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一篇文章带你了解Go语言基础之并发(channel)

Go语言进阶学习

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发布时间:2023-07-21 10:09:54

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来源于Go语言进阶学习

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为什么需要channel

channel在go中,也叫做管道,是用来多线程之间共享数据的。

通常情况下,在Go中的共享数据用的也是channel,但是在Go有两种共享数据方式。

  • 共享内存实现通讯。

  • 通过管道(channel)通讯(推荐)。

为啥子共享内存通讯不太推荐?

示例代码:多线程修改一个值。

函数

func Calc() {
    defer wg.Done()
    NUM = NUM - 1
}

main

var NUM = 100
var wg sync.WaitGroup


func main() {
    for i := 0; i<100;i++  {
        wg.Add(1)
        go Calc()
}
    wg.Wait()
    fmt.Println(NUM)
}

执行结果

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没错,是2,懵了吧,哈哈哈,理论应该是0才对呀。

这是为啥?

这就是共享内存不太推荐的原因,我们的代码已经是多线程了。

第一个函数代码中,第3行,NUM = NUM - 1

如果多个线程同时执行到这一行,并且没有加锁,就会出现数据错乱。

那该怎么做呢?

加锁,加锁可以保证某一段代码只能被一个线程执行,防止被争抢。

代码

func Calc() {
    defer wg.Done()
    mutex.Lock()
    NUM = NUM - 1
    mutex.Unlock()
}

第3行加锁,第5行解锁

执行结果

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这次真的是0的,不管执行几次。

但是会发现一个问题,如果采用这种方式,需要常常注意竞争问题。

所以不是太推荐,需要考虑的比较多,并且各种加锁会消耗性能。

channel语法

channel格式

var 变量名 chan 类型
例如
var x1 chan int //x1管道里面只能存int类型数据
var x2 chan string //x2管道里面只能存字符串类型数据

注意

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定义管道时,chan int是一个整体,别搞错了各位。

创建channel

创建channel,只能通过make创建。

格式

var 变量名 = make(chan 类型,[管道大小])
示例
var chan1 = make(chan int,10)//管道可以放10个int元素
var chan2 = make(chan string,5)//管道可以放5个string元素

channel操作

创建一个管道。

ch = make(chan int,10)

channel是一个管道,就像一个管子。

所以可以像管子里面塞东西,并且能取东西关闭管道就是这个管道不能用了,里面的值取完就打样了

像管子塞东西(发送)ch

从管子取东西(接收)var x =

关闭管子close(ch)

注意:channel是先入先出结构,就像这样。

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注意事项:

  • 如果通道塞满了,再塞 会阻塞住。

  • 如果通道关闭了,是不能再塞值了,否则会panic。

  • 即使通道关闭了,依然可以取值,直到将管道的值取完,取完后得到的是对应类型零值。

  • 管道不能重复关闭,重复关闭会panic。


无缓冲管道

无缓冲就是这个管道没有长度,就像这样。

就像快读员没有快递柜,需要直接将快递给客户,如果没人要就撂摊子。

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示例代码

package main


import (
    "fmt"
)


//模拟张三
func 张三(x chan string) {
    var a = <-x
    fmt.Println(a)
}


func main() {
    //通道没有长度,就是无缓冲通道
    var x = make(chan string)
    go 张三(x)
    x <- "张三的快递"
    fmt.Println("张三快递交付成功")
}

第16行写入一个值,同理,张三就要等着去接,如果没人接,那就完了。

假设注释第9行代码。

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直接报错,all goroutines are asleep - deadlock!,这句话的意思是所有的协程都睡着了,死锁

无缓冲说明通道长度为0发送一个值会阻塞住

这就相当于快递员直接找张三,但是张三没了,但是快递员还得一直等着,等等等,然后挂了,终究还是没送出去。

有缓冲管道

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这个就简单啦,多了一个快递柜,快递员直接将快递仍快递柜就行了。

示例代码

package main


import (
    "fmt"
    "sync"
)


var wg sync.WaitGroup


//快递员,快递员放10个快递
func 快递员(kuaidigui chan string) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println("快递员放入了第",i,"快递")
        kuaidigui <- fmt.Sprintf("第%d个快递", i)
}
    //放完快递就关闭了通道
    close(kuaidigui)
}


//张三,拿走3个快递
func 张三(kuaidigui chan string) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println("张三拿走" + <-kuaidigui)
}
}
//李四拿走7个快递
func 李四(kuaidigui chan string) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 7; i++ {
        fmt.Println("李四拿走" + <-kuaidigui)
}
}
func main() {
    //快递柜,10个大小
    var 快递柜 = make(chan string, 10)
    wg.Add(3)
    go 快递员(快递柜)
    go 张三(快递柜)
    go 李四(快递柜)
    wg.Wait()
}

执行结果

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遍历channel两种方式

代码

func main() {
    //快递柜,10个大小
    var ch = make(chan int, 10)
    //向管道中发送值
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
}
    //方式一取值
    //for {
    //i, ok := <-ch
    ////取完值ok就是false
    //if !ok {
    //      //结束循环
    //      break
    //}
    //fmt.Println(i)
    //}
    //方式二取值
    for i:=range ch{
        fmt.Println(i)
}
}

执行结果

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报错是因为我在main中完成了发送值和取值两个操作,所以会出现上述问题,但是结果是没有错的。

单向通道

我们知道通道是可以发送值取值的,但是某些场景为了安全起见,理论来说只能取值,后者只能发送值。

单向通道通常只在函数参数中体现。

  • 形参 chan只写。

  • 形参 只读。

修改上述快递员代码。

package main


import (
    "fmt"
    "sync"
)


var wg sync.WaitGroup


//快递员,快递员放10个快递,只写 chan<- string
func 快递员(kuaidigui chan<- string) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println("快递员放入了第", i, "快递")
        kuaidigui <- fmt.Sprintf("第%d个快递", i)
}
    //放完快递就关闭了通道
    close(kuaidigui)
}


//张三,拿走3个快递,只读<-chan string
func 张三(kuaidigui <-chan string) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println("张三拿走" + <-kuaidigui)
}
}


//李四拿走7个快递
func 李四(kuaidigui <-chan string) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 7; i++ {
        fmt.Println("李四拿走" + <-kuaidigui)
}
}
func main() {
    //快递柜,10个大小
    var 快递柜 = make(chan string, 10)
    wg.Add(3)
    go 快递员(快递柜)
    go 张三(快递柜)
    go 李四(快递柜)
    wg.Wait()
}

总结

上述讲述了Go语言并发如何和channel配合使用,毕竟我们一般的任务都不是单独运行的,都是互相配合的。

我们讲述了如何创建channel如何使用channel有缓冲管道和无缓冲管道区别,并且拒了一个快递员例子来展示协程和channel如何配合,最后用单向通道又加固了一下代码。

我的代码中使用了中文命名变量名是为了好看,实际开发中千万不要这样!!!

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