Go語(yǔ)言中的goroutine是一種輕量級(jí)的線程，其優(yōu)點(diǎn)在于占用資源少、切換成本低，能夠高效地實(shí)現(xiàn)并發(fā)操作。但如何對(duì)這些并發(fā)的goroutine進(jìn)行控制呢？

一提到并發(fā)控制，大家最先想到到的是鎖。Go中同樣提供了鎖的相關(guān)機(jī)制，包括互斥鎖sync.Mutex和讀寫鎖sync.RWMutex；除此之外Go還提供了原子操作sync/atomic。但這些操作都是針對(duì)并發(fā)過(guò)程中的數(shù)據(jù)安全的，并不是針對(duì)goroutine本身的。

本文主要介紹的是對(duì)goroutine并發(fā)行為的控制。在Go中最常見的有三種方式：sync.WaitGroup、channel和Context。

1. sync.WaitGroup

sync.WaitGroup是Go語(yǔ)言中一個(gè)非常有用的同步原語(yǔ)，它可以幫助我們等待一組goroutine全部完成。在以下場(chǎng)景中，我們通常會(huì)使用sync.WaitGroup：

• 當(dāng)我們需要在主函數(shù)中等待一組goroutine全部完成后再退出程序時(shí)。
• 當(dāng)我們需要在一個(gè)函數(shù)中啟動(dòng)多個(gè)goroutine，并確保它們?nèi)客瓿珊笤俜祷亟Y(jié)果時(shí)。
• 當(dāng)我們需要在一個(gè)函數(shù)中啟動(dòng)多個(gè)goroutine，并確保它們?nèi)客瓿珊笤賵?zhí)行某個(gè)操作時(shí)。
• 當(dāng)我們需要在一個(gè)函數(shù)中啟動(dòng)多個(gè)goroutine，并確保它們?nèi)客瓿珊笤訇P(guān)閉某個(gè)資源時(shí)。
• 當(dāng)我們需要在一個(gè)函數(shù)中啟動(dòng)多個(gè)goroutine，并確保它們?nèi)客瓿珊笤偻顺鲅h(huán)時(shí)。

在使用sync.WaitGroup時(shí)，我們需要先創(chuàng)建一個(gè)sync.WaitGroup對(duì)象，然后使用它的Add方法來(lái)指定需要等待的goroutine數(shù)量。接著，我們可以使用go關(guān)鍵字來(lái)啟動(dòng)多個(gè)goroutine，并在每個(gè)goroutine中使用sync.WaitGroup對(duì)象的Done方法來(lái)表示該goroutine已經(jīng)完成。最后，我們可以使用sync.WaitGroup對(duì)象的Wait方法來(lái)等待所有的goroutine全部完成。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，會(huì)啟動(dòng)3個(gè)goroutine，分別休眠0s、1s和2s，主函數(shù)會(huì)在這3個(gè)goroutine結(jié)束后退出：

package main
 
import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
 
func main() {
	var wg sync.WaitGroup
 
	for i := 0; i < 3; i++ {
		wg.Add(1)
		go func(i int) {
			defer wg.Done()
			fmt.Printf("sub goroutine sleep: %ds\n", i)
			time.Sleep(time.Duration(i) * time.Second)
		}(i)
	}
 
	wg.Wait()
	fmt.Println("main func done")
}

2. channel

在Go語(yǔ)言中，使用channel可以幫助我們更好地控制goroutine的并發(fā)。以下是一些常見的使用channel來(lái)控制goroutine并發(fā)的方法：

2.1 使用無(wú)緩沖channel進(jìn)行同步

我們可以使用一個(gè)無(wú)緩沖的channel來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式，其中一個(gè)goroutine負(fù)責(zé)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，另一個(gè)goroutine負(fù)責(zé)消費(fèi)數(shù)據(jù)。當(dāng)生產(chǎn)者goroutine將數(shù)據(jù)發(fā)送到channel時(shí)，消費(fèi)者goroutine會(huì)阻塞等待數(shù)據(jù)的到來(lái)。這樣，我們可以確保生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的數(shù)據(jù)同步。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼：

package main
 
import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)
 
func producer(ch chan int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
        fmt.Println("produced", i)
        time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    }
    close(ch)
}
 
func consumer(ch chan int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for i := range ch {
        fmt.Println("consumed", i)
        time.Sleep(150 * time.Millisecond)
    }
}
 
func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    ch := make(chan int)
 
    wg.Add(2)
    go producer(ch, &wg)
    go consumer(ch, &wg)
 
    wg.Wait()
}

在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)無(wú)緩沖的channel，用于在生產(chǎn)者goroutine和消費(fèi)者goroutine之間傳遞數(shù)據(jù)。生產(chǎn)者goroutine將數(shù)據(jù)發(fā)送到channel中，消費(fèi)者goroutine從channel中接收數(shù)據(jù)。在生產(chǎn)者goroutine中，我們使用time.Sleep函數(shù)來(lái)模擬生產(chǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)間，在消費(fèi)者goroutine中，我們使用time.Sleep函數(shù)來(lái)模擬消費(fèi)數(shù)據(jù)的時(shí)間。最后，我們使用sync.WaitGroup來(lái)等待所有的goroutine全部完成。

2.2 使用有緩沖channel進(jìn)行限流

我們可以使用一個(gè)有緩沖的channel來(lái)限制并發(fā)goroutine的數(shù)量。在這種情況下，我們可以將channel的容量設(shè)置為我們希望的最大并發(fā)goroutine數(shù)量。然后，在啟動(dòng)每個(gè)goroutine之前，我們將一個(gè)值發(fā)送到channel中。在goroutine完成后，我們從channel中接收一個(gè)值。這樣，我們可以保證同時(shí)運(yùn)行的goroutine數(shù)量不超過(guò)我們指定的最大并發(fā)數(shù)量。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼：

package main
 
import (
    "fmt"
    "sync"
)
 
func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    maxConcurrency := 3
    semaphore := make(chan struct{}, maxConcurrency)
 
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            semaphore <- struct{}{}
            fmt.Println("goroutine", i, "started")
            // do some work
            fmt.Println("goroutine", i, "finished")
            <-semaphore
        }()
    }
 
    wg.Wait()
}

在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)帶緩沖的channel，緩沖區(qū)大小為3。然后，我們啟動(dòng)了10個(gè)goroutine，在每個(gè)goroutine中，我們將一個(gè)空結(jié)構(gòu)體發(fā)送到channel中，表示該goroutine已經(jīng)開始執(zhí)行。在goroutine完成后，我們從channel中接收一個(gè)空結(jié)構(gòu)體，表示該goroutine已經(jīng)完成執(zhí)行。這樣，我們可以保證同時(shí)運(yùn)行的goroutine數(shù)量不超過(guò)3。

3. Context

在Go語(yǔ)言中，使用Context可以幫助我們更好地控制goroutine的并發(fā)。以下是一些常見的使用Context來(lái)控制goroutine并發(fā)的方法：

3.1 超時(shí)控制

在某些情況下，我們需要對(duì)goroutine的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行限制，以避免程序長(zhǎng)時(shí)間阻塞或者出現(xiàn)死鎖等問(wèn)題。使用Context可以幫助我們更好地控制goroutine的執(zhí)行時(shí)間。我們可以創(chuàng)建一個(gè)帶有超時(shí)時(shí)間的Context，然后將其傳遞給goroutine。如果goroutine在超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有完成執(zhí)行，我們可以使用Context的Done方法來(lái)取消goroutine的執(zhí)行。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼：

package main
 
import (
    "context"
    "fmt"
    "time"
)
 
func main() {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 2*time.Second)
    defer cancel()
 
    go func() {
        for {
            select {
            case <-ctx.Done():
                fmt.Println("goroutine finished")
                return
            default:
                fmt.Println("goroutine running")
                time.Sleep(500 * time.Millisecond)
            }
        }
    }()
 
    time.Sleep(3 * time.Second)
}

在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)帶有超時(shí)時(shí)間的Context，然后將其傳遞給goroutine。在goroutine中，我們使用select語(yǔ)句來(lái)監(jiān)聽Context的Done方法，如果Context超時(shí)，我們將會(huì)取消goroutine的執(zhí)行。

3.2 取消操作

在某些情況下，我們需要在程序運(yùn)行過(guò)程中取消某些goroutine的執(zhí)行。使用Context可以幫助我們更好地控制goroutine的取消操作。我們可以創(chuàng)建一個(gè)帶有取消功能的Context，然后將其傳遞給goroutine。如果需要取消goroutine的執(zhí)行，我們可以使用Context的Cancel方法來(lái)取消goroutine的執(zhí)行。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼：

package main
 
import (
    "context"
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)
 
func main() {
    ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
 
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(1)
    go func() {
        defer wg.Done()
        for {
            select {
            case <-ctx.Done():
                fmt.Println("goroutine finished")
                return
            default:
                fmt.Println("goroutine running")
                time.Sleep(500 * time.Millisecond)
            }
        }
    }()
 
    time.Sleep(2 * time.Second)
    cancel()
    wg.Wait()
}

在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)帶有取消功能的Context，然后將其傳遞給goroutine。在goroutine中，我們使用select語(yǔ)句來(lái)監(jiān)聽Context的Done方法，如果Context被取消，我們將會(huì)取消goroutine的執(zhí)行。在主函數(shù)中，我們使用time.Sleep函數(shù)來(lái)模擬程序運(yùn)行過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻需要取消goroutine的執(zhí)行，然后調(diào)用Context的Cancel方法來(lái)取消goroutine的執(zhí)行。

3.3 資源管理

在某些情況下，我們需要對(duì)goroutine使用的資源進(jìn)行管理，以避免資源泄露或者出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件等問(wèn)題。使用Context可以幫助我們更好地管理goroutine使用的資源。我們可以將資源與Context關(guān)聯(lián)起來(lái)，然后將Context傳遞給goroutine。當(dāng)goroutine完成執(zhí)行后，我們可以使用Context來(lái)釋放資源或者進(jìn)行其他的資源管理操作。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼：

package main
 
import (
    "context"
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)
 
func worker(ctx context.Context, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println("goroutine finished")
            return
        default:
            fmt.Println("goroutine running")
            time.Sleep(500 * time.Millisecond)
        }
    }
}
 
func main() {
    ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
 
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(1)
    go worker(ctx, &wg)
 
    time.Sleep(2 * time.Second)
    cancel()
    wg.Wait()
}

在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)帶有取消功能的Context，然后將其傳遞給goroutine。在goroutine中，我們使用select語(yǔ)句來(lái)監(jiān)聽Context的Done方法，如果Context被取消，我們將會(huì)取消goroutine的執(zhí)行。在主函數(shù)中，我們使用time.Sleep函數(shù)來(lái)模擬程序運(yùn)行過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻需要取消goroutine的執(zhí)行，然后調(diào)用Context的Cancel方法來(lái)取消goroutine的執(zhí)行。

到此這篇關(guān)于Golang中常見的三種并發(fā)控制方式使用小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go并發(fā)控制方式內(nèi)容請(qǐng)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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