Technologie d'E/S asynchrone et de coroutine en langage Go

Avec la popularité d'Internet et l'expansion continue des scénarios d'application, de plus en plus de systèmes d'application doivent gérer un grand nombre de demandes de données et la vitesse de réponse du système doit être de plus en plus rapide. L'optimisation des performances du système et l'amélioration des capacités de concurrence sont devenues des enjeux très importants. Dans ce problème, les technologies d’E/S asynchrones et de coroutine sont devenues l’une des solutions les plus largement utilisées. Dans cet article, nous aborderons la technologie des IO asynchrones et des coroutines dans le langage Go.

1. E/S asynchrones en langage Go
E/S asynchrone fait référence au transfert du contrôle du processeur vers d'autres threads ou processus avant la fin de l'opération d'E/S, afin que le processeur puisse s'exécuter sans attendre la fin de l'opération d'E/S. . Autres tâches. Dans le mode d'E/S synchrone traditionnel, lorsqu'une application émet une requête d'E/S, le programme bloque et attend la fin de l'opération d'E/S, ce qui entraîne une très faible utilisation du processeur, réduisant ainsi la concurrence et les performances du système.

Le langage Go utilise un modèle IO asynchrone non bloquant. Son idée principale est d'utiliser une approche basée sur les événements pour permettre au programme de gérer d'autres tâches avant la fin de l'opération d'E/S, puis de notifier l'application des résultats une fois l'opération d'E/S terminée. Dans ce mode, la goroutine du langage Go sera placée dans la file d'attente au lieu d'occuper le CPU tout le temps, ce qui peut augmenter plusieurs fois l'utilisation du CPU.

Les E/S asynchrones sont principalement implémentées dans le langage Go des deux manières suivantes :

1. Les E/S asynchrones implémentées par la bibliothèque standard du langage Go
   La bibliothèque standard du langage Go fournit un moyen très pratique d'implémenter les E/S asynchrones. Des E/S asynchrones simples et efficaces peuvent être obtenues en définissant l'indicateur non bloquant sur le descripteur de fichier tout en utilisant des appels de sélection pour combiner plusieurs événements IO.
2. Utilisez des bibliothèques tierces pour implémenter des IO asynchrones
   En plus des IO asynchrones fournies par la bibliothèque standard du langage Go, il existe de nombreuses bibliothèques tierces dans la communauté du langage Go qui fournissent également des implémentations d'IO asynchrones fiables et efficaces. Par exemple, les bibliothèques d'événements telles que libev, epoll et kqueue peuvent effectuer des interrogations d'événements et des opérations d'E/S asynchrones via des appels Cgo dans le langage Go.

2. Technologie Coroutine en langage Go
Coroutine est un thread léger, plus flexible et efficace que les threads traditionnels. L'idée principale des coroutines est d'éviter la création coûteuse de threads et la surcharge de changement de contexte et de maximiser l'utilisation des ressources système limitées.

En langage Go, la coroutine est appelée goroutine. La différence avec les threads traditionnels est que des milliers de goroutines peuvent être créées dans un programme, et chaque goroutine ne nécessite que quelques Ko de mémoire, ce qui rend le langage Go très adapté à la programmation simultanée à grande échelle.

Certaines technologies de coroutine couramment utilisées incluent :

1. Channel
   Dans le langage Go, les coroutines communiquent via des canaux. Un canal est un canal de type sécurisé qui suit le principe du premier entré, premier sorti (FIFO). Les coroutines peuvent lire et écrire des données de canal via des opérations d'envoi et de réception.
2. Select
   Lorsque plusieurs canaux doivent être lus, le langage Go fournit une instruction select pour aider la coroutine à effectuer des opérations d'E/S asynchrones. Grâce à l'instruction select, la coroutine peut détecter si plusieurs canaux ont des données à lire en même temps et attendre que le premier canal pouvant être lu renvoie le résultat.
3. GOMAXPROCS
   Dans le langage Go, le nombre de goroutines multiples exécutées est déterminé par la variable d'environnement GOMAXPROCS. Vous pouvez définir cette variable pour permettre au système d'exécution du langage Go de nous aider automatiquement à effectuer une planification simultanée.

3. Conclusion
Les E/S asynchrones et la technologie coroutine sont devenues une partie très importante des langages de programmation modernes. Ces technologies peuvent considérablement améliorer les capacités de concurrence du système, rendant ainsi le système plus efficace. Dans le langage Go, les technologies d'E/S asynchrones et de coroutine ont également été largement utilisées. Nous pouvons améliorer les performances de nos programmes grâce à une optimisation et à l'adoption raisonnables de ces technologies.

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