golang-goruntime與channel:高效的channel

這是一個建立於 的文章，其中的資訊可能已經有所發展或是發生改變。golang有兩個非常大的特性，那就是goruntime與channel，這兩個特性直接將開發人員從並發和線程同步中解放了出來，使高並發和線程同步之間代碼的編寫變得異常簡單，並且佔用資源少，同步傳輸效率高。

        資源佔用方面，goroutine 會從4096位元組的初始棧記憶體佔用開始按需增長或縮減記憶體佔用。同步傳輸效率方面，我曾經在松本行弘的《代碼的未來》一書上看到一個簡潔的例子(書上的代碼中行末帶有分號，目前golang中已經取消了原始碼中行末的分號，由編譯器代為添加,一行程式碼封裝含多個語句則需要分號分隔)。下列代碼在原代碼基礎上做了適當調整。

package mainimport ("fmt""time")func chanFlow(left, right chan int, bufferLen int) {if bufferLen <= 0 {left <- 1 + <-right} else {for i := 0; i < bufferLen; i++ {left <- 1 + <-right}}}func main() {nruntime := 100000lastChan := make(chan int)var left chan int = nilright := lastChanbegin := time.Now()fmt.Println("begin at:", begin)for i := 0; i < nruntime; i++ {left, right = right, make(chan int)go chanFlow(left, right, 0)}right <- 0result := <-lastChanend := time.Now()fmt.Println("end   at:", end, time.Since(begin))fmt.Println(result)}

      程式建立了10w零1個無緩衝channel, 10w個goruntime, 資料在goruntime中從第一個channel流向最後一個channel，每流入一次數值加一。代碼在我的筆記本(2.7 GHz Intel Core i5, 8 GB 1867 MHz DDR3)運行結果如下:
begin at: 2016-08-28 14:42:04.972728029 +0800 CST
end   at: 2016-08-28 14:42:05.454288408 +0800 CST 481.560725ms
耗時不到半秒。

        上面的例子中使用的是無緩衝的channel，把代碼修改為帶1000個單位緩衝的channel再試試看，代碼如下：

func chanFlow(left, right chan int, bufferLen int) {...}func main() {nruntime := 100000chanBuffer := 1000result := make([]int, 0, 100)lastChan := make(chan int, chanBuffer)var left chan int = nilright := lastChanbegin := time.Now()fmt.Println("begin at:", begin)for i := 0; i < nruntime; i++ {left, right = right, make(chan int, chanBuffer)go chanFlow(left, right, chanBuffer)}for i := 0; i < chanBuffer; i++ {right <- 0}for i := 0; i < chanBuffer; i++ {result = append(result, <-lastChan)}end := time.Now()fmt.Println("end   at:", end, time.Since(begin))fmt.Println(result)}

運行結果如下:
begin at: 2016-08-28 14:54:09.352472708 +0800 CST
end   at: 2016-08-28 14:54:14.155240335 +0800 CST 4.802767822s
不到5秒的時間，1000個資料在10w個goruntime中穿過了10w零1個channel。

      而在實際生產中，更多的需要傳遞的資料是字串，那麼現在把代碼再修改一下試試，代碼如下：

package mainimport ("crypto/rand""encoding/base64""fmt""io""time")func chanFlow(left, right chan string, bufferLen int) {if bufferLen <= 0 {left <- <-right} else {for i := 0; i < bufferLen; i++ {left <- <-right}}}func genString() string {b := make([]byte, 32)if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, b); err != nil {return ""} else {return base64.URLEncoding.EncodeToString(b)}}func main() {nruntime := 100000chanBuffer := 1000result := make([]string, 0, 100)lastChan := make(chan string, chanBuffer)dataForChan := make([]string, 0, chanBuffer)for i := 0; i < chanBuffer; i++ {dataForChan = append(dataForChan, genString())}var left chan string = nilright := lastChanbegin := time.Now()fmt.Println("begin at:", begin)for i := 0; i < nruntime; i++ {left, right = right, make(chan string, chanBuffer)go chanFlow(left, right, chanBuffer)}for i := 0; i < chanBuffer; i++ {right <- dataForChan[i]}for i := 0; i < chanBuffer; i++ {result = append(result, <-lastChan)}end := time.Now()fmt.Println("end   at:", end, time.Since(begin))fmt.Println(result)}

運行結果如下:

begin at: 2016-08-28 15:06:25.349599328 +0800 CST
end   at: 2016-08-28 15:06:31.288183546 +0800 CST 5.938584364s
不到6秒的時間，1000個44位元組的隨機字串在10w個goruntime中穿過了10w零1個channel。而1w個44位元組的隨機字串在1w個goruntime中穿過了1w零1個channel耗時約為5秒。

        以上可以看出，golang中資料在goruntime中通過channel同步的效率非常高。