goroutine和channel 如何控制并发顺序？

Posted 2022-02-24 小生凡一

文章目录

• 写在前面
• • 分析
• 1. goroutine
• 2. select
• 3. sync.WaitGroup
• 4. channel
• 5. 代码
• • 解释
  • 完整

写在前面

最近有同学问我这个问题。

题目意思是 利用goroutine和channel 连续输出10次，dog，cat，fish，并且都要按照这个dog，cat，fish的顺序输出。

分析

题目既然要求是使用goroutine，那么我们肯定是要控制好这个并发的顺序。因为并发是具有随机性的，这个题目并不难，很典型的chan控制进程之间的顺序。

那我们先了解一下 goroutine ，select ，sync.WaitGroup，channel

1. goroutine

我们这里先了解一下go的调度机制，即是GPM模型。goruntine相对线程更加轻量，GPM调度器效率更高。

• G：Goroutine 我们所说的协程，为用户级的轻量级线程，每个Goroutine对象中的sched保存着其上下文信息
• P：Processor 调度，即为G和M的调度对象，用来调度G和M之间的关联关系，其数量可通过GOMAXPROCS()来设置，默认为核心数
• M：Machine 真正的工人，对内核级线程的封装，数量对应真实的CPU数

每个Processor对象都拥有一个LRQ（Local Run Queue），未分配的Goroutine对象保存在GRQ（Global Run Queue ）中，等待分配给某一个P的LRQ中，每个LRQ里面包含若干个用户创建的Goroutine对象。

同时Processor作为桥梁对Machine和Goroutine进行了解耦，也就是说Goroutine如果想要使用Machine需要绑定一个Processor才行。

2. select

select 和 switch 很像，它不需要输入参数，并且仅仅被使用在通道操作上。
select 语句被用来执行多个通道操作的一个和其附带的 case 块代码。

我们知道 select 语句和 switch 很像，不同点是用通道读写操作代替了布尔操作。
通道将被阻塞，除非它有默认的 default 块 (之后将介绍)。一旦某个 case 条件执行，它将不阻塞。
我们发现 select 语句将阻塞，因此 select 将等待，直到有 case 语句不阻塞。

可以使用 select 模拟了一个数百万请求的服务器负载均衡的例子，它从多个有效服务中返回其中一个响应。

使用协程，通道和 select 语句，我们可以向多个服务器请求数据并获取其中最快响应的那个。

3. sync.WaitGroup

WaitGroup 是一个带着计数器的结构体，这个计数器可以追踪到有多少协程创建，有多少协程完成了其工作。当计数器为 0 的时候说明所有协程都完成了其工作。

• Add 方法的参数是一个变量名叫 delta 的int 类型参数，主要用来内部计数。 内部计数器默认值为 0. 它用于记录多少个协程在运行。

• 当 WaitGroup 创建后，计数器值为 0，我们可以通过给 Add方法传 int类型值来增加它的数量。 记住， 当协程建立后，计数器的值不会自动递增 ，因此需要我们手动递增它。

• Wait 方法用来阻塞当前协程。一旦计数器为 0, 协程将恢复运行。 因此，我们需要一个方法去降低计数器的值。

• Done 方法可以降低计数器的值。他不接受任何参数，因此，它每执行一次计数器就减 1。

4. channel

channel 具体看这篇文章吧 channel介绍

之前的一篇博客已经讲的很清楚了。

5. 代码

简单了解完上述之后，我们开始写代码。

解释

既然是并发，那么我们就要写3个函数，去分别打印我们的dog，cat，fish了。

这里用dog进行举例

func dog()
	fmt.Println("dog")

那我们的主函数就要启动goroutine去并发了。大概就是一下这种情况。

func main()
	//...省略一些逻辑
	go dog()
	go cat()
	go fish()
	//...省略一些逻辑

那么我们先控制这三个的并发顺序，可以直接select去阻塞进行调试。

既然要控制并发顺序，我们就要可以用channel进行通信通知。我们先创建三个channel，用chan去传递信息。注意这里是传递无缓冲的channel，因为无缓冲是可以进行读写同步的。用来控制并发顺序最合适不过了。

dogChan, catChan, fishChan := make(chan bool), make(chan bool), make(chan bool)

dogChan 一开始赋值，并且dog打印完之后，给catChan通信，cat打印完之后，给fishChan通信，fish打印完后给dogChan通信。打完10次之后就停止。

比如这个传入dogChan 和 catChan 进行通信。把dogChan的取出，再将catChan的赋值，就可以不断进行循环调度了。

func dog(dogChan chan bool,catChan chan bool ) 
	for 
		select 
		case <-dogChan:
			fmt.Println("dog")
			catChan <- true
			break
		default:
			break
		
	

我们主程序可以用 sync.WaitGroup 来进行阻塞。当完成10次之后才Done掉，那么就完成了。

func fish(fishChan chan bool,dogChan chan bool ) 
	i := 0
	for 
		select 
		case <-fishChan:
			fmt.Println("fish")
			i++
			if i > 9 
				wg.Done()
				return
			
			dogChan <- true
			break
		default:
			break
		
	

完整

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var wg sync.WaitGroup

func dog(dogChan chan bool,catChan chan bool ) 
	for 
		select 
		case <-dogChan:
			fmt.Println("dog")
			catChan <- true
			break
		default:
			break
		
	


func cat(catChan chan bool,fishChan chan bool ) 
	for 
		select 
		case <-catChan:
			fmt.Println("cat")
			fishChan <- true
			break
		default:
			break
		
	


func fish(fishChan chan bool,dogChan chan bool ) 
	i := 0
	for 
		select 
		case <-fishChan:
			fmt.Println("fish")
			i++ // 计数，打印完之后就溜溜结束了。
			if i > 9 
				wg.Done()
				return
			
			dogChan <- true
			break
		default:
			break
		
	


func main() 
	dogChan, catChan, fishChan := make(chan bool), make(chan bool), make(chan bool)
	wg.Add(1)
	go dog(dogChan, catChan)
	go cat(catChan, fishChan)
	go fish(fishChan, dogChan)
	dogChan <- true // 记得这里进行启动条件，不然就没法启动了。
	wg.Wait()