Go语言实战-第六章 并发

通常程序以独立方式编写，简单易维护，但一些时候处于性能考量就需要并发，go语言的并发是基于csp模型的，通信顺序进程（Communicating Sequential Processes，CSP），不像其他语言对数据加锁，而是通过使用通道channel在gorountine中传递信息

并发与并行

并发的概念是离不开程序进程与线程的概念的，通常进程指一个运行的程序，其中包含了线程，启动时的线程是主线程，操作系统会调度线程，1.5前每个可用的物理处理器分配一个逻辑处理器，1.5后整个应用程序则只分配一个逻辑处理器，来调度所有的goroutine

如图，调度器将goroutine排列到队列里，绑定线程，将goroutine依次执行，如果系统调用阻塞的话，就新开线程等待返回，同时继续处理下一个routine，而针对网络io的话，阻塞时routine会与逻辑处理器分离，放到网络轮询器的运行时上，当网络轮询器指示操作就绪时，再回到逻辑处理器执行
逻辑处理器数量没有上限，但线程数默认10000，超过就会崩溃，可以通过调用runtime/debug包的SetMaxThreads方法来更改
并发不同于并行，它不是同时执行多个，而是调配管理多个，在合适的时机处理合适的任务，在有限的硬件资源下，具有更好的表现
如果要实现并行，就要有多个逻辑处理器，调度器会平均分配routine到多个线程，并且要有多个物理处理器，这样才能达到并行的效果

如图是并发与并行的区别

goroutine

// 这个示例程序展示如何创建goroutine
// 以及调度器的行为
package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
	"sync"
)

// main是所有Go程序的入口
func main() {
   
	// 分配一个逻辑处理器给调度器使用
	runtime.GOMAXPROCS(1)

	// wg用来等待程序完成
	// 计数加2，表示要等待两个goroutine
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(2)

	fmt.Println("Start Goroutines")

	// 声明一个匿名函数，并创建一个goroutine
	go func() {
   
		// 在函数退出时调用Done来通知main函数工作已经完成
		defer wg.Done()

		// 显示字母表3次
		for count := 0; count < 3; count++ {
   
			for char := 'a'; char < 'a'+26; char++ {
   
				fmt.Printf("%c ", char)
			}
		}
	}()

	// 声明一个匿名函数，并创建一个goroutine
	go func() {
   
		// 在函数退出时调用Done来通知main函数工作已经完成
		defer wg.Done()

		// 显示字母表3次
		for count := 0; count < 3; count++ {
   
			for char := 'A'; char < 'A'+26; char++ {
   
				fmt.Printf("%c ", char)
			}
		}
	}()

	// 等待goroutine结束
	fmt.Println("Waiting To Finish")
	wg.Wait()

	fmt.Println("\nTerminating Program")
}

这里两个匿名函数分别输出26个小写和大写字母，使用wait等待返回后，逻辑调度器停止，运行结果是

这里由于一个goroutine执行的太快，还没切换到第二个goroutine就已经全部输出完了
其中waitgroup是指两个运行的goroutine，done是通知执行完毕，这样做是防止一个routine执行太久，可以手动停止
如下是一个长时间运行的go示例，可以观察这一现象

// 这个示例程序展示goroutine调度器是如何在单个线程上
// 切分时间片的
package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
	"sync"
)

// wg用来等待程序完成
var wg sync.WaitGroup

// main是所有Go程序的入口
func main() {
   

	// 分配一个逻辑处理器给调度器使用

	runtime.GOMAXPROCS(1)

	// 计数加2，表示要等待两个goroutine
	wg.Add(2)
	// 创建两个goroutine
	fmt.Println("Create Goroutines")
	go printPrime("A")
	go printPrime("B")
	// 等待goroutine结束
	fmt.Println("Waiting To Finish")
	wg.Wait()
	fmt.Println("Terminating Program")
}

// printPrime 显示5000以内的素数值
func printPrime(prefix string) {
   
	// 在函数退出时调用Done来通知main函数工作已经完成
	defer wg.Done()
next:
	for outer := 2; outer < 5000; outer++ {
   
		for inner := 2; inner < outer; inner++ {
   
			if outer%inner == 0 {
   
				continue next
			}
		}
		fmt.Printf("%s:%d\n", prefix, outer)
	}
	fmt.Println("Completed", prefix)
}