Golang Concurrent Programming Advanced Tutorial: Erkundung des internen Mechanismus von Goroutinen

Golang Concurrent Programming Advanced Tutorial: Entdecken Sie den internen Mechanismus von Goroutinen

Einführung:
Golang ist eine High-Level-Programmiersprache, die gleichzeitige Programmierung unterstützt. In Golang verwenden wir Goroutinen, um gleichzeitige Operationen zu implementieren. Goroutinen sind leichtgewichtige Threads, die in einem Programm mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen können. In diesem Artikel wird der interne Mechanismus von Goroutinen untersucht und erläutert, wie gleichzeitige Vorgänge implementiert werden.

1. Das Grundprinzip von Goroutinen
Das Grundprinzip von Goroutinen besteht darin, einen Funktionsaufruf in eine unabhängige Ausführungseinheit zu kapseln. Wenn wir eine Funktion mit dem Schlüsselwort go aufrufen, wird eine neue Goroutine erstellt und die Funktion darin ausgeführt. Wenn eine Funktion mit dem Schlüsselwort „go“ aufgerufen wird, kehrt das Programm sofort zurück und führt die nächste Codezeile weiter aus, ohne auf den Abschluss der Funktionsausführung zu warten.

Hier ist ein einfacher Beispielcode:

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func sayHello() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("Hello")
        time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
}

func main() {
    go sayHello()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("World")
        time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
    time.Sleep(time.Second)
}

Im obigen Code definieren wir eine sayHello-Funktion, um die Zeichenfolge „Hello“ zu drucken. In der Hauptfunktion rufen wir die Funktion sayHello mit dem Schlüsselwort go auf, erstellen eine neue Goroutine und führen sie darin aus. Gleichzeitig führt die Hauptfunktion weiterhin nachfolgenden Code aus.

Wenn wir den obigen Code ausführen, können wir sehen, dass „Hello“ und „World“ abwechselnd gedruckt werden, was darauf hinweist, dass die Funktion sayHello und die Hauptfunktion gleichzeitig ausgeführt werden.

2. Goroutines-Scheduler
Goroutines-Scheduler ist Teil des Golang-Laufzeitsystems und für die Verwaltung gleichzeitig ausgeführter Goroutinen verantwortlich. Der Scheduler bestimmt, welche Goroutinen ausgeführt, angehalten und fortgesetzt werden sollen. Der Scheduler weist verschiedenen Goroutinen gemäß einigen Strategien Zeitscheiben zu, um eine gleichzeitige Ausführung zu erreichen.

Der Planer von Golang übernimmt die präventive Planung, das heißt, nachdem eine Goroutine eine gewisse Zeit lang ausgeführt wurde, unterbricht der Planer sie und wechselt zur Ausführung einer anderen Goroutine. Diese Methode kann sicherstellen, dass jede Goroutine eine bestimmte Ausführungszeit erhält, wodurch die Situation vermieden wird, dass eine bestimmte Goroutine die CPU für längere Zeit beansprucht und dazu führt, dass andere Goroutinen nicht ausgeführt werden können.

3. Das Parallelitätsprinzip von Goroutinen
Die Parallelität von Goroutinen wird durch Multithreading erreicht. In einem Golang-Programm erstellt der Scheduler mehrere Betriebssystem-Threads basierend auf der tatsächlichen Situation des Systems, und jeder Thread kann mehrere Goroutinen gleichzeitig ausführen. Wenn eine Goroutine blockiert, pausiert der Planer sie und wechselt zu anderen ausführbaren Goroutinen, um die Ausführung fortzusetzen.

Golangs Scheduler plant zwischen Threads und Goroutinen und stellt so die gleichzeitige Ausführung von Goroutinen sicher. Durch die gleichzeitige Ausführung können Golang-Programme die Rechenleistung von Multi-Core-Prozessoren voll ausnutzen, um die Programmleistung und Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern.

4. Kommunikationsmechanismus von Goroutinen
Um eine gleichzeitige Programmierung zu erreichen, ist nicht nur die Fähigkeit zur gleichzeitigen Ausführung erforderlich, sondern auch die Kommunikation zwischen verschiedenen Goroutinen. Golang bietet einen einfachen Kommunikationsmechanismus – Channel.

Ein Kanal ist ein Objekt, das zum Übertragen von Daten zwischen Goroutinen verwendet wird. Über Kanäle können Goroutinen Daten sicher senden und empfangen und so eine Datensynchronisierung und -freigabe erreichen.

Das Folgende ist ein Beispielcode für die Verwendung von Kanälen für die Datenübertragung:

package main

import (
    "fmt"
)

func sender(ch chan<- int) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)
}

func receiver(ch <-chan int) {
    for val := range ch {
        fmt.Println(val)
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go sender(ch)
    receiver(ch)
}

Im obigen Code definieren wir eine Senderfunktion und eine Empfängerfunktion. Senden Sie über den Kanal ch Daten an ch in der Senderfunktion und empfangen und geben Sie die Daten in der Empfängerfunktion aus.

Wenn wir den obigen Code ausführen, können wir sehen, dass die Senderfunktion der Reihe nach die Zahlen 0 bis 4 an Kanal ch sendet und die Empfängerfunktion Daten von Kanal ch empfängt und diese ausgibt.

Durch die Verwendung von Kanälen können wir die Datenübertragung und Synchronisierung zwischen verschiedenen Goroutinen realisieren und so die Wartbarkeit und Skalierbarkeit des Programms verbessern.

Zusammenfassung:
Dieser Artikel untersucht den internen Mechanismus von Goroutinen und stellt die Grundprinzipien, Planer, Parallelitätsprinzipien und Kommunikationsmechanismen von Goroutinen vor. Mithilfe von Goroutinen und Kanälen können wir problemlos gleichzeitige Programmierung implementieren und die Programmleistung und Reaktionsgeschwindigkeit verbessern. Die Beherrschung des internen Mechanismus von Goroutinen ist von großer Bedeutung für die effektive Nutzung von Golang für die gleichzeitige Programmierung.

(Hinweis: Der obige Beispielcode dient nur zur Veranschaulichung, die tatsächliche Verwendung kann je nach spezifischen Umständen entsprechende Änderungen und Anpassungen erfordern)

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonGolang Concurrent Programming Advanced Tutorial: Erkundung des internen Mechanismus von Goroutinen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!