Codey ·Go 語(yǔ)言中的多線程操作是其語(yǔ)言的一大特色，它具有其它語(yǔ)言無(wú)法比擬的，可以近乎無(wú)限開(kāi)啟的線程。在 Go 語(yǔ)言中被稱之為 goroutine ，它是線程的輕量級(jí)實(shí)現(xiàn)。Go 語(yǔ)言的并發(fā)廣泛的應(yīng)用在服務(wù)器性能調(diào)優(yōu)的場(chǎng)景中，這也是越來(lái)越多的游戲服務(wù)器開(kāi)發(fā)都在往 Go 語(yǔ)言傾斜的原因之一。
1.Go 語(yǔ)言的 goroutine
在 Go 語(yǔ)言中使用 go 關(guān)鍵字來(lái)創(chuàng)建 goroutine ，形如go 函數(shù)名()的形式去創(chuàng)建。每一個(gè) goroutine 必須是一個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)也可以是匿名函數(shù)。
代碼示例：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
//打印0到10的數(shù)字
go print0to10()
//打印A到Z的字符
go func() {
for i := 'A'; i <= 'K'; i++ {
fmt.Println("printAtoK:", string(i))
time.Sleep(time.Microsecond)
}
}()
time.Sleep(time.Second)
}
func print0to10() {
for i := 0; i <= 10; i++ {
fmt.Println("print0to10:", i)
time.Sleep(time.Microsecond)
}
}
- 第 10 行：創(chuàng)建一個(gè)打印0到10數(shù)字的函數(shù)的 goroutine；
- 第 11 行：使用匿名函數(shù)的方式創(chuàng)建一個(gè)打印A到Z的字符的 goroutine；
- 第 15 和第 24 行：運(yùn)行等待，讓出執(zhí)行資源給其它 goroutine；
- 第 18 行：main 函數(shù)也是一個(gè) goroutine，在它執(zhí)行結(jié)束后系統(tǒng)會(huì)殺掉在這個(gè) goroutine 中執(zhí)行的所有g(shù)oroutine ，所以要在 main 函數(shù)中加一個(gè)等待，為其內(nèi)部的 goroutine 留出執(zhí)行時(shí)間。
執(zhí)行結(jié)果：
從執(zhí)行結(jié)果中可以看出打印數(shù)字和打印字符的兩個(gè) goroutine 是并發(fā)執(zhí)行的。執(zhí)行順序是由 cpu 來(lái)調(diào)度的，所以執(zhí)行結(jié)果可能每次都不一樣。
2. Go語(yǔ)言并發(fā)通訊
其它語(yǔ)言并發(fā)時(shí)進(jìn)程中的通訊一般都是通過(guò)共享內(nèi)存(全局變量)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣一來(lái)各個(gè)模塊之間的耦合會(huì)變得非常緊密。所以后來(lái)提出了使用通訊來(lái)共享內(nèi)存這一概念，來(lái)解耦合。在 Go 語(yǔ)言中就是使用 channel 的方式來(lái)達(dá)到這一目的的。
代碼示例：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
var c1 chan rune = make(chan rune, 0)
var c2 chan int = make(chan int, 0)
func main() {
//打印0到10的數(shù)字
go print0to10()
//打印A到Z的字符
go func() {
c2 <- 0
for i := 1; i <= 11; i++ {
char := <-c1
fmt.Println("printAtoK:", string(char))
c2 <- i
}
}()
time.Sleep(time.Second)
}
func print0to10() {
for i := 'A'; i <= 'K'; i++ {
num := <-c2
fmt.Println("print0to10:", num)
c1 <- i
}
}
上述代碼主要實(shí)現(xiàn)的功能為，使用兩個(gè)通道來(lái)使兩個(gè) goroutine 互相通訊，從而使得它們的打印安裝輪流打印的方式打印數(shù)字和字母。
- 第 8 行：實(shí)例化一個(gè)字符通道用于接收字符；
- 第 9 行：實(shí)例化一個(gè)數(shù)字通道用于接收數(shù)字；
- 第 16 行：向數(shù)字通道中塞入數(shù)字0，用于觸發(fā)打印數(shù)字的 goroutine；
- 第 18 行：從字符通道中獲取一個(gè)待打印的字符。若通道中無(wú)字符，則阻塞等待；
- 第 20 行：字符打印完畢之后再向數(shù)字通道中塞入后續(xù)數(shù)字，觸發(fā)打印數(shù)字的 goroutine；
- 第 28 行：從數(shù)字通道中獲取待打印的數(shù)字，若通道中無(wú)數(shù)字，則阻塞等待；
- 第 30 行：數(shù)字打印完畢之后再向字符通道中塞入后續(xù)字符，觸發(fā)打印字符的 goroutine。
執(zhí)行結(jié)果：
和沒(méi)用使用 channel 之前的代碼不同，這次等同于使用 channel 實(shí)現(xiàn)了 goroutine 的調(diào)度，使其輪流執(zhí)行。
3. Go語(yǔ)言進(jìn)程鎖
在之前介紹 map 的小節(jié)中提到過(guò)線程不安全的 map 。之所以線程不安全是因?yàn)槠鋬?nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制中無(wú)法同時(shí)讀寫(xiě)，若有兩個(gè) goroutine 一個(gè)在讀取 map 中的值，而另一個(gè)在更新 map 中的值，就會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。
代碼示例：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
m := map[string]int{"A": 1, "B": 2, "C": 3, "D": 1, "E": 2, "F": 3}
//創(chuàng)建100個(gè)goroutine對(duì)map進(jìn)行讀寫(xiě)
for i := 0; i < 100; i++ {
go func() {
for v := range m {
m[v] = 100
}
}()
}
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(m)
}
執(zhí)行上述代碼有時(shí)會(huì)輸出正確結(jié)果：
但更多的時(shí)候會(huì)輸出讀寫(xiě)沖突的錯(cuò)誤：
這個(gè)就是線程不安全的 map 不建議使用的原因，除了直接使用線程安全的 map 之外，還可以為這些 goruntine 加上鎖，使其無(wú)法同時(shí)對(duì) map 進(jìn)行讀寫(xiě)操作，這樣也可以保障各線程的安全。
代碼示例：
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
func main() {
var lock sync.Mutex//定義一個(gè)鎖變量
m := map[string]int{"A": 1, "B": 2, "C": 3, "D": 1, "E": 2, "F": 3}
for i := 0; i < 100; i++ {
go func() {
lock.Lock()//在讀取map前鎖定這個(gè)鎖，使其它線程訪問(wèn)這個(gè)鎖要阻塞
for v := range m {
m[v] = 100
}
lock.Unlock()//在讀取map前釋放這個(gè)鎖
}()
}
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(m)
}
加了鎖之后，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)論執(zhí)行幾次，執(zhí)行結(jié)果都是正確的。
4. 小結(jié)
本文主要介紹了Go語(yǔ)言中的多線程——goroutine。其實(shí)現(xiàn)是線程的輕量實(shí)現(xiàn)，所以可以無(wú)限制的開(kāi)啟。在使用過(guò)程中需要注意：
- goroutine 執(zhí)行無(wú)先后順序，由 cpu 統(tǒng)一調(diào)度。
- goroutine 之間內(nèi)存的共享通過(guò)使用 channel 來(lái)通訊實(shí)現(xiàn)。
- goroutine 使用線程不安全的變量類型時(shí)可以用鎖將其鎖定。
2025 imooc.com All Rights Reserved |