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单线程是go语言的特性吗

青灯夜游
青灯夜游 原创
2023-01-06 11:17:19 3161浏览

单线程不是go语言的特性,go语言是多线程的。golang的线程模型是mpg模型,整体上go程与内核线程是多对多对应的,因此go一定是多线程模式的;其中m与内核线程是1比1对应,然后多个g与多个m对应,p指的是上下文资源。

本教程操作环境:windows7系统、GO 1.18版本、Dell G3电脑。

单线程不是go语言的特性,go语言是多线程的。单线程的话还好意思号称多核时代为高并发而生的语言?

Golang 的线程模型是 M P G 模型,整体上 Go 程与内核线程是多对多对应的,因此首先来讲就一定是多线程的。其中 M 与内核线程是1比1对应,然后多个 G 与多个 M 对应,P 指的是上下文资源,不多说。M 的数量(或者说内核线程)什么时候增加呢?就是在当前的 M 数量无法调度得动当前所有 G 的时候就起新的 M 来处理。

Go 并发(多线程)

有人把Go比作21世纪的C语言,第一是因为Go语言设计简单,第二,21世纪最重要的就是并行程序设计,而Go从语言层面就支持了并行。

goroutine

goroutine是Go并行设计的核心。goroutine说到底其实就是线程,但是它比线程更小,十几个goroutine可能体现在底层就是五六个线程,Go语言内部帮你实现了这些goroutine之间的内存共享。执行goroutine只需极少的栈内存(大概是4~5KB),当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此,可同时运行成千上万个并发任务。goroutine比thread更易用、更高效、更轻便。

goroutine是通过Go的runtime管理的一个线程管理器。goroutine通过go关键字实现了,其实就是一个普通的函数。

go hello(a, b, c)

通过关键字go就启动了一个goroutine。我们来看一个例子

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func say(s string) {
    for i := 0; i <p>我们可以看到go关键字很方便的就实现了并发编程。 上面的多个goroutine运行在同一个进程里面,共享内存数据,不过设计上我们要遵循:不要通过共享来通信,而要通过通信来共享。</p><blockquote><p>runtime.Gosched()表示让CPU把时间片让给别人,下次某个时候继续恢复执行该goroutine。</p><p>默认情况下,调度器仅使用单线程,也就是说只实现了并发。想要发挥多核处理器的并行,需要在我们的程序中显式调用 runtime.GOMAXPROCS(n) 告诉调度器同时使用多个线程。GOMAXPROCS 设置了同时运行逻辑代码的系统线程的最大数量,并返回之前的设置。如果n </p></blockquote><p><a href="https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.7.md#channels" rel="external nofollow" target="_blank"></a><strong><span style="font-size: 18px;">channels</span></strong></p><p>goroutine运行在相同的地址空间,因此访问共享内存必须做好同步。那么goroutine之间如何进行数据的通信呢,Go提供了一个很好的通信机制channel。channel可以与Unix shell 中的双向管道做类比:可以通过它发送或者接收值。这些值只能是特定的类型:channel类型。定义一个channel时,也需要定义发送到channel的值的类型。注意,必须使用make 创建channel:</p><pre class="brush:php;toolbar:false">ci := make(chan int)
cs := make(chan string)
cf := make(chan interface{})

channel通过操作符来接收和发送数据

ch <p>我们把这些应用到我们的例子中来:</p><pre class="brush:php;toolbar:false">package main

import "fmt"

func sum(a []int, c chan int) {
    total := 0
    for _, v := range a {
        total += v
    }
    c <p>默认情况下,channel接收和发送数据都是阻塞的,除非另一端已经准备好,这样就使得Goroutines同步变的更加的简单,而不需要显式的lock。所谓阻塞,也就是如果读取(value := </p><p><a href="https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.7.md#buffered-channels" rel="external nofollow" target="_blank"></a><strong><span style="font-size: 18px;">Buffered Channels</span></strong></p><p>上面我们介绍了默认的非缓存类型的channel,不过Go也允许指定channel的缓冲大小,很简单,就是channel可以存储多少元素。ch:= make(chan bool, 4),创建了可以存储4个元素的bool 型channel。在这个channel 中,前4个元素可以无阻塞的写入。当写入第5个元素时,代码将会阻塞,直到其他goroutine从channel 中读取一些元素,腾出空间。</p><pre class="brush:php;toolbar:false">ch := make(chan type, value)

value == 0 ! 无缓冲(阻塞)
value > 0 ! 缓冲(非阻塞,直到value 个元素)

我们看一下下面这个例子,你可以在自己本机测试一下,修改相应的value值

package main

import "fmt"

func main() {
    c := make(chan int, 2)//修改2为1就报错,修改2为3可以正常运行
    c <p><a href="https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.7.md#range%E5%92%8Cclose" rel="external nofollow" target="_blank"></a><strong><span style="font-size: 18px;">Range和Close</span></strong></p><p>上面这个例子中,我们需要读取两次c,这样不是很方便,Go考虑到了这一点,所以也可以通过range,像操作slice或者map一样操作缓存类型的channel,请看下面的例子</p><pre class="brush:php;toolbar:false">package main

import (
    "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
    x, y := 1, 1
    for i := 0; i <p><code>for i := range c</code>能够不断的读取channel里面的数据,直到该channel被显式的关闭。上面代码我们看到可以显式的关闭channel,生产者通过内置函数<code>close</code>关闭channel。关闭channel之后就无法再发送任何数据了,在消费方可以通过语法<code>v, ok := 测试channel是否被关闭。如果ok返回false,那么说明channel已经没有任何数据并且已经被关闭。</code></p><blockquote><p>记住应该在生产者的地方关闭channel,而不是消费的地方去关闭它,这样容易引起panic</p><p>另外记住一点的就是channel不像文件之类的,不需要经常去关闭,只有当你确实没有任何发送数据了,或者你想显式的结束range循环之类的</p></blockquote><p><a href="https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.7.md#select" rel="external nofollow" target="_blank"></a><strong><span style="font-size: 18px;">Select</span></strong></p><p>我们上面介绍的都是只有一个channel的情况,那么如果存在多个channel的时候,我们该如何操作呢,Go里面提供了一个关键字<code>select</code>,通过<code>select</code>可以监听channel上的数据流动。</p><p><code>select</code>默认是阻塞的,只有当监听的channel中有发送或接收可以进行时才会运行,当多个channel都准备好的时候,select是随机的选择一个执行的。</p><pre class="brush:php;toolbar:false">package main

import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {
    x, y := 1, 1
    for {
        select {
        case c <p>在<code>select</code>里面还有default语法,<code>select</code>其实就是类似switch的功能,default就是当监听的channel都没有准备好的时候,默认执行的(select不再阻塞等待channel)。</p><pre class="brush:php;toolbar:false">select {
case i := <p><a href="https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.7.md#%E8%B6%85%E6%97%B6" rel="external nofollow" target="_blank"></a><strong><span style="font-size: 18px;">超时</span></strong></p><p>有时候会出现goroutine阻塞的情况,那么我们如何避免整个程序进入阻塞的情况呢?我们可以利用select来设置超时,通过如下的方式实现:</p><pre class="brush:php;toolbar:false">func main() {
    c := make(chan int)
    o := make(chan bool)
    go func() {
        for {
            select {
                case v := <p><a href="https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.7.md#runtime-goroutine" rel="external nofollow" target="_blank"></a><strong><span style="font-size: 18px;">runtime goroutine</span></strong></p><p>runtime包中有几个处理goroutine的函数:</p>
  • Goexit

    退出当前执行的goroutine,但是defer函数还会继续调用

  • Gosched

    让出当前goroutine的执行权限,调度器安排其他等待的任务运行,并在下次某个时候从该位置恢复执行。

  • NumCPU

    返回 CPU 核数量

  • NumGoroutine

    返回正在执行和排队的任务总数

  • GOMAXPROCS

    用来设置可以并行计算的CPU核数的最大值,并返回之前的值。

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