道创建容忍时间，定时器功能，default立即返回
tm := time.NewTimer(time.Second * 5)
select {
case msg1 := <- c1:
fmt.Println(msg1)
case msg2 := <- c2:
fmt.Println(msg2)
case <-tm.C:
fmt.Println("send data timeout!")
}
}
}
