go獲取協(xié)程(goroutine)號(hào)的實(shí)例
我就廢話不多說了,大家還是直接看代碼吧~
func GetGID() uint64 { b := make([]byte, 64) b = b[:runtime.Stack(b, false)] b = bytes.TrimPrefix(b, []byte("goroutine ")) b = b[:bytes.IndexByte(b, ' ')] n, _ := strconv.ParseUint(string(b), 10, 64) return n }
補(bǔ)充:Go語言并發(fā)協(xié)程Goroutine和通道channel
Go語言并發(fā)協(xié)程Goroutine
1.1 Go語言競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)
有并發(fā),就有資源競(jìng)爭(zhēng),如果兩個(gè)或者多個(gè) goroutine 在沒有相互同步的情況下,訪問某個(gè)共享的資源,比如同時(shí)對(duì)該資源進(jìn)行讀寫時(shí),就會(huì)處于相互競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài),這就是并發(fā)中的資源競(jìng)爭(zhēng)。
并發(fā)本身并不復(fù)雜,但是因?yàn)橛辛速Y源競(jìng)爭(zhēng)的問題,就使得我們開發(fā)出好的并發(fā)程序變得復(fù)雜起來,因?yàn)闀?huì)引起很多莫名其妙的問題。
以下代碼就會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài):
import ( "fmt" "runtime" "sync" ) var ( count int32 wg sync.WaitGroup ) func main() { wg.Add(2) go incCount() go incCount() wg.Wait() fmt.Println(count) } func incCount() { defer wg.Done() for i := 0; i < 2; i++ { value := count runtime.Gosched() value++ count = value } }
count 變量沒有任何同步保護(hù),所以兩個(gè) goroutine 都會(huì)對(duì)其進(jìn)行讀寫,會(huì)導(dǎo)致對(duì)已經(jīng)計(jì)算好的結(jié)果被覆蓋,以至于產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果。
代碼中的 runtime.Gosched() 是讓當(dāng)前 goroutine 暫停的意思,退回執(zhí)行隊(duì)列runq,讓其他等待的 goroutine 運(yùn)行,目的是為了使資源競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果更明顯,下次運(yùn)行暫停的goroutine時(shí)從斷點(diǎn)處開始。
分析程序運(yùn)行過程:
g1 讀取到 count 的值為 0;
然后 g1 暫停了,切換到 g2 運(yùn)行,g2 讀取到 count 的值也為 0;
g2 暫停,切換到 g1暫停的位置繼續(xù)運(yùn)行,g1 對(duì) count+1,count 的值變?yōu)?1;
g1 暫停,切換到 g2,g2 剛剛已經(jīng)獲取到值 0,對(duì)其 +1,最后賦值給 count,其結(jié)果還是 1;
可以看出 g1 對(duì) count+1 的結(jié)果被 g2 給覆蓋了,兩個(gè) goroutine 都 +1 而結(jié)果還是 1。
通過上面的分析可以看出,之所以出現(xiàn)上面的問題,是因?yàn)閮蓚€(gè) goroutine 相互覆蓋結(jié)果。
所以我們對(duì)于同一個(gè)資源的讀寫必須是原子化的,也就是說,同一時(shí)間只能允許有一個(gè) goroutine 對(duì)共享資源進(jìn)行讀寫操作。 此例子的共享資源就是count
通過go build -race生成一個(gè)可以執(zhí)行文件,然后再運(yùn)行這個(gè)可執(zhí)行文件,就可以檢測(cè)資源競(jìng)爭(zhēng)信息,看到打印出的檢測(cè)信息。如下
================== WARNING: DATA RACE Read at 0x000000619cbc by goroutine 8: main.incCount() D:/code/src/main.go:25 +0x80// goroutine 8 在代碼 25 行讀取共享資源value := count Previous write at 0x000000619cbc by goroutine 7: main.incCount() D:/code/src/main.go:28 +0x9f// goroutine 7 在代碼 28行修改共享資源count=value Goroutine 8 (running) created at: main.main() D:/code/src/main.go:17 +0x7e Goroutine 7 (finished) created at: main.main() D:/code/src/main.go:16 +0x66//兩個(gè) goroutine 都是從 main 函數(shù)的 16、17 行通過 go 關(guān)鍵字啟動(dòng)的。 ================== 4 Found 1 data race(s)
1.2 鎖住共享資源
Go語言提供了傳統(tǒng)的同步 goroutine 的機(jī)制,就是對(duì)共享資源加鎖。atomic 和 sync 包里的一些函數(shù)就可以對(duì)共享的資源進(jìn)行加鎖操作。
1.2.1 原子函數(shù)
原子函數(shù)能夠以很底層的加鎖機(jī)制來同步訪問整型變量和指針
import ( "fmt" "runtime" "sync" "sync/atomic" ) var ( counter int64 wg sync.WaitGroup ) func main() { wg.Add(2) go incCounter(1) go incCounter(2) wg.Wait() //等待goroutine結(jié)束 fmt.Println(counter) } func incCounter(id int) { defer wg.Done() for count := 0; count < 2; count++ { atomic.AddInt64(&counter, 1) //安全的對(duì)counter加1 runtime.Gosched() } }
上述代碼中使用了 atmoic 包的 AddInt64 函數(shù),這個(gè)函數(shù)會(huì)同步整型值的加法,方法是強(qiáng)制同一時(shí)刻只能有一個(gè) gorountie 運(yùn)行并完成這個(gè)加法操作。
另外兩個(gè)有用的原子函數(shù)是 LoadInt64 和 StoreInt64。這兩個(gè)函數(shù)提供了一種安全地讀和寫一個(gè)整型值的方式。下面的代碼就使用了 LoadInt64 和 StoreInt64 函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè)同步標(biāo)志,這個(gè)標(biāo)志可以向程序里多個(gè) goroutine 通知某個(gè)特殊狀態(tài)。
import ( "fmt" "sync" "sync/atomic" "time" ) var ( shutdown int64 wg sync.WaitGroup ) func main() { wg.Add(2) go doWork("A") go doWork("B") time.Sleep(1 * time.Second) fmt.Println("Shutdown Now") atomic.StoreInt64(&shutdown, 1) wg.Wait() } func doWork(name string) { defer wg.Done() for { fmt.Printf("Doing %s Work\n", name) time.Sleep(250 * time.Millisecond) if atomic.LoadInt64(&shutdown) == 1 { fmt.Printf("Shutting %s Down\n", name) break } } } --output-- Doing A Work Doing B Work Doing B Work Doing A Work Doing A Work Doing B Work Doing B Work Doing A Work//前8行順序每次運(yùn)行時(shí)都不一樣 Shutdown Now Shutting A Down Shutting B Down//A和B都shut down后,由wg.Done()把計(jì)數(shù)器置0
上面代碼中 main 函數(shù)使用 StoreInt64 函數(shù)來安全地修改 shutdown 變量的值。如果哪個(gè) doWork goroutine 試圖在 main 函數(shù)調(diào)用 StoreInt64 的同時(shí)調(diào)用 LoadInt64 函數(shù),那么原子函數(shù)會(huì)將這些調(diào)用互相同步,保證這些操作都是安全的,不會(huì)進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。
1.2.2 鎖
見上篇文章,上面的例子為保持同步,取消競(jìng)爭(zhēng),可照以下操作:
func incCounter(id int) { defer wg.Done() for count := 0; count < 2; count++ { //同一時(shí)刻只允許一個(gè)goroutine進(jìn)入這個(gè)臨界區(qū) mutex.Lock() { value := counter runtime.Gosched()//退出當(dāng)前goroutine,調(diào)度器會(huì)再次分配這個(gè) goroutine 繼續(xù)運(yùn)行。 value++ counter = value } mutex.Unlock() //釋放鎖,允許其他正在等待的goroutine進(jìn)入臨界區(qū) } }
1.3 通道chan
統(tǒng)統(tǒng)將通道兩端的goroutine理解為生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式。
通道的數(shù)據(jù)接收一共有以下 4 種寫法。
阻塞接收數(shù)據(jù)
阻塞模式接收數(shù)據(jù)時(shí),將接收變量作為<-操作符的左值,格式如下:
data := <-ch
執(zhí)行該語句時(shí)將會(huì)阻塞,直到接收到數(shù)據(jù)并賦值給 data 變量。
2) 非阻塞接收數(shù)據(jù)
使用非阻塞方式從通道接收數(shù)據(jù)時(shí),語句不會(huì)發(fā)生阻塞,格式如下:
data, ok := <-ch
data:表示接收到的數(shù)據(jù)。未接收到數(shù)據(jù)時(shí),data 為通道類型的零值。
ok:表示是否接收到數(shù)據(jù)。
非阻塞的通道接收方法可能造成高的 CPU 占用,因此使用非常少。如果需要實(shí)現(xiàn)接收超時(shí)檢測(cè),可以配合 select 和計(jì)時(shí)器 channel 進(jìn)行
3) 循環(huán)接收數(shù)據(jù)
import ( "fmt" "time" ) func main() { // 構(gòu)建一個(gè)通道,這里有沒有緩沖都可,因?yàn)槭鞘樟司桶l(fā),無需阻塞等待 ch := make(chan int) // 開啟一個(gè)并發(fā)匿名函數(shù) go func() { // 從3循環(huán)到0 for i := 3; i >= 0; i-- { // 發(fā)送3到0之間的數(shù)值 ch <- i // 每次發(fā)送完時(shí)等待 time.Sleep(time.Second) } }() // 遍歷接收通道數(shù)據(jù) for data := range ch { // 打印通道數(shù)據(jù) fmt.Println(data) // 當(dāng)遇到數(shù)據(jù)0時(shí), 退出接收循環(huán) if data == 0 { break } } } --output--
1.3.1 單向通道
ch := make(chan int) // 聲明一個(gè)只能寫入數(shù)據(jù)的通道類型, 并賦值為ch var chSendOnly chan<- int = ch 或 ch := make(chan<- int) //聲明一個(gè)只能讀取數(shù)據(jù)的通道類型, 并賦值為ch var chRecvOnly <-chan int = ch 或 ch := make(<-chan int)
1.3.2 優(yōu)雅的關(guān)閉通道
1.3.3 無緩沖的通道
如果兩個(gè) goroutine 沒有同時(shí)準(zhǔn)備好,通道會(huì)導(dǎo)致先執(zhí)行發(fā)送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。(阻塞指的是由于某種原因數(shù)據(jù)沒有到達(dá),當(dāng)前協(xié)程(線程)持續(xù)處于等待狀態(tài),直到條件滿足才解除阻塞)這種對(duì)通道進(jìn)行發(fā)送和接收的交互行為本身就是同步的。其中任意一個(gè)操作都無法離開另一個(gè)操作單獨(dú)存在。
在網(wǎng)球比賽中,兩位選手會(huì)把球在兩個(gè)人之間來回傳遞。選手總是處在以下兩種狀態(tài)之一,要么在等待接球,要么將球打向?qū)Ψ?。可以使用兩個(gè) goroutine 來模擬網(wǎng)球比賽,并使用無緩沖的通道來模擬球的來回
// 這個(gè)示例程序展示如何用無緩沖的通道來模擬 // 2 個(gè)goroutine 間的網(wǎng)球比賽 package main import ( "fmt" "math/rand" "sync" "time" ) // wg 用來等待程序結(jié)束 var wg sync.WaitGroup func init() { rand.Seed(time.Now().UnixNano()) } // main 是所有Go 程序的入口 func main() { // 創(chuàng)建一個(gè)無緩沖的通道 court := make(chan int) // 計(jì)數(shù)加 2,表示要等待兩個(gè)goroutine wg.Add(2) // 啟動(dòng)兩個(gè)選手 go player("Nadal", court) go player("Djokovic", court) // 發(fā)球 court <- 1 // 等待游戲結(jié)束 wg.Wait() } // player 模擬一個(gè)選手在打網(wǎng)球 func player(name string, court chan int) { // 在函數(shù)退出時(shí)調(diào)用Done 來通知main 函數(shù)工作已經(jīng)完成 defer wg.Done() for { // 等待球被擊打過來 ball, ok := <-court if !ok { // 如果通道被關(guān)閉,我們就贏了 fmt.Printf("Player %s Won\n", name) return } // 選隨機(jī)數(shù),然后用這個(gè)數(shù)來判斷我們是否丟球 n := rand.Intn(100) if n%13 == 0 { fmt.Printf("Player %s Missed\n", name) // 關(guān)閉通道,表示我們輸了 close(court) return } // 顯示擊球數(shù),并將擊球數(shù)加1 fmt.Printf("Player %s Hit %d\n", name, ball) ball++ // 將球打向?qū)κ?,為啥這里是把ball發(fā)送到另一個(gè)go協(xié)程? //因?yàn)閏ourt無緩沖,此時(shí)另一個(gè)go協(xié)程正好在等待接收court內(nèi)的值,所以此時(shí)轉(zhuǎn)向另一個(gè)go協(xié)程代碼 court <- ball } }
1.3.4 有緩沖的通道
有緩沖的通道是一種在被接收前能存儲(chǔ)一個(gè)或者多個(gè)值的通道。這種類型的通道并不強(qiáng)制要求 goroutine 之間必須同時(shí)完成發(fā)送和接收,發(fā)送和接受的阻塞條件為只有在通道中沒有要接收的值時(shí),接收動(dòng)作才會(huì)阻塞。只有在通道沒有可用緩沖區(qū)容納被發(fā)送的值時(shí),發(fā)送動(dòng)作才會(huì)阻塞。
有緩沖的通道和無緩沖的通道之間的一個(gè)很大的不同:無緩沖的通道保證進(jìn)行發(fā)送和接收的 goroutine 會(huì)在同一時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;有緩沖的通道沒有這種保證。
為什么要給通道限制緩沖區(qū)大???
通道(channel)是在兩個(gè) goroutine 間通信的橋梁。使用 goroutine 的代碼必然有一方提供數(shù)據(jù),一方消費(fèi)數(shù)據(jù)。當(dāng)提供數(shù)據(jù)一方的數(shù)據(jù)供給速度大于消費(fèi)方的數(shù)據(jù)處理速度時(shí),如果通道不限制長(zhǎng)度,那么內(nèi)存將不斷膨脹直到應(yīng)用崩潰。因此,限制通道的長(zhǎng)度有利于約束數(shù)據(jù)提供方的供給速度,供給數(shù)據(jù)量必須在消費(fèi)方處理量+通道長(zhǎng)度的范圍內(nèi),才能正常地處理數(shù)據(jù)。
1.3.5 channel超時(shí)機(jī)制
select 機(jī)制不是專門為超時(shí)而設(shè)計(jì)的,卻能很方便的解決超時(shí)問題,因?yàn)?select 的特點(diǎn)是只要其中有一個(gè) case 已經(jīng)完成,程序就會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行,而不會(huì)考慮其他 case 的情況。
基本語句為:
每個(gè) case 語句里必須是一個(gè) IO 操作,
select { case <-chan1: // 如果chan1成功讀到數(shù)據(jù),則進(jìn)行該case處理語句 case chan2 <- 1: // 如果成功向chan2寫入數(shù)據(jù),則進(jìn)行該case處理語句 default: // 如果上面都沒有成功,則進(jìn)入default處理流程 }
例子,注意之所以輸出5個(gè)num,是因?yàn)閟elect里的time.After在這里的意思是ch通道無值可以接收的時(shí)候的3s后才print超時(shí),即最多ch通道最多阻塞等待3s
func main() { ch := make(chan int) quit := make(chan bool) //新開一個(gè)協(xié)程 go func() { for { select { case num := <-ch: fmt.Println("num = ", num) case <-time.After(3 * time.Second): fmt.Println("超時(shí)") quit <- true } } }() //別忘了() for i := 0; i < 5; i++ { ch <- i time.Sleep(time.Second)//主協(xié)程進(jìn)入休眠狀態(tài),等待上面的go協(xié)程運(yùn)行并進(jìn)入阻塞等待狀態(tài),就這樣來回運(yùn)行,并通過chan通信 } <-quit fmt.Println("程序結(jié)束") } --output-- num = 0 num = 1 num = 2 num = 3 num = 4 超時(shí) 程序結(jié)束
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。
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