Go語言探索 - 12（結局）

上一篇文章文章主要學習了Go語言中的介面、反射以及錯誤和異常處理。本篇文章主要學習Go語言的協程，當然也是GO語言基礎的最後一篇。

goroutine：

goroutine是Go並行設計的核心，也是這門語言的精髓體現。goroutine這個關鍵字就是協程，但是它比線程更小。說起線程，大家可能都不陌生。線程，是程式執行的最小單元。一個標準的線程由線程ID，當前指令指標，寄存器集合和堆棧組成。另外，線程是進程中的一個實體，是被系統獨立調度和指派的基本單位，線程自己不擁有系統資源，只擁有一點兒在運行中必不可少的資源，但它可與同屬一個進程的其它線程共用進程所擁有的全部資源。

現在Go語言運用協程這一比線程更小的執行單元，十幾個goroutine可能體現在底層就是五六個線程，Go語言內部幫你實現了這些goroutine之間的記憶體共用。執行goroutine只需極少的棧記憶體(大概是4~5KB)，當然會根據相應的資料伸縮。也正因為如此，可同時運行成千上萬個並發任務。goroutine比thread更易用、更高效、更輕便。

goroutine是通過Go的runtime管理的一個線程管理器。goroutine的作用就是一個普通的函數。以下是協程的寫法以及結果測試：

測試 - 1

測試 - 2

測試 - 3

理論上來說：多個goroutine運行在同一個進程裡面，共用記憶體資料，不過設計上我們要遵循：不要通過共用來通訊，而要通過通訊來共用。goroutine運行在相同的地址空間，因此訪問共用記憶體必須做好同步。那麼goroutine之間如何進行資料的通訊呢，Go提供了一個很好的通訊機制：channel。

channel是Go中的一個核心類型，你可以把它看成一個管道，通過它並發核心單元就可以發送或者接收資料進行通訊。

首先，channel必須先建立再使用,另外它的操作符是箭頭 <-

Channel類型的定義格式（有三種寫法）如下：

ChannelType = ( "chan" | "chan" "<-" | "<-" "chan" ) 資料類型

其中，這裡的 <- 代表的是channel方向。如果沒有指定方向，那麼Channel就是雙向，這樣就意味可以接收資料，也可以發送資料。

（前面說了可以把channel看成一個管道，既然是管道那麼就有流向）。也就是下面三種寫法：

chan T          // 可以接收和發送類型為 T 的資料

chan<- float64  // 只可以用來發送 float64 類型的資料

<-chan int      // 只可以用來接收 int 類型的資料

另外：

<-總是優先和最左邊的類型結合。以下是幾種組合寫法：

chan<- chan int    // 等價 chan<- (chan int)

chan<- <-chan int  // 等價 chan<- (<-chan int)

<-chan <-chan int  // 等價 <-chan (<-chan int)

容量(capacity)：

使用make也可以初始化Channel,並且可以設定channel的容量:

這裡的容量可以這樣理解，就是channel可以儲存多少個元素，指定channel的緩衝大小、另外一個nil channel不會通訊。

寫法：

ch := make(chan type, value)

當 value = 0 時，也就說明channel 是無緩衝阻塞讀寫的；

當 value > 0 時，channel 有緩衝、是非阻塞的，直到寫滿 value 個元素才阻塞寫入。例如：

容量

以上代碼不變，當我們把容量設定為1，就會出現如下問題：

容量不足

Range和Close

range，這個關鍵字可以像操作slice或者map一樣，去操作緩衝類型的channel；

close，這個關鍵字主要是用來關閉channel。關閉channel之後就無法再發送任何資料。

rang

上面的代碼都是只有一個channel的情況，那麼如果存在多個channel的時候，我們該如何操作呢？

Go裡面提供了一個關鍵字select，通過select可以監聽channel上的資料流動。

它類似switch,但是只是用來處理通訊(communication)操作。它的case可以是send語句（發送），也可以是receive語句（接收），亦或者default。

default就是當監聽的channel都沒有準備好的時候，預設執行

select預設是阻塞的，只有當監聽的channel中有發送或接收可以進行時才會運行，當多個channel都準備好的時候，select是隨機的選擇一個執行的。

代碼如下：

func main() {

c := make(chan int)

quit := make(chan int)

go func() {

for i := 0; i < 3; i++ {

fmt.Println("<-c == ",<-c)

}

quit <- 0

}()

testSelect(c, quit)

}

func testSelect(c, quit chan int) {

x, y := 1, 1

for {

select {

case c <- x:

x, y = y, x + y

fmt.Println("x == ",x)

fmt.Println("y+x == ",y+x)

case <- quit:

fmt.Println("quit")

return

}

}

}

逾時處理：timeout

select有很重要的一個應用就是逾時處理。如果select中沒有case需要處理，select語句就會一直阻塞著。

這時候我們可能就需要一個逾時操作，用來處理逾時以避免整個程式進入阻塞。Go語言的逾時處理是使用的timeout關鍵字

以下是複現逾時的例子，我分了兩種情況：

下面是第二種，複現逾時的情景：

複現逾時

下面是收集了一些runtime包中關於處理goroutine的幾個函數：

A: Goexit 這個函數的意思指：退出當前執行的goroutine，但是defer函數還會繼續調用

B: Gosched 這個函數的意思指：讓出當前goroutine的執行許可權，調度器安排其他等待的任務運行，並在下次某個時候從該位置恢複執行。

C: NumCPU 這個函數的意思指：返回 CPU 核心數量

D: NumGoroutine 這個函數的意思指：返回正在執行和排隊的任務總數

E: GOMAXPROCS 這個函數的意思指：用來設定可以並行計算的CPU核心數的最大值，並返回之前的值。

結語：

關於Go語言的基礎內容，基本上就寫完了。也算是這一階段的學習筆記與總結。

GoLang在學習的過程中，個人最深刻的體會就是對記憶體的超嚴格控制管理、文法簡潔精悍、更小更精準的協程執行單元、函數多傳回值等等特點。

雖然網上對這麼語言褒貶不一，但還是希望這門語言可以發展的越來越好。

如果這篇文章對你有協助，希望各位看官留下寶貴的star，謝謝。

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