Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（十三）

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• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（一）- 变量、常量
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（二）- 类型、字符串
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（三）- 指针
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（四）- 控制流 1
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（五）- 控制流 2
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（六）- 函数
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（七）- 错误处理
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（八）- 数组、切片
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（九）- Map、结构体
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（十）- 方法
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（十一）- 表达式
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（十二）- 接口
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（十三）- Goroutine
• Go 边看边练 -《Go 学习笔记》系列（十四）- Channel

7.1 Goroutine

Go 在语言层面对并发编程提供支持，一种类似协程，称作 goroutine 的机制。

只需在函数调用语句前添加 go 关键字，就可创建并发执行单元。开发⼈人员无需了解任何执行细节，调度器会自动将其安排到合适的系统线程上执行。goroutine 是一种⾮非常轻量级的实现，可在单个进程里执行成千上万的并发任务。

事实上，入口函数 main 就以 goroutine 运行。另有与之配套的 channel 类型，用以实现 "以通讯来共享内存" 的 CSP 模式。相关实现细节可参考本书第二部分的源码剖析。

go func() {
    println("Hello, World!")
}()

调度器不能保证多个 goroutine 执行次序，且进程退出时不会等待它们结束。

默认情况下，进程启动后仅允许一个系统线程服务于 goroutine。可使用环境变量或标准库函数 runtime.GOMAXPROCS 修改，让调度器用多个线程实现多核并行，而不仅仅是并发。

func sum(id int) {
	var x int64
	for i := 0; i < math.MaxUint32; i++ {
		x += int64(i)
	}

	println(id, x)
}

func main() {
    wg := new(sync.WaitGroup)
    wg.Add(2)
    
    for i := 0; i < 2; i++ {
    	go func(id int) {
    		defer wg.Done()
    		sum(id)
    	}(i)
    }
    
    wg.Wait()
}

输出：

$ go build -o test
$ time -p ./test

0 9223372030412324865
1 9223372030412324865

real 7.70 // 程序开始到结束时间差 (非 CPU 时间)
user 7.66 // 用户态所使用 CPU 时间片 (多核累加)
sys 0.01 // 内核态所使用 CPU 时间片

$ GOMAXPROCS=2 time -p ./test

0 9223372030412324865
1 9223372030412324865

real 4.18
user 7.61 // 虽然总时间差不多，但由 2 个核并⾏行，real 时间⾃自然少了许多。
sys 0.02

调用 runtime.Goexit 将立即终止当前 goroutine 执行，调度器确保所有已注册 defer 延迟调用被执行。

和协程 yield 作用类似，Gosched 让出底层线程，将当前 goroutine 暂停，放回队列等待下次被调度执行。

7.2 Channel

引用类型 channel 是 CSP 模式的具体实现，用于多个 goroutine 通讯。其内部实现了同步，确保并发安全。

默认为同步模式，需要发送和接收配对。否则会被阻塞，直到另一方准备好后被唤醒。

异步方式通过判断缓冲区来决定是否阻塞。如果缓冲区已满，发送被阻塞；缓冲区为空，接收被阻塞。

通常情况下，异步 channel 可减少排队阻塞，具备更高的效率。但应该考虑使用指针规避大对象拷贝，将多个元素打包，减小缓冲区大小等。

func main() {
	data := make(chan int, 3) // 缓冲区可以存储 3 个元素
	exit := make(chan bool)
    
  	data <- 1 // 在缓冲区未满前，不会阻塞。
  	data <- 2
  	data <- 3
  
  	go func() {
  		for d := range data { // 在缓冲区未空前，不会阻塞。
  			fmt.Println(d)
		}

		exit <- true
	}()

	data <- 4 // 如果缓冲区已满，阻塞。
	data <- 5
	close(data)
    
	<-exit
}

缓冲区是内部属性，并非类型构成要素。

var a, b chan int = make(chan int), make(chan int, 3)

除用 range 外，还可用 ok-idiom 模式判断 channel 是否关闭。

for {
	if d, ok := <-data; ok {
		fmt.Println(d)
	} else {
		break
	}
}

向 closed channel 发送数据引发 panic 错误，接收立即返回零值。而 nil channel，无论收发都会被阻塞。

内置函数 len 返回未被读取的缓冲元素数量，cap 返回缓冲区大小。

d1 := make(chan int)
d2 := make(chan int, 3)

d2 <- 1

fmt.Println(len(d1), cap(d1)) // 0 0
fmt.Println(len(d2), cap(d2)) // 1 3

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• 本系列是基于雨痕的《Go 学习笔记》（第四版）整理汇编而成，非常感谢雨痕的辛勤付出与分享！
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