Go語言之Goroutine與信道異常處理
一、Goroutine
Go
協(xié)程可以看做成一個輕量級的線程,Go
協(xié)程相比于線程的優(yōu)勢:
Goroutine
的成本更低大小只有 2 kb
左右,線程有幾個兆。
Goroutine
會復用線程,比如說:我有 100 個協(xié)程,但是都是共用的的 3 個線程。
Goroutine
之間通信是通過 channel
通信的。(Go 推崇的是信道通信,而不推崇用共享變量通信)
1、啟動一個 Goroutine
func test() { fmt.Println("go go go") } func main() { fmt.Println("主線程開始") // go 關鍵字開啟 Goroutine,一個 Goroutine只占2kb左右 go test() // 一個 go 就是一個協(xié)程,多個就是多個協(xié)程,也可以for循環(huán)起多個協(xié)程 go test() time.Sleep(1*time.Second) // Go 語言中主線程不會等待Goroutine執(zhí)行完成,要等待它結(jié)束需要自己處理 fmt.Println("主線程結(jié)束") } // 輸出: 主線程開始 go go go go go go 主線程結(jié)束
2、Go 語言的GMP模型
G:就是我們開起的 Goroutine
- 它們會被相對平均的放到
P
的隊列中
M:M
可以當成操作系統(tǒng)真正的線程,但是實際上是用戶態(tài)的線程(用戶線程)
- 雖然
M
執(zhí)行G
,但是實際上,M
只是映射到操作系統(tǒng)的線程上執(zhí)行的 - 然后操作系統(tǒng)的調(diào)度器把真正的操作系統(tǒng)的線程調(diào)度到
CPU
上執(zhí)行
P:Processor 1.5
版本以后默認情況是 CPU 核數(shù)(可以當做CPU核數(shù))
P
會和M
做交互,真正執(zhí)行的是 M 在執(zhí)行G
,只不過P
是在做調(diào)度- 一旦某個
G
阻塞了,那么P
就會把它調(diào)度成下一個G
,放到 M 里面去執(zhí)行
用戶線程操作系統(tǒng)線程:
在 Python
中,用戶線程跟操作系統(tǒng)線程是 1:1
的對應關系
Go
語言中,用戶線程和操作系統(tǒng)線程是 m:n
的關系
二、信道
信道(Channel
)也就是 Go
協(xié)程之間的通信管道,一端發(fā)送一端接收。
func main() { // 1、定義 channel var c chan int // 2、管道的零值 //———>空值為 nil 說明是引用類型,當做參數(shù)傳遞時,不需要取地址,改的就是原來的,需要初始化在使用 fmt.Println(c) // 輸出:<nil> // 3、管道初始化 c = make(chan int) go test(c) // c 是引用類型直接傳 // 4、從信道中取值,信道默認不管放值還是取值,都是阻塞的 count := <-c // 阻塞 fmt.Println(count) /* 當程序執(zhí)行 go test(c) 時就開了一個 Goroutine 然后繼續(xù)執(zhí)行到 count := <-c 從信道取值,這時就阻塞住了 它會等待 Goroutine 往信道中放值后才會取出值,才會繼續(xù)執(zhí)行 fmt.Println(count) */ } func test(c chan int) { fmt.Println("GO GO GO") time.Sleep(1 * time.Second) // 5、往信道中放一個值,信道默認不管放值還是取值,都是阻塞的 c <- 1 // 阻塞 } // 輸出: <nil> GO GO GO 1
1、死鎖
當 Goroutine
給一個信道放值的時候,按理會有其他 Goroutine
來接收數(shù)據(jù),沒有的話就會形成死鎖。
func main() { c := make(chan int) c <- 1 } // 報錯:應為沒有其他 Goroutine 從 c 中取值
2、單向信道
顯而易見就是只能讀或者只能寫的信道
方式一:
func WriteOnly(c chan<- int) { c <- 1 } func main() { write := make(chan<- int) // 只寫信道 go WriteOnly(write) fmt.Println(<-write) // 報錯 ——>只寫信道往外取就報錯 }
方式二:
func WriteOnly(c chan<- int) { c <- 1 // <-c // 報錯 } func main() { write := make(chan int) // 定義一個可讀可寫信道 go WriteOnly(write) // 傳到函數(shù)中就成了只寫信道,在Goroutine中只負責寫,不能往外讀 fmt.Println(<-write) // 主協(xié)程讀 }
3、for 循環(huán)信道
for
循環(huán)循環(huán)信道,如果不關閉,會報死鎖,如果關閉了,放不進去,循環(huán)結(jié)束。
func producer(chnl chan int) { for i := 0; i < 10; i++ { chnl <- i // i 放入信道 } close(chnl) // 關閉信道 } func main() { ch := make(chan int) go producer(ch) // 循環(huán)獲取信道內(nèi)容 for value := range ch { fmt.Println(value) } } /* 當 for 循環(huán) range ch 的時候信道沒有值,會阻塞等待 go producer(ch) 開起的 Goroutine 中放入值 當 Goroutine 中放入一個值,就會阻塞,那么 range ch 就會取出一個值,然后再次阻塞等待 直到 Goroutine 放入值完畢關閉信道,for 循環(huán) range ch 也就結(jié)束循環(huán)了 */
4、緩沖信道
在默認情況下信道是阻塞的,緩沖信道也就是說我信道里面可以緩沖一些東西,可以不阻塞了。
只有在緩沖已滿的情況,才會阻塞信道
只有在緩沖為空的時候,才會阻塞主緩沖信道接收數(shù)據(jù)
func main() { // 指定的數(shù)字就是緩沖大小 var c chan int = make(chan int, 3) // 無緩沖信道數(shù)字是0 c <- 1 c <- 2 c <- 3 c <- 4 // 緩沖滿了,死鎖 <-c <-c <-c <-c // 取空了,死鎖 fmt.Println(len(c)) // 長度:目前放了多少 fmt.Println(cap(c)) // 容量:可以最多放多少 }
5、WaitGroup
等待所有 Goroutine
執(zhí)行完成
func process1(i int, wg *sync.WaitGroup) { fmt.Println("started Goroutine ", i) time.Sleep(2 * time.Second) fmt.Printf("Goroutine %d ended\n", i) // 3、一旦有一個完成,減一 wg.Done() } func main() { var wg sync.WaitGroup // 沒有初始化,值類型,當做參數(shù)傳遞,需要取地址 for i := 0; i < 10; i++ { wg.Add(1) // 1、啟動一個 Goroutine,add 加 1 go process1(i, &wg) // 2、把wg傳過去,因為要改它并且它是值類型需要取地址傳過去 } wg.Wait() // 4、一直阻塞在這,直到調(diào)用了10個 Done,計數(shù)器減到零 }
6、Select
Select
語句用于在多個發(fā)送 / 接收信道操作中進行選擇。
例如:我要去爬百度,我發(fā)送了三個請求去,可能有一些網(wǎng)絡原因,或者其他原因,不一定誰先回來,Select
選擇就是誰先回來我先用誰。
場景一:對性能極致的要求,我就可以選擇一個最快的線路執(zhí)行我最快的功能,就可以用Select
來做
場景二:我去拿這個數(shù)據(jù)的時候,不是一直等在這里,而是我可以干一點別的事情,使用死循環(huán) Select
的時候加上 default
去做其他事情。
// 模擬去服務器去取值 func server(ch chan string) { time.Sleep(3 * time.Second) ch <- "from server" } func main() { output1 := make(chan string) output2 := make(chan string) // 開起兩個協(xié)程執(zhí)行 server go server(output1) go server(output2) select { case s1 := <-output1: // 阻塞,誰先回來就執(zhí)行誰 fmt.Println(s1, "output1") case s2 := <-output2: // 阻塞,誰先回來就執(zhí)行誰 fmt.Println(s2, "output2") } }
7、Mutex
使用鎖的場景:多個 Goroutine
通過共享內(nèi)存來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,就會出現(xiàn)并發(fā)安全的問題,并發(fā)安全的問題就需要加鎖。
臨界區(qū):當程序并發(fā)運行時修改共享資源的代碼,也就同一塊內(nèi)存的變量的時候,這些修改的資源的代碼就稱為臨界區(qū)。
如果在任意時刻只允許一個 Goroutine
訪問臨界區(qū),那么就可以避免競爭條件,而使用 Mutex
(鎖) 可以實現(xiàn)
不加用鎖的情況下:
var x = 0 //全局,各個 Goroutine 都可以拿到并且操作 func increment(wg *sync.WaitGroup) { x = x + 1 wg.Done() } func main() { var w sync.WaitGroup for i := 0; i < 1000; i++ { w.Add(1) go increment(&w) } w.Wait() fmt.Println("最終的值:", x) } // 輸出:理想情況下是1000,因為并發(fā)有安全的問題,所以數(shù)據(jù)亂了 最終的值: 978
加鎖的情況:
var x = 0 //全局,各個 Goroutine 都可以拿到并且操作 func increment(wg *sync.WaitGroup, m *sync.Mutex) { m.Lock() // 加鎖 x = x + 1 // 同一時間只能有一個 Goroutine 執(zhí)行 m.Unlock() // 解鎖 wg.Done() } func main() { var w sync.WaitGroup var m sync.Mutex // 因為是個值類型,函數(shù)傳遞需要傳地址 fmt.Println(m) // 輸出:{0 0} ——>值類型 for i := 0; i < 1000; i++ { w.Add(1) go increment(&w, &m) } w.Wait() fmt.Println("最終的值:", x) } // 輸出: 最終的值: 1000
使用信道來實現(xiàn):
var x = 0 func increment(wg *sync.WaitGroup, ch chan bool) { ch <- true // 緩沖信道放滿了,就會阻塞。 x = x + 1 <-ch // 執(zhí)行完了就取出 wg.Done() } func main() { var w sync.WaitGroup ch := make(chan bool, 1) // 定義了一個有緩存大小為1的信道 for i := 0; i < 1000; i++ { w.Add(1) go increment(&w, ch) } w.Wait() fmt.Println("最終的值:", x) } // 輸出: 最終的值:1000
總結(jié):不同 Goroutine
之間傳遞數(shù)據(jù)的方式:共享變量、信道。
如果是修改變量,傾向于用 Mutex
如果是 Goroutine
之間通信,傾向于用信道
三、異常處理
defer:延時執(zhí)行,并且即便程序出現(xiàn)嚴重錯誤,也會執(zhí)行
func main() { defer fmt.Println("我最后執(zhí)行") defer fmt.Println("我倒數(shù)第三執(zhí)行") fmt.Println("我先執(zhí)行") var a []int fmt.Println(a[10]) // 報錯 fmt.Println("后執(zhí)行") // 不會執(zhí)行了 } // 輸出: 我先執(zhí)行 我倒數(shù)第三執(zhí)行 我最后執(zhí)行 panic: runtime error: index out of range [10] with length 0 panic:主動拋出異常 recover:恢復程序,繼續(xù)執(zhí)行 func f1() { fmt.Println("f1 f1") } func f2() { defer func() { // 這個匿名函數(shù)永遠會執(zhí)行 //如果沒有錯誤,執(zhí)行 recover 會返回 nil,如果有錯誤執(zhí)行 recover 會返回錯誤信息 if error := recover(); error != nil { // 表示出錯了,打印一下錯誤信息,程序恢復了,繼續(xù)執(zhí)行 fmt.Println(error) } fmt.Println("我永遠會執(zhí)行,不管是否出錯") }() fmt.Println("f2 f2") panic("主動拋出錯誤") } func f3() { fmt.Println("f3 f3") } func main() { //捕獲異常,處理異常,讓程序繼續(xù)運行 f1() f2() f3() }
Go 語言異常捕獲與 Python
異常捕獲對比
Python:
try: 可能會錯誤的代碼 except Exception as e: print(e) finally: 無論是否出錯,都會執(zhí)行的代碼
Go :
defer func() { if error:=recover();error!=nil{ // 錯誤信息 error fmt.Println(error) } 相當于finally,無論是否出錯,都會執(zhí)行的代碼 }() 可能會錯誤的代碼
到此這篇關于Go語言之Goroutine
與信道異常處理的文章就介紹到這了,更多相關Go語言Goroutine與信道異常處理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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