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go并发编程之美(一)

go并发编程之美(一)

作者: 阿里加多 | 来源:发表于2019-02-07 11:18 被阅读76次

    一、前言

    在Java中多线程之间是通过共享内存进行通信的,在go中多线程之间通信是基于消息的,go中的通道是go中多线程通信的基石。

    在java中创建的线程是与OS线程一一对应的,而在go中多个协程(goroutine)对应一个逻辑处理器,每个逻辑处理器与OS线程一一对应。

    每个线程要运行必须要在就绪状态情况下获取cpu,而操作系统是基于时间片轮转算法来调度线程占用cpu来执行任务的,每个OS线程被分配一个时间片来占用cpu进行任务的执行。

    在java中由于创建的线程与os线程一一对应,所以java中的每个线程占用一个时间片来运行。而go中多个协程对应一个os 线程,也就是多个协程对应了一个时间片,go则使用自己的调度策略(非os的调度策略)来让多个协程使用一个时间片来并发的运行。也就是go中存在两级策略,一个是go语言层面的调度多个协程公用一个时间片,一个是os层面的调度多个逻辑处理器轮询占用不同的时间片。

    二、创建协程

    在java中创建一个线程:

        public static void main(String[] args) {
    
            Thread thread = new Thread(() -> {
    
                //run method dosomthing
            });
            thread.start();
        }
    

    注:如上代码创建了一线程并启动,在java中存在用户线程与deamon线程之分,当不存在用户线程时候,jvm进程就退出了(而不管main函数所在线程是否已经结束).

    在go中创建一个协程:

    func main() {
    
        //开启一个协程,执行匿名函数里面的内容
        go func(){
            //do somthing
            fmt.Println("im a go 协程")
        }()
        
        //休眠10s
        time.Sleep(10 * time.Second)
    
    }
    

    注意:如上通过go关键字开启一个协程,执行匿名函数里面的内容,这里需要注意main函数所在线程需要休眠以下,以便等开启的协程执行,这是因为go中只要main函数线程退出则进程就退出。

    三、同步

    在java中我们可以使用Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier等进行多线程之间同步,比如下面例子:

    public final static Semaphore SEMAPHORE = new Semaphore(0);
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
            Thread thread1 = new Thread(() -> {
    
                try {
                    //run method dosomthing
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "done");
                }finally {
                    SEMAPHORE.release();
                }
                
            },"thread-1");
            thread1.start();
            
            
            Thread thread2 = new Thread(() -> {
    
                try {
                    //run method dosomthing
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "done");
    
                }finally {
                    SEMAPHORE.release();
                }
                
            },"thread-2");
            thread2.start();
            
            System.out.println("wait all sub thread end");
            SEMAPHORE.acquire(2);
            System.out.println("all sub thread end");
    
        }
    

    在go中也有类似的工具类:

    //创建同步器
    var wg sync.WaitGroup
    
    func main() {
        //两个信号
        wg.Add(2)
    
        //开启一个协程,执行匿名函数里面的内容
        go func() {
            //信号量减去1
            defer wg.Done()
    
            //do somthing
            fmt.Println("im A go 协程")
    
        }()
    
        //开启一个协程,执行匿名函数里面的内容
        go func() {
            //信号量减去1
            defer wg.Done()
    
            //do somthing
            fmt.Println("im B go 协程")
    
        }()
    
        fmt.Println("wait all sub thread end")
        wg.Wait()
        fmt.Println(" all sub thread end")
    
    }
    

    四、通道

    go中通道分为有缓冲和无缓冲的,本节我们看如何使用有缓冲通道实现生产消费模型

    var wg sync.WaitGroup
    
    func printer(ch chan int) {
        for i := range ch {
            fmt.Println(i)
        }
    
        wg.Done()
    }
    
    func main() {
    
        //1为携程创建等待
        wg.Add(1)
    
        //2创建缓冲通道
        ch := make(chan int ,10)
    
        //3开启go协程
        go printer(ch)
    
        //4写入到通道
        for i := 1; i < 100; i++ {
                ch <- i;
        }
    
        //5关闭协程
        close(ch)
    
        fmt.Println("wait sub thread over")
        //6等待携程结束
        wg.Wait()
        fmt.Println("main thread over")
    
    }
    

    如上代码2创建了一个可以缓冲10个int 元素的通道,代码3开启一个线程用来从通道里面读取数据,代码4在主线程里面写入数据到通道,代码5关闭通道(关闭后不能再向通道写入数据,但是可以从中读取)。

    上面例子如果用Java来写,首先需要创建一个并发安全的队列,然后开启一个生产线程写入数据到队列,开启一个线程从队列读取元素。

    五、总结

    本文我们简单的对比了Java和go中如何处理并发问题的,后面我们在逐个详细的探讨。

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