Go 之旅五: 并发
本文是学习 A Tour of Go (中文参考 Go 之旅中文 ) 整理的笔记。介绍Go 语言线程，信道以及互斥锁的概念和使用方法。
1. Go 线程
$GOPATH/src/go_note/gotour/concurrency/goroutine/goroutine.go 源码如下
/**
* go 语言线程
*/
package main
import (
"fmt"
)
func say(s string) {
for i := 0; i < 2; i++ {
fmt.Println(i, s)
}
}
func main() {
go say("world")
say("hello")
}
Go 线程（goroutine）是由Go 运行时管理的轻量级线程。
go f(x, y, z)
会启动一个新的 Go 线程程并执行
f(x, y, z)
其中 f 、 x 、 y 和 z 的求值在当前的 Go 线程中进行，而 f 的执行发生在新的 Go 线程中。
Go 程在相同的地址空间中运行，因此在访问共享的内存时必须进行同步，这可以通过使用sync 包或信道实现。
2. 信道
$GOPATH/src/go_note/gotour/concurrency/channel/channel.go 源码如下
/**
* go 语言信道
*/
package main
import "fmt"
func sum(s []int, c chan int) {
sum := 0
for _, v := range s {
sum += v
}
c <- sum
}
func fibonacci(n int, c chan int) {
x, y := 0, 1
for i := 0; i < n; i++ {
c <- x
x, y = y, x+y
}
close(c) // 关闭队列
}
func main() {
s := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}
c := make(chan int)
go sum(s[:len(s)/2], c)
go sum(s[len(s)/2:], c)
x, y := <-c, <-c // 从 c 中获取数据
fmt.Println(x, y, x+y)
// range 与 close
f := make(chan int, 10) // 创建带有缓冲区的管道
go fibonacci(cap(f), f)
for i := range f {
fmt.Println(i)
}
}
信道是带有类型的管道，通过信道操作符 <- 来从信道发送或者接收值。
ch <- v // 将 v 发送至信道 ch。
v := <-ch // 从 ch 接收值并赋予 v。
“箭头”就是数据流的方向。
信道在使用前必须创建：
ch := make(chan int)
默认情况下，发送和接收操作在另一端准备好之前都会阻塞。这使得 Go 程可以在没有显式的锁或竞态变量的情况下进行同步。
2.1 带缓冲的信道
信道可以是带缓冲的, 将缓冲长度作为第二个参数提供给 make 来初始化一个带缓冲的信道：
ch := make(chan int, 100)
仅当信道的缓冲区填满后，向其发送数据时才会阻塞。当缓冲区为空时，接受方会阻塞。
2.2 range 和 close
发送者可通过 close 关闭一个信道来表示没有需要发送的值。接收者可以通过为接收表达式的第二个参数来测试信道是否被关闭：若没有值可以接收且信道已被关闭，该值为 false
v, ok := <-ch
// ok == false
循环 for i := range c 会不断从信道接收值，直到它被关闭。
注意： 只有发送者才能关闭信道，而接收者不能。向一个已经关闭的信道发送数据会引发程序错误。信道与文件不同，通常情况下无需关闭它们。只有在必须告诉接收者不再有值需要发送的时候才有必要关闭，如终止一个 range 循环。
3. select 语句
$GOPATH/src/go_note/gotour/concurrency/select/select.go 源码如下:
/**
* go 语言 select
*/
package main
import (
"fmt"
)
// go 线程设置c 管道
func fibonacci(c, quit chan int) {
x, y := 0, 1
for {
select {
case c<-x:
x, y = y, x+y
case <-quit:
fmt.Println("quit")
return
default:
fmt.Println(" .")
}
}
}
func main() {
c := make(chan int)
quit := make(chan int)
// go 线程读取c 管道
go func() {
for i:= 0; i < 5; i++{
fmt.Println(<-c)
}
quit<-0
}()
fibonacci(c, quit)
}
select 语句使一个 Go 线程可以等待多个通信操作。
select 会阻塞到某个分支可以继续执行为止，这时就会执行该分支。当多个分支都准备好时会随机选择一个执行。
当 select 中的其它分支都没有准备好时，default 分支就会执行。为了在尝试发送或者接收时不发生阻塞，可使用 default 分支
4. sync.Mutex
$GOPATH/src/go_note/gotour/concurrency/mutex/mutex.go 源码如下:
/**
* go 互斥锁
*/
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
// 并发安全
type SafeCounter struct {
v map[string]int
mux sync.Mutex
}
// 增加计数器值
func (c *SafeCounter) Inc(key string) {
c.mux.Lock()
c.v[key]++
c.mux.Unlock()
}
// 返回当前计数器值
func (c *SafeCounter) Value(key string) int {
c.mux.Lock()
defer c.mux.Unlock() // 在Value 函数返回时解锁
return c.v[key]
}
func main() {
c := SafeCounter{v: make(map[string]int)}
for i := 0; i < 1000; i++ {
go c.Inc("somekey")
}
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(c.Value("somekey")) //1000
}
互斥（mutual exclusion），指一次只有一个 Go 线程能够访问一个共享的变量。一般使用互斥锁（Mutex）来提供这种机制。
Go 标准库中提供了 sync.Mutex 互斥锁类型及其两个方法：
Lock()
Unlock()
通过在代码前调用 Lock() 方法，在代码后调用 Unlock() 方法来保证一段代码的互斥执行。另外可以用 defer 语句来保证互斥锁一定会被解锁。
参考
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