Golang教程：goroutine協程

在上一篇中，我們討論了並發，以及並發和並行的區別。在這篇教程中我們將討論在Go中如何通過Go協程實現並發。

什麼是協程

Go協程（Goroutine）是與其他函數或方法同時啟動並執行函數或方法。可以認為Go協程是輕量級的線程。與建立線程相比，建立Go協程的成本很小。因此在Go中同時運行上千個協程是很常見的。

Go協程對比線程的優點

• 與線程相比，Go協程的開銷非常小。Go協程的堆棧大小隻有幾kb，它可以根據應用程式的需要而增長和縮小，而線程必須指定堆棧的大小，並且堆棧的大小是固定的。
• Go協程被多工到較少的OS線程。在一個程式中數千個Go協程可能只運行在一個線程中。如果該線程中的任何一個Go協程阻塞（比如等待使用者輸入），那麼Go會建立一個新的OS線程並將其餘的Go協程移動到這個新的OS線程。所有這些操作都是 runtime 來完成的，而我們程式員不必關心這些複雜的細節，只需要利用 Go 提供的簡潔的 API 來處理並發就可以了。
• Go 協程之間通過通道（channel）進行通訊。通道可以防止多個協程訪問共用記憶體時發生竟險（race condition）。通道可以想象成多個協程之間通訊的管道。我們將在下一篇教程中介紹通道。

如何建立一個協程？

在函數或方法調用之前加上關鍵字 go，這樣便開啟了一個並發的Go協程。

讓我們建立一個協程：

package mainimport (      "fmt")func hello() {      fmt.Println("Hello world goroutine")}func main() {      go hello()    fmt.Println("main function")}

第11行，go hello() 開啟了一個新的協程。現在 hello() 函數將和 main() 函數一起運行。main 函數在單獨的協程中運行，這個協程稱為主協程。

運行這個程式，你將得到一個驚喜。

程式僅輸出了一行文本： main function。我們建立的協程發生了什嗎？我們需要瞭解Go協程的兩個屬性，以瞭解為什麼發生這種情況。

• 當建立一個Go協程時，建立這個Go協程的語句立即返回。與函數不同，程式流程不會等待Go協程結束再繼續執行。程式流程在開啟Go協程後立即返回並開始執行下一行代碼，忽略Go協程的任何傳回值。
• 在主協程存在時才能運行其他協程，主協程終止則程式終止，其他協程也將終止。

我想你已經知道了為什麼我們的協程為什麼沒有運行。在11行調用 go hello()後，程式的流程直接調轉到下一條語句執行，並沒有等待 hello 協程退出，然後列印 main function。接著主協程結束運行，不會再執行任何代碼，因此 hello 協程沒有得到啟動並執行機會。

讓我們修複這個問題：

package mainimport (      "fmt"    "time")func hello() {      fmt.Println("Hello world goroutine")}func main() {      go hello()    time.Sleep(1 * time.Second)    fmt.Println("main function")}

上面的程式中，第13行，我們調用 time 包的 Sleep 函數來使調用該函數所在的協程休眠。在這裡是讓主協程休眠1秒鐘。現在調用 go hello() 有了足夠的時間得以在主協程退出之前執行。該程式首先列印 Hello world goroutine，等待1秒鐘之後列印 main function。

在主協程中使用 Sleep 函數等待其他協程結束的方法是不正規的，我們用在這裡只是為了說明Go協程是如何工作的。通道可以用於阻塞主協程，直到其他協程執行完畢。我們將在下一篇教程中討論通道。

開啟多個協程

讓我們寫一個程式開啟多個協程來更好的理解協程：

package mainimport (      "fmt"    "time")func numbers() {      for i := 1; i <= 5; i++ {        time.Sleep(250 * time.Millisecond)        fmt.Printf("%d ", i)    }}func alphabets() {      for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {        time.Sleep(400 * time.Millisecond)        fmt.Printf("%c ", i)    }}func main() {      go numbers()    go alphabets()    time.Sleep(3000 * time.Millisecond)    fmt.Println("main terminated")}

上面的程式在第21和22行開啟了兩個協程。現在這兩個協程同時執行。numbers 協程最初睡眠 250 毫秒，然後列印 1，接著再次睡眠然後列印2，以此類推，直到列印到 5。類似地，alphabets 協程列印從 a 到 e 的字母，每個字母之間相隔 400 毫秒。主協程開啟 numbers 和 alphabets 協程，等待 3000 毫秒，最後終止。

程式的輸出為：

1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated

下面的圖片描述了這個程式是如何工作的

中，藍色的線框表示 numbers 協程，栗色的線框表示 alphabets 協程。綠色的線框表示主協程。黑色的線框合并了上述三個協程，向我們展示了該程式的工作原理。每個框頂部的 0ms，250 ms 的字串表示以毫秒為單位的時間，在每個框底部的 1，2，3 表示輸出。 
藍色的線框告訴我們在 250ms 的時候列印了1，在 500ms 的時候列印了2，以此類推。因此最後一個線框底部的輸出：1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated 也是整個程式的輸出。上面的映像是很好理解的，您將能夠瞭解該程式的工作原理。

 

 

 

本文轉自：https://blog.csdn.net/u011304970/article/details/75096323?locationNum=3&fps=1