Go语言的并发

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使用协程这种并发模式是趋势，协程的基本要求是：并发执行和可大量创建。

一些语言已经支持协程，下面这个图来自：http://qing.weibo.com/tj/88ca09aa33002ele.html

这种并发模式的内核只需要协程和通道就够了。其中协程负责执行代码，通道负责在协程之间传递事件。

协程是轻量级的线程。在过程式编程中，当调用一个过程的时候，需要等待其执行完才返回。而调用一个协程的时候，不需要等待其执行完，会立即返回。协程十分轻量，Go语言可以在一个进程中执行有数以十万计的协程，依旧保持高性能。而对于普通的平台，一个进程有数千个线程，其CPU会忙于上下文切换，性能急剧下降。随意创建线程可不是一个好主意，但是我们可以大量使用的协程。

通道是协程之间的数据传输通道。通道可以在众多的协程之间传递数据，数据具体可以值也可以是个引用。通道有两种使用方式。

协程可以试图向通道放入数据，如果通道满了，会挂起协程，直到通道可以为他放入数据为止。
协程可以试图向通道索取数据，如果通道没有数据，会挂起协程，直到通道返回数据为止。

如此，通道就可以在传递数据的同时，控制协程的运行。有点像事件驱动，也有点像阻塞队列。

Go语言创建协程很简单，只需要简单的在函数前用关键字 go即可。

https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/ebook/02.7.md

下面的代码例子是通过2分法，开两个协程分别计算和，然后再合并这两个计算和。

注意，这里的通道写入和读取都是阻塞的，这样就可以保证两个汇总都计算完了，才会执行 fmt.Println(x, y, x+y)

package main

import "fmt"

func sum(a []int, c chan int) {

sum := 0

for _, v := range a {

sum += v

}

c <- sum // send sum to c

}

func main() {

a := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}

c := make(chan int)

go sum(a[:len(a)/2], c)

go sum(a[len(a)/2:], c)

x, y :=<-c, <-c // receive from c

fmt.Println(x, y, x+y)

}

默认情况下，channel接收和发送数据都是阻塞的，除非另一端已经准备好，这样就使得Goroutines同步变的更加的简单，而不需要显式的lock。

所谓阻塞，也就是如果读取不到（value := <-ch）它将会被阻塞，直到有数据接收。

另外，如果ch中有数据，任何发送（ch<-5）将会被阻塞，直到数据被读出。无缓冲channel是在多个goroutine之间同步很棒的工具。

Buffered Channels

Go也允许指定channel的缓冲大小，很简单，就是channel可以存储多少元素。

ch := make(chan type, value) 
value == 0 ! 无缓冲（阻塞） 
value > 0 ! 缓冲（非阻塞，直到value个元素满了才会阻塞）

比如下面的代码会报错误：

package main

import "fmt"

func main() {

c :=make(chanint, 1) //1报错，修改2为3可以正常运行

c <- 1

c <- 2

fmt.Println(<-c)

}

错误信息：

throw: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [chan send]:

main.main()

/Users/cybercare/go/src/test1/main.go:8 +0x70

goroutine 2 [syscall]:

created by runtime.main

/usr/local/go/src/pkg/runtime/proc.c:221

Range和Close

Channel 也可以用 Range 进行遍历。

下面的例子是利用协程计算斐波那契數列，每次计算出来的值都通过通道打印出来。直到调用close关闭通道。

package main

import (

"fmt"

)

func fibonacci(n int, c chan int) {

x, y := 1, 1

for i := 0; i < n; i++ {

c <- x

x, y = y, x+y

}

close(c)

}

func main() {

c := make(chan int, 10)

go fibonacci(cap(c), c)

for i := range c {

fmt.Println(i)

}

这段代码执行的结果如下：除了前2个数，其他数都是前两个数相加之和。

1
1
2
3
5
8
13
21
34
55

生产者通过关键字close函数关闭channel。关闭channel之后就无法再发送任何数据了，在消费方可以通过语法v, ok := <-ch测试channel是否被关闭。如果ok返回false，那么说明channel已经没有任何数据并且已经被关闭。

记住应该在生产者的地方关闭channel，而不是消费的地方去关闭它

Select

上面介绍的都是只有一个channel的情况，那么如果存在多个channel的时候，我们可以通过select可以监听channel上的数据流动。

select默认是阻塞的，只有当监听的channel中有发送或接收可以进行时才会运行，当多个channel都准备好的时候，select是随机的选择一个执行的。

在select里面还有default语法，select其实就是类似switch的功能，default就是当监听的channel都没有准备好的时候，默认执行的（select不再阻塞等待channel）。

http://www.sharejs.com/codes/go/4415

下面代码是斐波那契數列的一个调整，执行结果不确定，这是因为select是随机的选择一个执行的。这里有default函数，default函数也会随机被执行到。如果没有default函数，这个执行结果是固定的。

package main

import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {

x, y := 1, 1

for {

select {

case c <- x:

x, y = y, x+y

case <-quit:

fmt.Println("quit")

return

default:

fmt.Println("default")

}

func main() {

c := make(chan int)

quit := make(chan int)

go func() {

for i := 0; i < 10; i++ {

fmt.Println(<-c)

}

quit <- 0

}()

fibonacci(c, quit)

}

超时

select 语句使得一个 goroutine 在多个通讯操作上等待。
select 会阻塞，直到条件分支中的某个可以继续执行，这时就会执行那个条件分支。当多个都准备好的时候，会随机选择一个。

对 select 的 case ，它只能是 receive, send , assign recv 三者之一。

http://golang.org/pkg/time/#After

https://code.google.com/p/go-wiki/wiki/Timeouts

package main

import (

"fmt"

"time"

)

func main() {

c := make(chan int)

o := make(chan bool)

go func() {

for {

select {

case v := <-c:

fmt.Println(v)

case <-time.After(5 * time.Second):

fmt.Println("timeout 5s")

o <- true

break

}

}()

<-o

}

这里信道 o 的目的就是确保协程一直被执行。我们如果从信道 c 中读取数据超时 5秒的话，就会触发 <-time.After(5 * time.Second)，继而给信道 o 中放入一个数据，从而应用关闭。

真实的超时代码应该是类似下面方式的伪代码：

import "time"

c := make(chan os.Error,1)
go func(){ c <- client.Call("Service.Method", args,&reply)}()
select{
  case err :=<-c:
    // use err and reply
  case<-time.After(timeoutNanoseconds):
    // call timed out
}