go語言如何并發

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Go語言通過編譯器運行時（runtime），從語言上支持了并發的特性；并發是通過goroutine完成。goroutine是一種非常輕量級的實現，可在單個進程里執行成千上萬的并發任務，它是Go語言并發設計的核心。使用go關鍵字就可以創建goroutine,將go聲明放到一個需調用的函數之前，在相同地址空間調用運行這個函數，這樣該函數執行時便會作為一個獨立的并發線程。

并發指在同一時間內可以執行多個任務。并發編程含義比較廣泛，包含多線程編程、多進程編程及分布式程序等。

Go 語言通過編譯器運行時（runtime），從語言上支持了并發的特性。Go 語言的并發通過 goroutine 特性完成。goroutine 類似于線程，但是可以根據需要創建多個 goroutine 并發工作。goroutine 是由 Go 語言的運行時調度完成，而線程是由操作系統調度完成。

Go 語言還提供 channel 在多個 goroutine 間進行通信。goroutine 和 channel 是 Go 語言秉承的 CSP（Communicating Sequential Process）并發模式的重要實現基礎。

Goroutine 介紹

goroutine 是一種非常輕量級的實現，可在單個進程里執行成千上萬的并發任務，它是Go語言并發設計的核心。

說到底 goroutine 其實就是線程，但是它比線程更小，十幾個 goroutine 可能體現在底層就是五六個線程，而且Go語言內部也實現了 goroutine 之間的內存共享。

使用 go 關鍵字就可以創建 goroutine，將 go 聲明放到一個需調用的函數之前，在相同地址空間調用運行這個函數，這樣該函數執行時便會作為一個獨立的并發線程，這種線程在Go語言中則被稱為 goroutine。

goroutine 的用法如下：

//go 關鍵字放在方法調用前新建一個 goroutine 并執行方法體
go GetThingDone(param1, param2);
//新建一個匿名方法并執行
go func(param1, param2) {
}(val1, val2)
//直接新建一個 goroutine 并在 goroutine 中執行代碼塊
go {
    //do someting...
}

因為 goroutine 在多核 cpu 環境下是并行的，如果代碼塊在多個 goroutine 中執行，那么我們就實現了代碼的并行。

如果需要了解程序的執行情況，怎么拿到并行的結果呢？需要配合使用channel進行。

channel

channel 是Go語言在語言級別提供的 goroutine 間的通信方式。我們可以使用 channel 在兩個或多個 goroutine 之間傳遞消息。

channel 是進程內的通信方式，因此通過 channel 傳遞對象的過程和調用函數時的參數傳遞行為比較一致，比如也可以傳遞指針等。如果需要跨進程通信，我們建議用分布式系統的方法來解決，比如使用 Socket 或者 HTTP 等通信協議。Go語言對于網絡方面也有非常完善的支持。

channel 是類型相關的，也就是說，一個 channel 只能傳遞一種類型的值，這個類型需要在聲明 channel 時指定。如果對 Unix 管道有所了解的話，就不難理解 channel，可以將其認為是一種類型安全的管道。

定義一個 channel 時，也需要定義發送到 channel 的值的類型，注意，必須使用 make 創建 channel，代碼如下所示：

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

回到在 Windows 和 Linux 出現之前的古老年代，在開發程序時并沒有并發的概念，因為命令式程序設計語言是以串行為基礎的，程序會順序執行每一條指令，整個程序只有一個執行上下文，即一個調用棧，一個堆。

并發則意味著程序在運行時有多個執行上下文，對應著多個調用棧。我們知道每一個進程在運行時，都有自己的調用棧和堆，有一個完整的上下文，而操作系統在調度進程的時候，會保存被調度進程的上下文環境，等該進程獲得時間片后，再恢復該進程的上下文到系統中。

從整個操作系統層面來說，多個進程是可以并發的，那么并發的價值何在？下面我們先看以下幾種場景。

1) 一方面我們需要靈敏響應的圖形用戶界面，一方面程序還需要執行大量的運算或者 IO 密集操作，而我們需要讓界面響應與運算同時執行。

2) 當我們的 Web 服務器面對大量用戶請求時，需要有更多的“Web 服務器工作單元”來分別響應用戶。

3) 我們的事務處于分布式環境上，相同的工作單元在不同的計算機上處理著被分片的數據，計算機的 CPU 從單內核（core）向多內核發展，而我們的程序都是串行的，計算機硬件的能力沒有得到發揮。

4) 我們的程序因為 IO 操作被阻塞，整個程序處于停滯狀態，其他 IO 無關的任務無法執行。

從以上幾個例子可以看到，串行程序在很多場景下無法滿足我們的要求。下面我們歸納了并發程序的幾條優點，讓大家認識到并發勢在必行：

• 并發能更客觀地表現問題模型；

• 并發可以充分利用 CPU 核心的優勢，提高程序的執行效率；

• 并發能充分利用 CPU 與其他硬件設備固有的異步性。

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