go语言协程使用
前言
go语言的真正精髓，莫过于go协程和channel．因此对于goroutine和channel的正确使用，非常重要．是编写高并发程序的重要基础．本文试图将协程的使用方方面面讲清楚．
全文阅读大概需要30分钟．如时间不够，欢迎收藏后阅读．
协程的使用及控制
在go语言中开一个协程非常方便，在需要通过协程来执行的函数时，直接在函数前加go关键字就可以
packagemainimport("fmt")funcA(iint){fmt.Println("我是A")}funcmain(){fmt.Println("我是main")goA(1)fmt.Println("执行完了")}
执行后输出
我是main
执行完了
程序正常执行没有报错，但是没有函数A的输出．
这是因为主协程并不会等待子协程执行完才往下走，执行到go后，语句会继续执行，go后面的函数新开一个协程，各跑各的，所以主协程执行完go语句，就无事可做，就退出了．
那怎么让上面的代码打印出函数A的输出．得让主函数待一会儿协程执行完了再退出，或者让主协程不退出，比如在web程序中，主协程是不退出的．
通过sync. WaitGroup的三个方法 Add(), Done(), Wait() 来实现协程的控制
通过带buffer的channel来控制
通过sync. Cond
下面演示下等待协程完成的代码
packagemainimport("fmt""sync")funcA(iint){fmt.Println("我是A",i)}funcmain(){varwg sync.WaitGroupfmt.Println("我是main")wg.Add(1)gofunc(iint){deferwg.Done()A(i)}(1)wg.Wait()fmt.Println("执行完了")}
我是main我是A1执行完了
下面演示通过channel来控制协程的流程
packagemainimport("fmt")funcA(iint){fmt.Println("我是A",i)}funcmain(){ch:=make(chanbool,1)fmt.Println("我是main")gofunc(iint,chpchan<-bool){deferclose(chp)A(i)fmt.Println("finish")chp<-true}(1,ch)fmt.Println("wait")<-chfmt.Println("执行完了")}
我是mainwait我是A1finish执行完
下面演示通过sync. Cond来实现
packagemainimport("fmt""sync")funcA(iint){fmt.Println("我是A",i)}funcmain(){varlocker=new(sync.Mutex)varcond=sync.NewCond(locker)vardonebool=falsefmt.Println("我是main")cond.L.Lock()gofunc(iint){A(i)fmt.Println("finish")done=truecond.Signal()}(1)fmt.Println("wait")if!done{cond.Wait()cond.L.Unlock()}fmt.Println("执行完了")}
我是mainwait我是A1finish执行完了
代码示例：https://play.studygolang.com/p/y-ushG8zVRP
协程崩溃处理
在go语言中，如果一个协程崩溃了，则所有协程都会退出，比如数组越界，会触发panic(相当于throw exception), 这对持续可运行的应用来说，显然不是我们想要的效果．那这个时候我们需要对崩溃进行修复．在go语言中提供了一个defer和recover来实现崩溃恢复，这个相当于其它语言的try catch的方式．
在使用recover函数时，如果要达到能捕获异常的作用，有几点需要注意：
recover如果想起作用的话， 必须在defered函数前声明，因为只要panic，后面的函数不会被执行
recover函数只有在方法内部发生panic时，返回值才不会为nil，没有panic的情况下返回值为nil
下面用代码示例来说明情况
packagemainimport("fmt""sync")funcA(iint){fmt.Println("我是A",i)panic("崩溃")deferfunc(){//在panic后声明defer,不能捕获异常iferr:=recover();err!=nil{fmt.Println("恢复",err)}}()}funcmain(){varwg sync.WaitGroupfmt.Println("我是main")wg.Add(1)gofunc(iint){deferwg.Done()A(i)}(1)wg.Wait()fmt.Println("执行完了")}
输出:
./prog.go:11:2: unreachable codeGo vet exited.我是main我是A1panic: 崩溃goroutine6[running]:main.A(0x1)/tmp/sandbox516871981/prog.go:10 +0xc5main.main.func1(0xc000018040, 0x1)/tmp/sandbox516871981/prog.go:24 +0x53created by main.main/tmp/sandbox516871981/prog.go:22 +0xd5
再看在panic前声明recover
packagemainimport("fmt""sync")funcA(iint){deferfunc(){//在panic前声明defer,能捕获异常iferr:=recover();err!=nil{fmt.Println("恢复",err)}}()fmt.Println("我是A",i)panic("崩溃")}funcmain(){varwg sync.WaitGroupfmt.Println("我是main")wg.Add(1)gofunc(iint){deferwg.Done()A(i)}(1)wg.Wait()fmt.Println("执行完了")}
输出
我是main我是A1恢复 崩溃执行完了
此时的panic被捕获了
defer recover函数必须放在需要捕获panic的函数前面
因此本示例如果将defer recover放在go func函数中被调用函数f前面，也能捕获住A函数的panic
packagemainimport("fmt""sync")funcA(iint){fmt.Println("我是A",i)panic("崩溃")}funcmain(){varwg sync.WaitGroupfmt.Println("我是main")wg.Add(1)gofunc(iint){deferfunc(){//在调用A函数前声明defer recover,能捕获异常iferr:=recover();err!=nil{fmt.Println("恢复",err)}wg.Done()}()A(i)}(1)wg.Wait()fmt.Println("执行完了")}
输出
我是main我是A1恢复 崩溃执行完了
因此，如果在协程内执行其它函数时，为了保证不崩溃，安全的做法是，提前声明defer recover函数
这样可以保证协程内部崩溃，不会将整个进程崩溃掉
协程超时控制
当你希望控制一个协程的执行时间，如果超过指定时间，还没有执行完，则退出．直接返回超时错误，这个该如何做呢？
通行做法是用select + channel来进行超时控制,
channel发执行完毕的信号，然后超时信号通用ctx. Done()或者time. After(), 或者time. Ticket()来完成超时通知退出，select捕获到其中一个channel有数据，就执行对应的代码，然后退出．
其中且个注意的点是, channel要用有缓冲的，不然，在超时分支退出时，协程还在卡住，造成goroutine泄露．
代码示例如下
packagemainimport("context""fmt""sync""time")funcDo(ctx context.Context,wg*sync.WaitGroup){ctx,cancle:=context.WithTimeout(ctx,time.Second*2)deferfunc(){cancle()wg.Done()}()done:=make(chanstruct{},1)//执行成功的channelgofunc(ctx context.Context){fmt.Println("go goroutine")time.Sleep(time.Second*10)done<-struct{}{}//发送完成的信号}(ctx)select{case<-ctx.Done()://超时fmt.Printf("timeout,err:%v\n",ctx.Err())case<-time.After(3*time.Second)://超时第二种方法fmt.Printf("after 1 sec.")case<-done://程序正常结束fmt.Println("done")}}funcmain(){fmt.Println("main")ctx:=context.Background()varwg sync.WaitGroupwg.Add(1)Do(ctx,&wg)wg.Wait()fmt.Println("finish")}
输出如下:
main
go goroutine
timeout,err:context deadline exceeded
finish
程序执行了超时退出
是否可以无限多开协程
众所周知，协程不同于线程，并不和操作系统的线程有具体的对应关系．协程是由go的一个线程池来调度的．
go runtime并不会产生一个协程对应产生一个os线程，是一个m:n的对应关系，根据m:n对应关系，协程对应的os线程runtime. GOMAXPROCS默认为系统逻辑cpu数量，因此创建更多的m并不会产生更多的操作系统线程，但是可以通过runtime. GOMAXPROCS()来设置当前程序运行时占用的系统核心数
协程创建需要占用一定量的内存，开一个协程只需要少量的内存空间，几KB，这也是golang能实现百万长链的原因．
但在实际中，协程需要正确的关闭，而不是无限创建后，造成协程泄露，进而引发系统崩溃．
高并发下情况下如何开协程
在高并发情况下，需要通过一个带缓冲的channel的来实现对于协程的创建数量进行控制，进而实现一个健康稳定的可持续运行的高并发处理程序．
结尾
现代语言的发展，从进程到线程，进而到协程．各种语言的诞生，一直致力于２个方面的努力．
更高效率的利用CPU
更低成本的实现并发
目前来看，go语言的协程则是这２个思路的最佳实践．go的协程和channel是go语言的真正精髓．掌握好go+channel的使用，有利于更加准确的开发高效的并发处理程序．
全文完，感谢您的阅读．
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