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木脚绕虐Golang 在设计上另辟蹊径,其并发哲学的核心信条是:“不要通过共享内存来通信,而要通过通信来共享内存。” (Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.) 这一理念源自通信顺序进程(Communicating Sequential Processes, CSP)理论。

共享消息模型

在共享消息模型(Show Message Model)中,线程或进程通过消息的发送与接收来实现通信与协同。这一模型的最大亮点在于,它能有效规避数据竞争及其他并发问题。原因在于,每个线程或进程都拥有独立的内存空间,无需借助锁或其他同步机制。

该模型的另一显著特征是,消息的发送与接收是异步进行的。这意味着,一个线程或进程在发出消息后,无需等待接收方处理,即可继续执行其他任务。这种异步特性极大地提升了并发性能,因为线程或进程不会因等待消息收发而陷入阻塞。

在该模型中,开发者的角色从“卫兵”转变为“流程设计师”或“编舞家”。他的核心任务不再是保护数据,而是设计高效、无误的数据流管道。通过精心编排数据在进程或线程间的流动顺序,隐式地构建了操作间的因果关系。

程序的确定性,并非来自于对资源的加锁,而是源于消息传递所建立的自然时序。这种模型将并发的复杂性从“管理状态”转移到了“编排通信”,使得并发逻辑更清晰,也更易于推理。

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通信顺序进程

通信顺序进程(Communicating Sequential Process,CSP)是 Tony Hoare 在 1978 年提出的一种描述并发系统交互的模式,它正是Golang并发模型的灵感源泉。该模型强调通过通信来协调进程之间的交互,而不是共享数据。

CSP模型,包含进程(Process)?和通道(Channel)?两个概念。

1)进程:进程是并发系统中的基本执行单元。每个进程都有自己的独立执行流,并且通过通信进行交互。

? 2)通道:通道是进程之间进行通信的媒介。它可以看作是一个先进先出的队列,进程可以向通道发送消息或从通道接收消息。

当进程向通道中发送消息,如果通道已满,则发送操作会阻塞,直到通道有足够的空间;当进程从通道中接收消息,如果通道为空,则接收操作会阻塞,直到通道中有消息可用。

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CSP模型的关键特性是,进程的执行不会受到其他进程的直接影响,进程间的交互仅通过通道发送和接收消息来实现。这意味着进程的内部状态对其他进程是不可见的,从而降低了并发编程的复杂性。

Golang通过轻量级的Goroutine和通信机制Channel,实现了CSP模型的核心思想,即通过消息传递而非共享内存实现并发控制。

1)Goroutine:Goroutine 是Golang的轻量级协程。创建一个新的 Goroutine 非常简单,只需在函数调用前加上关键字 go。由于 Goroutine 的创建和切换成本非常低,所以在 Golang中可以创建大量的 Goroutine 来处理并发任务。

// 通过关键字go,创建一个Goroutine并执行异步函数

go func() {

// todo

}()

2)Channel:Channel提供了一种在 Goroutine 之间进行通信的机制。可以从一个Goroutine将数据发送到 Channel,然后另一个 Goroutine 中从 Channel 接收这个数据。

在Golang中,Goroutine代表并发的实体,它们各自独立地执行任务;而Channel则用于在Goroutine之间传递消息,协调它们之间的工作。

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【电动汽车充电站有序充电调度的分散式优化】基于蒙特卡诺和拉格朗日的电动汽车优化调度(分时电价调度)(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了基于蒙特卡洛和拉格朗日方法的电动汽车充电站有序充电调度优化方案,重点在于采用分散式优化策略应对分时电价机制下的充电需求管理。通过构建数学模型,结合不确定性因素如用户充电行为和电网负荷波动,利用蒙特卡洛模拟生成大量场景,并运用拉格朗日松弛法对复杂问题进行分解求解,从而实现全局最优或近似最优的充电调度计划。该方法有效降低了电网峰值负荷压力,提升了充电站运营效率与经济效益,同时兼顾用户充电便利性。 适合人群:具备一定电力系统、优化算法和Matlab编程基础的高校研究生、科研人员及从事智能电网、电动汽车相关领域的工程技术人员。 使用场景及目标:①应用于电动汽车充电站的日常运营管理,优化充电负荷分布;②服务于城市智能交通系统规划,提升电网与交通系统的协同水平;③作为学术研究案例,用于验证分散式优化算法在复杂能源系统中的有效性。 阅读建议:建议读者结合Matlab代码实现部分,深入理解蒙特卡洛模拟与拉格朗日松弛法的具体实施步骤,重点关注场景生成、约束处理与迭代收敛过程,以便在实际项目中灵活应用与改进。
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