[Golang]我的Go+语言初体验——协程篇

Posted 2022-01-03 Lazy@慵懒

文章目录

• 前言
• Golang中的协程
• 通道channel
• • 创建通道：
  • 使用通道发送数据和接收数据
  • 关闭通道

前言

协程这个词，相信看到这篇文章的小伙伴并不陌生，我自己也是因为这个词，而接触Golang的。
那什么是协程？ 协程和我们平时接触的进程和线程有什么关联和不同呢？那我们来一 一讨论一番。

进程，线程与协程
我们在文件中编写一段代码，这个文件称为源文件，将源文件经过一系列操作，会生成可执行的二进制文件，这个二进制文件我们称之为程序(实质是文件)，那么其一定是存储于磁盘当中的。当我们使用./xxx命令的时候（也就是我们常说的启动程序），会出现程序对应的结果。而这个启动的程序就是我们所要说的进程（所谓的进程，就是启动的程序，会占用内存等系统资源)，而进程当中又包含了线程。线程是CPU调度的基本单位，而进程是资源分配的基本单位。
eg：程序我们可以认为是一个剧本，拿着剧本可以去各地舞台演出，通过程序我们可以启动多个进程(进程的名称可能不同，但是功能相同，我们可以启动多个QQ飞车，都又一摸一样的游戏模式)，而线程更像是演员，完成进程中的一部分功能(eg:在飞车中，我们可以一边跑图，一边听歌)

而协程是微线程，就如线程被称为轻量级进程一般，协程比线程更加轻量级，一个线程中可以有多个协程。

区别：
进程和线程是操作系统进行管理的，而协程是编译器级的，不受操作系统内核控制，直接由程序控制，避免了线程切换带来的开销，轻量级这是协程的巨大魅力所在，可以轻松的创建数万个协程，不必担心系统资源枯竭问题。

Golang中的协程

Go语言中的协程叫作Goroutine。Goroutine由Go程序运行时（runtime）调度和管理.它也属于抢占式任务处理，和多线程任务处理类似。

在Golang中启动一个协程，非常的简单，只需要在函数或这方法前面添加关键字go。
注：
函数和方法一般不会写返回值，如果有返回值也会被忽略掉。

eg:编写一个简单的协程程序：启动两个协程A，B打印数字1~7

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() 
	go ADD("A")
	go ADD("B")
	time.Sleep(3 * time.Second)
    fmt.Println("main done")


func ADD( str string) 
	for i := 1; i <= 7; i++ 
	   fmt.Println(str," say:",i)
           time.Sleep(time.Microsecond)
	

结果：

A  say: 1
B  say: 1
B  say: 2
A  say: 2
A  say: 3
B  say: 3
B  say: 4
A  say: 4
A  say: 5
B  say: 5
B  say: 6
A  say: 6
A  say: 7
B  say: 7
main done

通过结果，我们观察到两个协程是并行执行的，如果我们将ADD函数中time.Sleep(time.Microsecond)去除掉，会观察到两个协程是并发执行的，这是因为每协程执行时间很短，协程B执行前，协程A已经执行完毕了退出了。
如果我们将main中的time.Sleep(3 * time.Second)去除掉，观察结果，会发现结果不完整，因为执行main函数是也会启动一个协程，如果这个main协程执行完毕退出之后，其上的协程将会全部退出。

通道channel

通过上面的程序，我们可以观察到，一旦main函数执行完毕退出之后，启动的所有协程也会全部退出(即使没有完成对应的工作)。当然我们可以采用上面的方法，设置睡眠时间，但是这个时间要设置多久呢？过短的话，会出现没有完成全部工作就退出的情况；多长的话，程序的效率就很低，所以时间的把控是非常困难的。我们需要能够进行协程间通信，而channel就可以用来解决这个问题，而且十分的高效.

Go中盛行一句话:
Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.
“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。”

channel就是这句话的产物，我们可以使用它来发送和接收共享资源，达到协程间通信的目的，同时还可以保证协程间的同步。

创建通道：

声明channel类型的变量 语法:

var [变量名称] chan [数据类型]

eg: var chanInt chan int
定义了一个名为chanInt的管道，该管道内可存放int类型的数据

channel是引用类型，其默认值为nil，在定义channel变量之后，我们需要使用make创建之后，才可以进行使用。如果在使用make创建时，不指定通道的大小或者指定通道的大小为0时，则会创建无缓冲通道。指定大小时会创建有缓冲的通道.
语法如下:

通道变量 :=make(通道类型,通道大小)
eg:
ch :=make(chan int)   //无缓冲的通道
ch :=make(chan int,2) //有缓冲的通道

使用通道发送数据和接收数据

无论发送数据还是接收数据，我们都会使用<-进行操作
发送数据

ch :=make(chan int)
ch<-7
eg:我们创建了一个存放int类型数据的通道，将数值7放入该通道内

接收数据

1.阻塞接收
c:= <-ch
eg:使用上面的方式就可以从通道ch读取一个数据，存储于变量c中
执行上面的语句的时候，会陷入阻塞状态，直到接收并且其赋给c。
阻塞接收完整写法
c,flag :=<-ch
eg: c表示接收的数据，倘若没有接收到数据，则为通道存储类型的默认值
flag为一个布尔值，接收到数据为true,为false时表示通道已经被关闭了
2.忽略接收数据
<-ch
会将接收的数据丢弃掉，执行此语句channel会阻塞，其目的不是为了接收数据
，而是阻塞当前的Goroutine
3.循环接收数据
可以使用for循环来读取桶道中所有数据,循环接收数据需要配合关闭通道来使用
  1)普通for循环
   for
      data,flag :=<-ch
      //如果flag为false，则通道已经被关闭了，没有数据传递了，退出
      if !flag
          break; 
      
   
  2)for-range  会自动判断通道是否关闭，若通道关闭，自动退出
  for data := range ch
        fmt.Println(data)
  

关闭通道

可以使用内置函数close来关闭通道；当通道关闭之后，就不能往通道内写入数据；而可以从通道里面读取数据。

package main

import "fmt"

func main()
   ch:=make(chan int,5);
   ch<-5;
   ch<-3;
   close(ch);
   fmt.Println(<-ch);
   fmt.Println(<-ch);
   ch<-7;


//5
//3
//panic: send on closed channel

从结果当中，我们可以看出，当往已经关闭的通道当中写入数据的时候，会引发panic