Go语言的goroutines、信道

最新推荐文章于 2025-03-28 22:38:03 发布

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Go语言中有个概念叫做goroutine, 这类似我们熟知的线程，但是更轻。

以下的程序，我们串行地去执行两次loop函数:

func loop() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Printf("%d ", i)
    }
}


func main() {
    loop()
    loop()
}

毫无疑问，输出会是这样的:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

下面我们把一个loop放在一个goroutine里跑，我们可以使用关键字go来定义并启动一个goroutine:

func main() {
    go loop() // 启动一个goroutine
    loop()
}

这次的输出变成了:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

可是为什么只输出了一趟呢？明明我们主线跑了一趟，也开了一个goroutine来跑一趟啊。

原来，在goroutine还没来得及跑loop的时候，主函数已经退出了。

main函数退出地太快了，我们要想办法阻止它过早地退出，一个办法是让main等待一下:

func main() {
    go loop()
    loop()
    time.Sleep(time.Second) // 停顿一秒
}

这次确实输出了两趟，目的达到了。

可是采用等待的办法并不好，如果goroutine在结束的时候，告诉下主线说“Hey, 我要跑完了！”就好了，即所谓阻塞主线的办法，回忆下我们Python里面等待所有线程执行完毕的写法:

for thread in threads:
    thread.join()

是的，我们也需要一个类似join的东西来阻塞住主线。那就是信道

信道

信道是什么？简单说，是goroutine之间互相通讯的东西。类似我们Unix上的管道（可以在进程间传递消息），用来goroutine之间发消息和接收消息。其实，就是在做goroutine之间的内存共享。

使用make来建立一个信道:

var channel chan int = make(chan int)
// 或
channel := make(chan int)

那如何向信道存消息和取消息呢？一个例子:

func main() {
    var messages chan string = make(chan string)
    go func(message string) {
        messages <- message // 存消息
    }("Ping!")

    fmt.Println(<-messages) // 取消息
}

默认的，信道的存消息和取消息都是阻塞的 (叫做无缓冲的信道，不过缓冲这个概念稍后了解，先说阻塞的问题)。

也就是说, 无缓冲的信道在取消息和存消息的时候都会挂起当前的goroutine，除非另一端已经准备好。

比如以下的main函数和foo函数:

var ch chan int = make(chan int)

func foo() {
    ch <- 0  // 向ch中加数据，如果没有其他goroutine来取走这个数据，那么挂起foo, 直到main函数把0这个数据拿走
}

func main() {
    go foo()
    <- ch // 从ch取数据，如果ch中还没放数据，那就挂起main线，直到foo函数中放数据为止
}

那既然信道可以阻塞当前的goroutine, 那么回到上一部分「goroutine」所遇到的问题「如何让goroutine告诉主线我执行完毕了」的问题来, 使用一个信道来告诉主线即可:

var complete chan int = make(chan int)

func loop() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Printf("%d ", i)
    }

    complete <- 0 // 执行完毕了，发个消息
}


func main() {
    go loop()
    <- complete // 直到线程跑完, 取到消息. main在此阻塞住
}

如果不用信道来阻塞主线的话，主线就会过早跑完，loop线都没有机会执行、、、

其实，无缓冲的信道永远不会存储数据，只负责数据的流通，为什么这么讲呢？