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(gè)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(gè)兆。
Goroutine 會(huì)復(fù)用線程,比如說:我有 100 個(gè)協(xié)程,但是都是共用的的 3 個(gè)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(dòng)一個(gè) Goroutine
func test() {
fmt.Println("go go go")
}
func main() {
fmt.Println("主線程開始")
// go 關(guān)鍵字開啟 Goroutine,一個(gè) Goroutine只占2kb左右
go test() // 一個(gè) go 就是一個(gè)協(xié)程,多個(gè)就是多個(gè)協(xié)程,也可以for循環(huán)起多個(gè)協(xié)程
go test()
time.Sleep(1*time.Second) // Go 語言中主線程不會(huì)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(huì)被相對平均的放到
P的隊(duì)列中
M:M 可以當(dāng)成操作系統(tǒng)真正的線程,但是實(shí)際上是用戶態(tài)的線程(用戶線程)
- 雖然
M執(zhí)行G,但是實(shí)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(rèn)情況是 CPU 核數(shù)(可以當(dāng)做CPU核數(shù))
P會(huì)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(gè)
G阻塞了,那么P就會(huì)把它調(diào)度成下一個(gè)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(yīng)關(guān)系
Go 語言中,用戶線程和操作系統(tǒng)線程是 m:n 的關(guān)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(dāng)做參數(shù)傳遞時(shí),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(rèn)不管放值還是取值,都是阻塞的
count := <-c // 阻塞
fmt.Println(count)
/*
當(dāng)程序執(zhí)行 go test(c) 時(shí)就開了一個(gè) Goroutine
然后繼續(xù)執(zhí)行到 count := <-c 從信道取值,這時(shí)就阻塞住了
它會(huì)等待 Goroutine 往信道中放值后才會(huì)取出值,才會(huì)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(gè)值,信道默認(rèn)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(dāng) Goroutine 給一個(gè)信道放值的時(shí)候,按理會(huì)有其他 Goroutine 來接收數(shù)據(jù),沒有的話就會(huì)形成死鎖。
func main() {
c := make(chan int)
c <- 1
}
// 報(bào)錯(cuò):應(yīng)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(bào)錯(cuò) ——>只寫信道往外取就報(bào)錯(cuò)
}
方式二:
func WriteOnly(c chan<- int) {
c <- 1
// <-c // 報(bào)錯(cuò)
}
func main() {
write := make(chan int) // 定義一個(gè)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(fù)責(zé)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(guān)閉,會(huì)報(bào)死鎖,如果關(guān)閉了,放不進(jìn)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(guān)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(dāng) for 循環(huán) range ch 的時(shí)候信道沒有值,會(huì)阻塞等待 go producer(ch) 開起的 Goroutine 中放入值
當(dāng) Goroutine 中放入一個(gè)值,就會(huì)阻塞,那么 range ch 就會(huì)取出一個(gè)值,然后再次阻塞等待
直到 Goroutine 放入值完畢關(guān)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(rèn)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(huì)阻塞信道
只有在緩沖為空的時(shí)候,才會(huì)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(gè)完成,減一
wg.Done()
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup // 沒有初始化,值類型,當(dāng)做參數(shù)傳遞,需要取地址
for i := 0; i < 10; i++ {
wg.Add(1) // 1、啟動(dòng)一個(gè) Goroutine,add 加 1
go process1(i, &wg) // 2、把wg傳過去,因?yàn)橐乃⑶宜侵殿愋托枰〉刂穫鬟^去
}
wg.Wait() // 4、一直阻塞在這,直到調(diào)用了10個(gè) Done,計(jì)數(shù)器減到零
}
6、Select
Select 語句用于在多個(gè)發(fā)送 / 接收信道操作中進(jìn)行選擇。
例如:我要去爬百度,我發(fā)送了三個(gè)請求去,可能有一些網(wǎng)絡(luò)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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,不是一直等在這里,而是我可以干一點(diǎn)別的事情,使用死循環(huán) Select 的時(shí)候加上 default 去做其他事情。
// 模擬去服務(wù)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(gè)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(gè) Goroutine 通過共享內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,就會(huì)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(dāng)程序并發(fā)運(yùn)行時(shí)修改共享資源的代碼,也就同一塊內(nèi)存的變量的時(shí)候,這些修改的資源的代碼就稱為臨界區(qū)。
如果在任意時(shí)刻只允許一個(gè) 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(shí)現(xiàn)
不加用鎖的情況下:
var x = 0 //全局,各個(gè) 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?yàn)椴l(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(gè) 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(shí)間只能有一個(gè) Goroutine 執(zhí)行
m.Unlock() // 解鎖
wg.Done()
}
func main() {
var w sync.WaitGroup
var m sync.Mutex // 因?yàn)槭莻€(gè)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(shí)現(xiàn):
var x = 0
func increment(wg *sync.WaitGroup, ch chan bool) {
ch <- true // 緩沖信道放滿了,就會(huì)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(gè)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(shí)執(zhí)行,并且即便程序出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤,也會(huì)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(bào)錯(cuò)
fmt.Println("后執(zhí)行") // 不會(huì)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(dòng)拋出異常
recover:恢復(fù)程序,繼續(xù)執(zhí)行
func f1() {
fmt.Println("f1 f1")
}
func f2() {
defer func() { // 這個(gè)匿名函數(shù)永遠(yuǎn)會(huì)執(zhí)行
//如果沒有錯(cuò)誤,執(zhí)行 recover 會(huì)返回 nil,如果有錯(cuò)誤執(zhí)行 recover 會(huì)返回錯(cuò)誤信息
if error := recover(); error != nil {
// 表示出錯(cuò)了,打印一下錯(cuò)誤信息,程序恢復(fù)了,繼續(xù)執(zhí)行
fmt.Println(error)
}
fmt.Println("我永遠(yuǎn)會(huì)執(zhí)行,不管是否出錯(cuò)")
}()
fmt.Println("f2 f2")
panic("主動(dòng)拋出錯(cuò)誤")
}
func f3() {
fmt.Println("f3 f3")
}
func main() {
//捕獲異常,處理異常,讓程序繼續(xù)運(yùn)行
f1()
f2()
f3()
}
Go 語言異常捕獲與 Python 異常捕獲對比
Python:
try: 可能會(huì)錯(cuò)誤的代碼 except Exception as e: print(e) finally: 無論是否出錯(cuò),都會(huì)執(zhí)行的代碼
Go :
defer func() {
if error:=recover();error!=nil{
// 錯(cuò)誤信息 error
fmt.Println(error)
}
相當(dāng)于finally,無論是否出錯(cuò),都會(huì)執(zhí)行的代碼
}()
可能會(huì)錯(cuò)誤的代碼
到此這篇關(guān)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(guān)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(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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