Go 언어의 고루틴과 채널에 대한 예비 탐색

이 글은 여러분에게 Go 언어의 고루틴과 채널에 대한 사전 이해를 제공할 것입니다. 도움이 되길 바랍니다!

Go 언어의 CSP 동시성 모델 구현에는 두 가지 주요 구성 요소가 포함되어 있습니다. 하나는 Goroutine이고 다른 하나는 channel입니다. . 이번 글에서는 기본적인 사용법과 주의사항을 소개하겠습니다. CSP 并发模型的实现包含两个主要组成部分：一个是 Goroutine，另一个是 channel。本文将会介绍它们的基本用法和注意事项。

Goroutine

Goroutine 是 Go 应用的基本执行单元，它是一种轻量的用户级线程，其底层是通过 coroutine（协程）去实现的并发。众所周知，协程是一种运行在用户态的用户线程，因此 Goroutine 也是被调度于 Go 程序运行时。

基本用法

语法：go + 函数/方法

通过 go 关键字 + 函数/方法 可以创建一个 Goroutine。

代码示例：

import (
   "fmt"
   "time"
)

func printGo() {
   fmt.Println("具名函数")
}

type G struct {
}

func (g G) g() {
   fmt.Println("方法")
}

func main() {
   // 基于具名函数创建 goroutine
   go printGo()
   // 基于方法创建 goroutine
   g := G{}
   go g.g()
   // 基于匿名函数创建 goroutine
   go func() {
      fmt.Println("匿名函数")
   }()
   // 基于闭包创建 goroutine
   i := 0
   go func() {
      i++
      fmt.Println("闭包")
   }()
   time.Sleep(time.Second) // 避免 main goroutine 结束后，其创建的 goroutine 来不及运行，因此在此休眠 1 秒
}

执行结果：

闭包
具名函数
方法
匿名函数

当多个 Goroutine 存在时，它们的执行顺序是不固定的。因此每次打印的结果都不相同。

由代码可知，通过 go 关键字，我们可以基于 具名函数 / 方法 创建 goroutine，也可以基于 匿名函数 / 闭包 创建 goroutine。

那么 Goroutine 是如何退出的呢？正常情况下，只要 Goroutine 函数执行结束，或者执行返回，意味着 Goroutine 的退出。如果 Goroutine 的函数或方法有返回值，在 Goroutine 退出时会将其忽略。

channel

channel 在 Go 并发模型中扮演者重要的角色。它可以用于实现 Goroutine 间的通信，也可以用来实现 Goroutine 间的同步。

channel 的基本操作

channel 是一种复合数据类型，声明时需要指定 channel 里元素的类型。

声明语法：var ch chan string

通过上述代码声明一个元素类型为 string 的 channel，其只能存放 string 类型的元素。channel 是引用类型，必须初始化才能写入数据，通过 make 的方式初始化。

import (
   "fmt"
)

func main() {
   var ch chan string
   ch = make(chan string, 1)
   // 打印 chan 的地址
   fmt.Println(ch)
   // 向 ch 发送 "Go" 数据
   ch <- "Go"
   // 从 ch 中接收数据
   s := <-ch
   fmt.Println(s) // Go
}

通过 ch <- xxx 可以向 channel 变量 ch 发送数据，通过 x := <- ch 可以从 channel 变量 ch 中接收数据。

带缓冲 channel 与无缓冲 channel

如果初始化 channel 时，不指定容量时，则创建的是一个无缓冲的 channel：

ch := make(chan string)

无缓冲的 channel 的发送与接收操作是同步的，在执行发送操作之后，对应 Goroutine 将会阻塞，直到有另一个 Goroutine 去执行接收操作，反之亦然。如果将发送操作和执行操作放在同一个 Goroutine 下进行，会发生什么操作呢？看看下述代码：

import (
   "fmt"
)

func main() {
   ch := make(chan int)
   // 发送数据
   ch <- 1 // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
   // 接收数据
   n := <-ch
   fmt.Println(n)
}

程序运行之后，会在 ch <- 处得到 fatal error，提示所有的 Goroutine 处于休眠状态，也就是死锁了。为避免这种情况，我们需要将 channel 的发送操作和接收操作放到不同的 Goroutine 中执行。

import (
   "fmt"
)

func main() {
   ch := make(chan int)
   go func() {
      // 发送数据
      ch <- 1
   }()
   // 接收数据
   n := <-ch
   fmt.Println(n) // 1
}

由上述例子可以得出结论：无缓冲 channel 的发送与接收操作，一定要放在两个不同的 Goroutine 中进行，否则会发生 deadlock 形象。

---

如果指定容量，则创建的是一个带缓冲的 channel：

ch := make(chan string, 5)

有缓冲的 channel 与无缓冲的 chennel 有所区别，执行发送操作时，只要 channel 的缓冲区未满，Goroutine 不会挂起，直到缓冲区满时，再向 channel 执行发送操作，才会导致 Goroutine 挂起。代码示例：

func main() {
   ch := make(chan int, 1)
   // 发送数据
   ch <- 1

   ch <- 2 // fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
}

声明 channel 的只发送类型和只接收类型

• 既能发送又能接收的 channel

  ch := make(chan int, 1)

  通过上述代码获得 channel 变量，我们可以对它执行发送与接收的操作。

• 只接收的 channel

  ch := make(<-chan int, 1)

  通过上述代码获得 channel 变量，我们只能对它进行接收操作。

• 只发送的 channel

  ch := make(chan<- int, 1)

  通过上述代码获得 channel

  고루틴

  고루틴은 Go 애플리케이션의 기본 실행 단위입니다. . 경량 사용자 수준 스레드이며 기본 레이어는 코루틴(코루틴)을 통해 구현된 동시성입니다. 우리 모두 알고 있듯이 코루틴은 사용자 모드에서 실행되는 사용자 스레드이므로 Go 프로그램이 실행될 때 Goroutine도 예약됩니다. 🎜

  기본 사용법

  🎜구문: go + 함수/메서드 🎜

  🎜 go 키워드 + 함수/메서드 고루틴을 만들 수 있습니다. 🎜🎜코드 예: 🎜

  func send(ch chan<- int) {
     ch <- 1
  }
  
  func recv(ch <-chan int) {
     <-ch
  }

  🎜실행 결과: 🎜

  func main() {
     ch := make(chan int, 5)
     ch <- 1
     close(ch)
     ch <- 2 // panic: send on closed channel
  }

  🎜 고루틴이 여러 개 존재할 경우 실행 순서는 고정되지 않습니다. 따라서 인쇄할 때마다 결과가 달라집니다. 🎜🎜go 키워드를 통해 이름이 지정된 함수 / 메서드고루틴을 생성할 수 있음을 코드에서 볼 수 있습니다. /strong>, 익명 함수 / 클로저를 기반으로 goroutine을 생성할 수도 있습니다. 🎜🎜그럼 고루틴은 어떻게 종료되나요? 일반적인 상황에서는 고루틴 함수의 실행이 종료되거나 실행이 반환되는 한 이는 고루틴의 종료를 의미합니다. 고루틴의 함수나 메소드에 반환값이 있는 경우 고루틴 종료 시 해당 값은 무시됩니다. 🎜

  채널

  🎜채널은 Go 동시성 모델에서 중요한 역할을 합니다. 고루틴 간의 통신을 구현하는 데 사용할 수 있으며, 고루틴 간의 동기화를 구현하는 데에도 사용할 수 있습니다. 🎜

  채널 기본 동작

  🎜채널은 복합 데이터 유형이며 channel의 요소 유형을 선언할 때. 🎜

  🎜선언 구문: var ch chan string🎜

  🎜위 코드를 통해 요소 유형이 string인 채널을 선언합니다. code >string 유형의 요소입니다. channel은 참조 유형이며 데이터를 쓰기 전에 초기화해야 합니다. make를 통해 초기화됩니다. 🎜

  import "fmt"
  
  func main() {
     ch := make(chan int, 5)
     ch <- 1
     close(ch)
     fmt.Println(<-ch) // 1
     n, ok := <-ch
     fmt.Println(n)  // 0
     fmt.Println(ok) // false
  }

  🎜ch <- xxx 및 x := <를 통해 <code>channel 변수 ch에 데이터를 보낼 수 있습니다. - ch는 channel 변수 ch에서 데이터를 받을 수 있습니다. 🎜

  버퍼가 있는 채널과 버퍼가 없는 채널

  🎜채널을 초기화할 때 용량을 지정하지 않으면 무엇인가요? 생성된 버퍼링되지 않은 채널: 🎜rrreee🎜버퍼링되지 않은 채널의 전송 및 수신 작업은 전송 작업이 수행된 후 해당 Goroutine 입니다. code>는 다른 Goroutine이 수신 작업을 수행할 수 있을 때까지 차단되며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 전송 작업과 실행 작업이 동일한 고루틴에 배치되면 어떻게 되나요? 다음 코드를 살펴보세요. 🎜rrreee🎜프로그램이 실행된 후 ch <-에서 치명적인 오류가 발생하여 모든 Goroutine는 Sleeping 상태, 즉 교착 상태입니다. 이러한 상황을 방지하려면 다른 <code>Goroutine에서 channel의 전송 및 수신 작업을 실행해야 합니다. 🎜rrreee🎜위의 예에서 결론을 내릴 수 있습니다. 버퍼링되지 않은 channel의 전송 및 수신 작업은 두 개의 서로 다른 Goroutine에서 수행되어야 하며, 그렇지 않으면 교착 상태입니다. 코드> 이미지. 🎜

  ---

  🎜용량을 지정하면 버퍼링된 채널이 생성됩니다. 🎜rrreee🎜버퍼링된 채널과 버퍼링되지 않은 채널은 다릅니다. 전송 작업을 수행할 때 channel의 버퍼가 가득 차 있지 않는 한 Goroutine은 버퍼가 가득 찰 때까지 중단되지 않습니다. >channel이 수행되는 경우에만 해당됩니다. 전송 작업으로 인해 Goroutine이 중단됩니다. 코드 예: 🎜rrreee

  채널의 전송 전용 유형 및 수신 전용 유형 선언

  • 🎜Can 보내기와 받기 모두 수신된 channel🎜rrreee🎜은 위 코드를 통해 channel 변수를 얻고, 이에 대한 보내기 및 받기 작업을 수행할 수 있습니다. 🎜
  • 🎜 channel 수신만🎜rrreee🎜 channel 변수는 위 코드를 통해 얻어지며, 수신 작업만 수행할 수 있습니다. 🎜
  • 🎜보내는 channel🎜rrreee🎜만 위의 코드를 통해 channel 변수를 얻어서 보낼 수만 있습니다. 🎜

  通常只发送 channel 类型和只接收 channel 类型，会被用作函数的参数类型或返回值：

  func send(ch chan<- int) {
     ch <- 1
  }
  
  func recv(ch <-chan int) {
     <-ch
  }

  channel 的关闭

  通过内置函  close(c chan<- Type)，可以对 channel 进行关闭。

  • 在发送端关闭 channel

    在 channel 关闭之后，将不能对 channel 执行发送操作，否则会发生 panic，提示 channel 已关闭。

    func main() {
       ch := make(chan int, 5)
       ch <- 1
       close(ch)
       ch <- 2 // panic: send on closed channel
    }

  • 管道 channel 之后，依旧可以对 channel 执行接收操作，如果存在缓冲区的情况下，将会读取缓冲区的数据，如果缓冲区为空，则获取到的值为 channel 对应类型的零值。

    import "fmt"
    
    func main() {
       ch := make(chan int, 5)
       ch <- 1
       close(ch)
       fmt.Println(<-ch) // 1
       n, ok := <-ch
       fmt.Println(n)  // 0
       fmt.Println(ok) // false
    }

  • 如果通过 for-range 遍历 channel 时，中途关闭 channel 则会导致 for-range 循环结束。

  小结

  本文首先介绍了 Goroutine的创建方式以及其退出的时机是什么。

  其次介绍了如何创建 channel 类型变量的有缓冲与无缓冲的创建方式。需要注意的是，无缓冲的 channel 发送与接收操作，需要在两个不同的 Goroutine 中执行，否则会发送 error。

  接下来介绍如何定义只发送和只接收的 channel 类型。通常只发送 channel 类型和只接收 channel 类型，会被用作函数的参数类型或返回值。

  最后介绍了如何关闭 channel，以及关闭之后的一些注意事项。

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위 내용은 Go 언어의 고루틴과 채널에 대한 예비 탐색의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!