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Go语言中的并发goroutine

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一、基本概念

①并发、并行区分

1.概念

2.图解

类似于超市柜台结账,并行是多个柜台结多个队列,在计算机中是多核cpu处理多个go语言开启的线程,并发是一个柜台结账多个队列,在计算机中就是单核cpu处理多个任务,抢夺时间片.

②从用户态线程,内核态线程阐述go与java并发的优劣

1.用户态线程、内核态线程差异

2.java与go并发差异:

java:

go:

②高并发为什么是Go语言强项?

1.历史背景

Go语言产生较晚,在其产生之前就已经有了多核cpu,所以设计者的理念就是将这门新的语言使用到多核cpu上支持更大数量级的并发

2.自身原因

    Go语言多并发底层实现使用的是协程,他占有更少的资源具有更快的执行速度,占用的资源还会根据 任务量进行扩大或者缩小

③Go语言实现高并发底层GMP模型原理解析

1. G:
G是Goroutine的缩写,在这里就是Goroutine的控制结构,是对Goroutine的抽象。其中包括执行的函数指令及参数;G保存的任务对象;线程上下文切换,现场保护和现场恢复需要的寄存器(SP、IP)等信息。在 Go 语言中使用 runtime.g 结构表示。

2. M:

表示操作系统线程也可以称为内核线程,由操作系统调度以及管理,调度器最多可以创建 10000 个线程,在 Go 语言中使用 runtime.m 结构表示。(用户线程与内核线程的映射关系)

3. P:

调度各个goroutine,使他们之间协调运行逻辑处理器,但不代表真正的CPU的数量,真正决定并发程度的是P,初始化的时候一般会去读取GOMAXPROCS对应的值,如果没有显示设置,则会读取默认值,在Go1.5之后GOMAXPROCS被默认设置可用的核数,而之前则默认为1,在 Go 语言中使用 runtime.p 结构表示。

4.指定cpu线程个数

通过runtime.GOMAXPROCS(),可以指定P的个数,如果没有指定则默认跑满整个cpu

二、上代码学会Go语言并发

①.开启一个简单的线程

    开启线程使用go+函数,以下案例要认识到开启多线程使用函数闭包可能会出现的问题

1.使用匿名函数开启线程

//打印1-1000
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go func() {
            fmt.Println(i)
        }()
    }
//这里使用了函数闭包
/*
打印结果
    995
    995
    995
    996
    996
    999
    1000
    1000
*/

2.出问题的原理:

匿名函数进行操作时会将当前环境内的变量进行闭包,由于启动线程需要一定时间在启动线程的时候i进行了改变所以打印的时候会有许多值相同

②.动态的关闭线程

1.为什么需要进行动态的关闭线程?

    在Go语言中如果不进行动态的关闭线程,那么有可能在子线程没有执行结束主线程就结束了,那样的话会有 程序安全隐患,所以主线程不可以直接结束,应作为后盾,直到所有线程都结束了才可以结束。

2.使用waitGroup

 waitGroup有三个方法常用:

defer是在函数主体执行完的时候执行的代码(可理解为延时执行)

代码如下:

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync"
    "time"
)
// 定义一个waitGroup结构体变量
var wg sync.WaitGroup

func f(i int) {
    // 等到函数执行完毕,会将waitGroup内的计数器减一
    defer wg.Done()
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(3)) * time.Second)
    fmt.Println(i)
}
func main() {
    for i := 0; i < 100; i++ {
        // 开启一个线程就使用waitGroup记一次数
        wg.Add(1)
        go f(i)
    }
    // 阻塞等待waitGroup计数器为0
    wg.Wait()
    fmt.Println("hello")
}

总结:
Go语言的高并发奠定了其未来在高级语言中的地位,越来越多的用户加入互联网需要一个支持高并发语言的支持,亿万级电商秒杀,亿万级游戏用户同时在线都离不开这样的语言,所以Go语言一直被游戏后端、web后端项目开发者青睐。

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