Lassen Sie uns über einige häufig verwendete Golang-Techniken für die gleichzeitige Programmierung sprechen

Golang ist eine Programmiersprache, die häufig zum Erstellen effizienter, leistungsstarker, paralleler und verteilter Programme verwendet wird. Es bietet den Vorteil einer einfachen, leichten Syntax und ermöglicht gleichzeitig die einfache Verwendung gleichzeitiger Programmierung.

In Golang ist die Verwendung von Goroutinen und Kanälen zur Implementierung gleichzeitiger Programmierung eine beliebte Methode. Goroutine ist ein leichter Thread, der nur für Golang verfügbar ist. Er kann mehrere Aufgaben gleichzeitig in einem einzigen Thread ausführen und ohne Overhead wechseln, wenn die Aufgaben nicht blockiert sind. Channel ist ein Synchronisierungsprimitiv, das die Zusammenarbeit mehrerer Goroutinen ermöglicht, um die Datenübertragung und Synchronisierung zwischen Aufgaben abzuschließen.

Werfen wir einen Blick auf einige häufig verwendete Golang-Parallelitätstechniken:

1. Verwenden Sie Goroutine, um Parallelität zu erreichen.

Goroutine ist in Golang sehr einfach zu verwenden. Sie müssen vor dem Funktionsaufruf nur ein „go“-Schlüsselwort hinzufügen Ändern Sie es in eine Goroutine. Zum Beispiel:

func main() {
    //启动一个新的goroutine
    go func() {
        fmt.Println("Hello World")
    }()

    //在这里继续执行其他任务
    //...
}

Der obige Code gibt „Hello World“ in einem anderen Thread aus und die Hauptfunktion wird gleichzeitig weiterhin ausgeführt. Die Verwendung von Goroutine kann die Parallelität und Reaktionsgeschwindigkeit des Programms erheblich verbessern.

2. Verwenden Sie Kanäle, um eine Datensynchronisierung zu erreichen.

Golangs Kanal ist ein Synchronisierungsprimitiv, das zum Übertragen von Daten und zur Synchronisierung zwischen mehreren Goroutinen verwendet wird. Der Kanal kann die Kommunikation zwischen zwei beliebigen Goroutinen herstellen. Er verfügt über zwei Möglichkeiten, Nachrichten zu senden und zu empfangen: blockierend und nicht blockierend.

Das Folgende ist ein einfaches Beispiel für die Verwendung von Kanälen zum Übertragen von Daten:

func main() {
    //创建一个整数类型的channel
    ch := make(chan int)

    //启动一个goroutine发送数据
    go func() {
        ch <- 123  //发送数据到channel中
    }()

    //接收刚刚发送的数据
    num := <- ch  //从channel中接收数据
    fmt.Println(num)  //输出：123
}

Im obigen Code erstellen wir zunächst einen Kanal vom Typ Integer. Dann wird eine Goroutine gestartet, um Daten an sie zu senden, und dann werden die Daten vom Kanal im Hauptthread empfangen und ausgegeben. Kanäle können zum Übertragen und Synchronisieren von Daten zwischen verschiedenen Goroutinen verwendet werden.

3. Verwenden Sie das Synchronisierungspaket, um eine Synchronisierung zu erreichen.

sync ist eine Sammlung von Synchronisierungsprimitiven in Golang, einschließlich Mutex, RWMutex, Cond, Once, WaitGroup usw. Kann verwendet werden, um eine Synchronisierung auf höherer Ebene und eine Thread-Sicherheitssteuerung zu implementieren.

Mutex ist eine Mutex-Sperre, die zum Schutz gemeinsam genutzter Ressourcen verwendet wird. Verwenden Sie die Funktion Lock(), um den Mutex abzurufen, bevor Sie auf den kritischen Abschnitt zugreifen, und verwenden Sie die Funktion Unlock(), um die Sperre aufzuheben, nachdem der Zugriff abgeschlossen ist.

Das Folgende ist ein Beispiel für einen Thread-sicheren Zähler, der mit Mutex implementiert wurde:

import (
    "fmt"
    "sync"
)

type Counter struct {
    count int
    mu    sync.Mutex
}

func (c *Counter) Increment() {
    //获取互斥锁并增加计数
    c.mu.Lock()
    c.count++
    c.mu.Unlock()
}

func (c *Counter) Count() int {
    //获取互斥锁并返回计数
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    return c.count
}

func main() {
    //创建一个计数器
    c := Counter{}

    //启动多个goroutine增加计数
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go c.Increment()
    }

    //等待所有goroutine执行完成
    time.Sleep(time.Second)

    //输出计数器的值
    fmt.Println(c.Count())
}

Im obigen Code verwenden wir Mutex, um die gemeinsam genutzte Zählerressource zu schützen und ihre Thread-Sicherheit zu gewährleisten, wenn mehrere Goroutinen gleichzeitig ausgeführt werden.

4. Verwenden Sie das Kontextpaket, um die Timeout-Kontrolle zu implementieren.

In Golang ist Kontext ein transitiver Kontext, der zur Steuerung des Verhaltens des Goroutine-Teilbaums verwendet wird (ähnlich wie ThreadLocal in Java).

Das Kontextpaket bietet einige Funktionen wie WithCancel(), WithDeadline(), WithTimeout() usw., die zum Starten der Goroutine-Kontextverwaltung verwendet werden können. Diese Funktionen geben ein neues Kontextobjekt und eine Funktion zurück, die aufgerufen werden kann, um den Kontext als abgebrochen zu markieren, wenn der Kontext abgebrochen werden muss. In Goroutine können Sie den Done()-Kanal von Context verwenden, um das Abbruchsignal zu erhalten.

Das Folgende ist ein Beispiel für eine mithilfe von Kontext implementierte Timeout-Steuerung:

import (
    "fmt"
    "context"
)

func main() {
    //创建一个带超时的上下文
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)

    //执行一个耗时任务
    go func() {
        time.Sleep(time.Second * 2)
        fmt.Println("Goroutine Done")
    }()

    //等待上下文取消信号
    select {
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("Timeout")
    }

    //取消上下文
    cancel()
}

Im obigen Code erstellen wir zunächst einen Kontext mit einem Timeout von 1 Sekunde, starten eine Goroutine, die 2 Sekunden dauert, und warten dann in der Hauptfunktion auf die Done()-Kanal des Kontexts und gibt „Timeout“ aus, sobald ein Abbruchsignal empfangen wird.

5. Verwenden Sie sync/atomic, um atomare Operationen während des Wettbewerbs zu implementieren.

In Golang bietet das sync/atomic-Paket einige atomare Operationsfunktionen, die zum Aktualisieren gemeinsamer Ganzzahl- oder Zeigerwerte während des Wettbewerbs verwendet werden können. Durch die Verwendung atomarer Operationen können Race-Bedingungen vermieden werden, wenn mehrere Goroutinen gleichzeitig ausgeführt werden.

Das Folgende ist ein Beispiel für eine atomare Operation, die mithilfe des Pakets sync/atomic implementiert wurde, um einen hexadezimalen Zähler auszugeben:

import (
    "fmt"
    "sync/atomic"
)

func main() {
    //定义一个uint32的计数器
    var counter uint32

    //启动多个goroutine更新计数器
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go func() {
            //原子地增加计数器
            atomic.AddUint32(&counter, 1)
        }()
    }

    //等待所有goroutine执行完成
    time.Sleep(time.Second)

    //输出计数器的值
    fmt.Printf("0x%x\n", atomic.LoadUint32(&counter))
}

Im obigen Code definieren wir einen Zähler vom Typ uint32 und verwenden die Funktion AddUint32(), um ihn gleichzeitig mit mehreren auszuführen Goroutinen erhöhen die Anzahl bei der Ausführung atomar. Abschließend wird der Hexadezimalwert des Zählers ausgegeben.

Zusammenfassung:

Die gleichzeitige Programmierung in Golang zeichnet sich durch Einfachheit, geringes Gewicht und hohe Leistung aus. Durch die Verwendung von Toolfunktionen wie Goroutine, Kanal und Synchronisierung können Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen Threads sowie Parallelität einfach realisiert werden Die Leistung des Programms und die Reaktionsgeschwindigkeit können verbessert werden. Gleichzeitig muss auf die Verwendung von Synchronisationsmechanismen geachtet werden, um Thread-Sicherheitsprobleme zu vermeiden.

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