原文链接： Go 专栏｜并发编程：goroutine，channel 和 sync

优雅的并发编程范式，欠缺的并发反对，杰出的并发性能是 Go 语言区别于其余语言的一大特色。

在当今这个多核时代，并发编程的意义显而易见。应用 Go 开发并发程序，操作起来非常简单，语言级别提供关键字 go 用于启动协程，并且在同一台机器上能够启动成千上万个协程。

上面就来具体介绍。

goroutine

Go 语言的并发执行体称为 goroutine，应用关键词 go 来启动一个 goroutine。

go 关键词前面必须跟一个函数，能够是有名函数，也能够是无名函数，函数的返回值会被疏忽。

go 的执行是非阻塞的。

先来看一个例子：

package mainimport (    "fmt"    "time")func main() {    go spinner(100 * time.Millisecond)    const n = 45    fibN := fib(n)    fmt.Printf("\rFibonacci(%d) = %d\n", n, fibN) // Fibonacci(45) = 1134903170}func spinner(delay time.Duration) {    for {        for _, r := range `-\|/` {            fmt.Printf("\r%c", r)            time.Sleep(delay)        }    }}func fib(x int) int {    if x < 2 {        return x    }    return fib(x-1) + fib(x-2)}

从执行后果来看，胜利计算出了斐波那契数列的值，阐明程序在 spinner 处并没有阻塞，而且 spinner 函数还始终在屏幕上打印提醒字符，阐明程序正在执行。

当计算完斐波那契数列的值，main 函数打印后果并退出，spinner 也跟着退出。

再来看一个例子，循环执行 10 次，打印两个数的和：

package mainimport "fmt"func Add(x, y int) {    z := x + y    fmt.Println(z)}func main() {    for i := 0; i < 10; i++ {        go Add(i, i)    }}

有问题了，屏幕上什么都没有，为什么呢？

这就要看 Go 程序的执行机制了。当一个程序启动时，只有一个 goroutine 来调用 main 函数，称为主 goroutine。新的 goroutine 通过 go 关键词创立，而后并发执行。当 main 函数返回时，不会期待其余 goroutine 执行完，而是间接暴力完结所有 goroutine。

那有没有方法解决呢？当然是有的，请往下看。

channel

个别写多过程程序时，都会遇到一个问题：过程间通信。常见的通信形式有信号，共享内存等。goroutine 之间的通信机制是通道 channel。

应用 make 创立通道：

ch := make(chan int) // ch 的类型是 chan int

通道反对三个次要操作：send，receive 和 close。

ch <- x // 发送x = <-ch // 接管<-ch // 接管，抛弃后果close(ch) // 敞开

无缓冲 channel

make 函数承受两个参数，第二个参数是可选参数，示意通道容量。不传或者传 0 示意创立了一个无缓冲通道。

无缓冲通道上的发送操作将会阻塞，直到另一个 goroutine 在对应的通道上执行接管操作。相同，如果接管先执行，那么接管 goroutine 将会阻塞，直到另一个 goroutine 在对应通道上执行发送。

所以，无缓冲通道是一种同步通道。

上面咱们应用无缓冲通道把下面例子中呈现的问题解决一下。

package mainimport "fmt"func Add(x, y int, ch chan int) {    z := x + y    ch <- z}func main() {    ch := make(chan int)    for i := 0; i < 10; i++ {        go Add(i, i, ch)    }    for i := 0; i < 10; i++ {        fmt.Println(<-ch)    }}

能够失常输入后果。

主 goroutine 会阻塞，直到读取到通道中的值，程序继续执行，最初退出。

缓冲 channel

创立一个容量是 5 的缓冲通道：

ch := make(chan int, 5)

缓冲通道的发送操作在通道尾部插入一个元素，接管操作从通道的头部移除一个元素。如果通道满了，发送会阻塞，直到另一个 goroutine 执行接管。相同，如果通道是空的，接管会阻塞，直到另一个 goroutine 执行发送。

有没有感觉，其实缓冲通道和队列一样，把操作都解耦了。

单向 channel

类型 chan<- int 是一个只能发送的通道，类型 <-chan int 是一个只能接管的通道。

任何双向通道都能够用作单向通道，但反过来不行。

还有一点须要留神，close 只能用在发送通道上，如果用在接管通道会报错。

看一个单向通道的例子：

package mainimport "fmt"func counter(out chan<- int) {    for x := 0; x < 10; x++ {        out <- x    }    close(out)}func squarer(out chan<- int, in <-chan int) {    for v := range in {        out <- v * v    }    close(out)}func printer(in <-chan int) {    for v := range in {        fmt.Println(v)    }}func main() {    n := make(chan int)    s := make(chan int)    go counter(n)    go squarer(s, n)    printer(s)}

sync

sync 包提供了两种锁类型：sync.Mutex 和 sync.RWMutex，前者是互斥锁，后者是读写锁。

当一个 goroutine 获取了 Mutex 后，其余 goroutine 不论读写，只能期待，直到锁被开释。

package mainimport (    "fmt"    "sync"    "time")func main() {    var mutex sync.Mutex    wg := sync.WaitGroup{}    // 主 goroutine 先获取锁    fmt.Println("Locking  (G0)")    mutex.Lock()    fmt.Println("locked (G0)")    wg.Add(3)    for i := 1; i < 4; i++ {        go func(i int) {            // 因为主 goroutine 先获取锁，程序开始 5 秒会阻塞在这里            fmt.Printf("Locking (G%d)\n", i)            mutex.Lock()            fmt.Printf("locked (G%d)\n", i)            time.Sleep(time.Second * 2)            mutex.Unlock()            fmt.Printf("unlocked (G%d)\n", i)            wg.Done()        }(i)    }    // 主 goroutine 5 秒后开释锁    time.Sleep(time.Second * 5)    fmt.Println("ready unlock (G0)")    mutex.Unlock()    fmt.Println("unlocked (G0)")    wg.Wait()}

RWMutex 属于经典的单写多读模型，当读锁被占用时，会阻止写，但不阻止读。而写锁会阻止写和读。

package mainimport (    "fmt"    "sync"    "time")func main() {    var rwMutex sync.RWMutex    wg := sync.WaitGroup{}    Data := 0    wg.Add(20)    for i := 0; i < 10; i++ {        go func(t int) {            // 第一次运行后，写解锁。            // 循环到第二次时，读锁定后，goroutine 没有阻塞，同时读胜利。            fmt.Println("Locking")            rwMutex.RLock()            defer rwMutex.RUnlock()            fmt.Printf("Read data: %v\n", Data)            wg.Done()            time.Sleep(2 * time.Second)        }(i)        go func(t int) {            // 写锁定下是须要解锁后能力写的            rwMutex.Lock()            defer rwMutex.Unlock()            Data += t            fmt.Printf("Write Data: %v %d \n", Data, t)            wg.Done()            time.Sleep(2 * time.Second)        }(i)    }    wg.Wait()}

总结

并发编程算是 Go 的特色，也是外围性能之一了，波及的知识点其实是十分多的，本文也只是起到一个抛砖引玉的作用而已。

本文开始介绍了 goroutine 的简略用法，而后引出了通道的概念。

通道有三种：

  1. 无缓冲通道
  2. 缓冲通道
  3. 单向通道

最初介绍了 Go 中的锁机制，别离是 sync 包提供的 sync.Mutex（互斥锁） 和 sync.RWMutex（读写锁）。

goroutine 博大精深，前面的坑还是要缓缓踩的。

文章中的脑图和源码都上传到了 GitHub，有须要的同学可自行下载。

地址： https://github.com/yongxinz/g...

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