Le single threading est-il une fonctionnalité du langage Go ?

Le threading unique n'est pas une fonctionnalité du langage go, le langage go est multithread. Le modèle de thread de Golang est le modèle MPG. Dans l'ensemble, les processus Go et les threads du noyau ont une correspondance plusieurs-à-plusieurs, donc Go doit être en mode multi-thread ; M et les threads du noyau correspondent 1 à 1, et plusieurs G correspondent à plusieurs M ; En conséquence, P fait référence aux ressources contextuelles.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 7, GO version 1.18, ordinateur Dell G3.

Le threading unique n'est pas une fonctionnalité du langage go, le langage go est multithread. S'il est monothread, c'est toujours embarrassant. C'est ce qu'on appelle un langage né pour une concurrence élevée à l'ère du multicœur ?

Le modèle de thread de Golang est le modèle MPG. Dans l'ensemble, les processus Go et les threads du noyau ont une correspondance plusieurs-à-plusieurs, donc tout d'abord ils doivent être multi-thread. Parmi eux, M correspond au thread du noyau 1:1, puis le multiple G correspond au multiple M. P fait référence à la ressource contextuelle, il n'y a pas grand chose à dire. Quand le nombre de M (ou de threads du noyau) augmente-t-il ? Autrement dit, lorsque le nombre actuel de M ne peut pas être programmé pour déplacer tous les G actuels, un nouveau M sera utilisé pour le traiter.

Go Concurrency (Multi-threading)

Certaines personnes comparent Go au langage C au 21ème siècle. La première est que le langage Go est de conception simple. La seconde est que c'est la chose la plus importante au 21ème siècle. est une programmation parallèle, et Go à partir du niveau du langage, le parallélisme est pris en charge.

goroutine

goroutine est au cœur de la conception parallèle de Go. En dernière analyse, la goroutine est en fait un thread, mais elle est plus petite qu'un thread. Une douzaine de goroutines peuvent être reflétées dans cinq ou six threads en bas. Le langage Go vous aide à réaliser le partage de mémoire entre ces goroutines. L'exécution de goroutine nécessite très peu de mémoire de pile (environ 4 à 5 Ko), et bien sûr, elle évoluera en fonction des données correspondantes. De ce fait, des milliers de tâches simultanées peuvent être exécutées simultanément. Goroutine est plus facile à utiliser, plus efficace et plus léger que le fil.

Goroutine est un gestionnaire de threads géré par le runtime de Go. Goroutine est implémenté via le mot-clé go, qui est en fait une fonction ordinaire. 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 < 5; i++ {
        runtime.Gosched()
        fmt.Println(s)
    }
}

func main() {
    go say("world") //开一个新的Goroutines执行
    say("hello") //当前Goroutines执行
}

// 以上程序执行后将输出：
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello

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。

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。

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 < 1，不会改变当前设置。以后Go的新版本中调度得到改进后，这将被移除。

channels

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：

ci := make(chan int)
cs := make(chan string)
cf := make(chan interface{})

channel通过操作符<-

ch <- v    // 发送v到channel ch.
v := <-ch  // 从ch中接收数据，并赋值给v

Démarrez une goroutine via le mot-clé go. Jetons un coup d'œil à un exemple

package main

import "fmt"

func sum(a []int, c chan int) {
    total := 0
    for _, v := range a {
        total += v
    }
    c <- total  // send total to c
}

func main() {
    a := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}

    c := make(chan int)
    go sum(a[:len(a)/2], c)
    go sum(a[len(a)/2:], c)
    x, y := <-c, <-c  // receive from c

    fmt.Println(x, y, x + y)
}

Nous pouvons voir que le mot-clé go peut facilement implémenter la programmation simultanée. Les multiples goroutines ci-dessus s'exécutent dans le même processus et partagent des données en mémoire. Cependant, nous devons suivre la conception : ne pas communiquer par partage, mais partager par communication.

runtime.Gosched() signifie laisser le CPU céder la tranche de temps à d'autres et continuer à reprendre l'exécution de la goroutine à un moment donné la prochaine fois. Par défaut, le planificateur n'utilise qu'un seul thread, ce qui signifie que seule la concurrence est implémentée. Pour profiter du parallélisme des processeurs multicœurs, nous devons appeler explicitement runtime.GOMAXPROCS(n) dans notre programme pour indiquer au planificateur d'utiliser plusieurs threads en même temps. GOMAXPROCS définit le nombre maximum de threads système pouvant exécuter du code logique simultanément et renvoie le paramètre précédent. Si n < 1, le paramètre actuel ne sera pas modifié. Cela sera supprimé lorsque la planification sera améliorée dans les futures versions de Go.

channels

🎜🎜🎜goroutine s'exécute dans le même espace d'adressage, l'accès à la mémoire partagée doit donc être synchronisé. Alors, comment communiquer des données entre les goroutines ? Go fournit un bon canal de mécanisme de communication. Un canal peut être comparé à un canal bidirectionnel dans un shell Unix : vous pouvez envoyer ou recevoir des valeurs via celui-ci. Ces valeurs ne peuvent être que d'un type précis : type de canal. Lorsque vous définissez un canal, vous devez également définir le type de valeur envoyée au canal. Notez que le canal doit être créé en utilisant make : 🎜

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）

🎜Le canal reçoit et envoie des données via l'opérateur <- 🎜

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 <- 1
    c <- 2
    fmt.Println(<-c)
    fmt.Println(<-c)
}
    //修改为1报如下的错误:
    //fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

🎜Nous les appliquons à notre exemple : 🎜

package main

import (
    "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
    x, y := 1, 1
    for i := 0; i < n; i++ {
        c <- x
        x, y = y, x + y
    }
    close(c)
}

func main() {
    c := make(chan int, 10)
    go fibonacci(cap(c), c)
    for i := range c {
        fmt.Println(i)
    }
}

🎜Par défaut, le canal est bloqué lors de la réception et de l'envoi de données, à moins que l'autre extrémité ne soit prête, ce qui facilite la synchronisation des Goroutines sans avoir besoin de verrous explicites. Le soi-disant blocage signifie que si vous lisez (valeur := <-ch), il sera bloqué jusqu'à ce que les données soient reçues. Deuxièmement, tout envoi (ch <-5) sera bloqué jusqu'à ce que les données soient lues. Les canaux sans tampon sont un excellent outil pour synchroniser plusieurs goroutines. 🎜🎜🎜🎜🎜🎜Canaux tamponnés🎜🎜🎜🎜Nous avons introduit le canal de type sans cache par défaut ci-dessus, mais Go vous permet également de spécifier la taille du tampon du canal, ce qui est très simple, le nombre d'éléments que le canal peut stocker. ch:= make(chan bool, 4), crée un canal booléen pouvant stocker 4 éléments. Dans ce canal, les 4 premiers éléments peuvent être écrits sans blocage. Lorsque le 5ème élément est écrit, le code se bloquera jusqu'à ce qu'un autre goroutine lise certains éléments du canal pour faire de la place. 🎜

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 <- 1
    c <- 2
    fmt.Println(<-c)
    fmt.Println(<-c)
}
    //修改为1报如下的错误:
    //fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
Range和Close
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
package main

import (
    "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
    x, y := 1, 1
    for i := 0; i < n; i++ {
        c <- x
        x, y = y, x + y
    }
    close(c)
}

func main() {
    c := make(chan int, 10)
    go fibonacci(cap(c), c)
    for i := range c {
        fmt.Println(i)
    }
}
for i := range c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close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v, ok := <-ch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。

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
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

Select
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select，通过select可以监听channel上的数据流动。
select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。
package main

import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {
    x, y := 1, 1
    for {
        select {
        case c <- x:
            x, y = y, x + y
        case <-quit:
            fmt.Println("quit")
            return
        }
    }
}

func main() {
    c := make(chan int)
    quit := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println(<-c)
        }
        quit <- 0
    }()
    fibonacci(c, quit)
}
在select里面还有default语法，select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）。
select {
case i := <-c:
    // use i
default:
    // 当c阻塞的时候执行这里
}
超时
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：
func main() {
    c := make(chan int)
    o := make(chan bool)
    go func() {
        for {
            select {
                case v := <- c:
                    println(v)
                case <- time.After(5 * time.Second):
                    println("timeout")
                    o <- true
                    break
            }
        }
    }()
    <- o
}
runtime goroutine
runtime包中有几个处理goroutine的函数：


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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