Go中的Channel通讯

心已赠人 2022-10-29 05:21 122阅读 0赞

## runtime包介绍 ##

（图片来自Go语言中文网）  
![图片来自GO语言中文网][GO]

#### 一些较为重要的函数介绍 ####

func NumCPU() int
    
     
      
     
      
       1

使用NumCPU方法能够获得一个本地机器的逻辑CPU个数的int类型数值

func GOMAXPROCS(n int)  int
    
     
      
     
      
       1

GOMAXPROCS设置可同时执行的最大CPU数，并返回先前的设置。 若 n < 1，它就不会更改当前设置。本地机器的逻辑CPU数可通过 NumCPU 查询。本函数在调度程序优化后会去掉。  
一般来说，在go1.8版本之后，系统会默认使用全部逻辑CPU进行并行操作。而在go1.8之前的版本，则需要自己设置（即使用GOMAXPROCS）。有的时候设计者需要保留一些CPU的功能占用，也会自主设定GOMAXPROCS比最大可用CPU数量少一些。  
拓展完毕。接下来进入正题

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那么不同的Goroutine之间如何通讯呢？有两种方式：  
1、全局变量互斥锁  
2、管道Channel

在Go语言中倡导：“不要以共享内存的方式来通信，相反，要通过通信来共享内存。”  
首先看一下传统的并发形式：

*多线程共享内存，这也是Java、C\#或者C++等语言中的多线程开发的常规方法，其实golang语言也支持这种传统模式。*

另外一种是Go语言特有的：**CSP（Communicating Sequential Processes）并发模型**。不同于传统的多线程通过共享内存来通信，CSP讲究的是“以通信的方式来共享内存”。

在讲同步通信之前先来看一下最简单基础的锁机制

## 锁机制 ##

锁甚至可以直接理解为同步（Synchronization）。首先了解一下为什么会需要锁机制。在读取和写入这两种方法中，读取是不需要锁的，因为可以多个线程同时读取。而写就不可以，需要加入锁（像最简单的互斥锁Mutex），防止其他的线程进行干扰。  
一般情况有两种锁,一种是互斥锁, 一种是读写锁,其中加了互斥锁的程序性能比读写锁的性能要低200倍  
（图片来自Go语言中文网）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xhcm91emV5_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
举个关于互斥锁的?：有一个电影，多个人同时去看，不会出现问题（读取的线程）。但是拍电影的时候，一个场景只能由一个摄像机去拍摄（纯3D立体除外。。。），不能多个同时拍一个画面，剪切出来的也是一个摄像机拍出来的（写入的线程）。  
再举一个关于读写锁的?：在大学课堂都经历过，教室里面有黑板，全班的同学都可以看黑板上面老师的板书（读）， 但是能够写黑板的只有老师一个人（写）。那么如果有两个老师同时想要写黑板的话，就会造成同学们无法确定该看（读）谁写的文字。因此其中一个老师在黑板上书写文字内容的时候, 需要把这一过程上锁，一旦上了读写锁,那么第二个老师只能等待第一个老师书写完毕才可以进行书写。

锁主要是为了防止线程之间对于资源的干扰，当一个线程对本身的操作加锁之后（Lock），那么别的线程就无法访问与其相关的内容，这样不会出现干扰，像写入异常等。最经典的就是Data race，资源争夺。  
锁需要引入“sync”标准包  
（图片来自Go语言中文网）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xhcm91emV5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
由图片对于sync标准包的介绍可以看到，锁一般适用于低水平程序线程，高水平同步应该使用channel通信更好。接下来进入Go的一大特色，channel管道。

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## 管道Channel ##

先说一下为什么会需要channel。在前面说可以使用加锁来同步解决goroutine的通信，但是并不完美。因为主线程如果退出的话会导致未完成工作的goroutine协程提前退出，这样会出现各种各样的问题。  
在我最开始的时候想到通过sleep来获取更多时间，使协程能够运行完毕。但是如果需要运算的内容特别庞大，那么时间就不好把控。sleep时间多了会加长等待切浪费资源，少了，主线程退出goroutine退出销毁程序异常。  
而且还存在一个问题，比较不容易判断出在哪里需要增加锁（lock），哪里需要解除锁（unlock）。因此，go设计了一个新的通讯机制Channel。

下面基本介绍一下channel  
1、 **channel的本质就是一个数据结构-队列**  
2、channel遵循队列的读取顺序，先进先出（FIFO：first in first out）。  
3、**channel的线程是很安全的**！它是由编译器在底层维护的。多个goroutine对同一个channel进行操作，都可以稳定安全的运行，不出现资源竞争问题。channel本身是不需要使用锁的，但是从源码可以看出，channel本身是有锁，使它本身的机制而来（底层代码实现），我们调用的时候并不需要再去添加或解除锁。  
4、**channel本身是有数据类型的**。string类型的channel只能存放string类型的数据。一般我们都设置为interface\{\}类型，这样取的时候可以不用进行类型断言去取，免除了一些不必要的麻烦。

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*未完待续…*

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