Codey ·Go 語言中的多線程操作是其語言的一大特色，它具有其它語言無法比擬的，可以近乎無限開啟的線程。在 Go 語言中被稱之為 goroutine ，它是線程的輕量級實現。Go 語言的并發(fā)廣泛的應用在服務器性能調優(yōu)的場景中，這也是越來越多的游戲服務器開發(fā)都在往 Go 語言傾斜的原因之一。
1.Go 語言的 goroutine
在 Go 語言中使用 go 關鍵字來創(chuàng)建 goroutine ，形如go 函數名()的形式去創(chuàng)建。每一個 goroutine 必須是一個函數，這個函數也可以是匿名函數。
代碼示例：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
//打印0到10的數字
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)建一個打印0到10數字的函數的 goroutine；
- 第 11 行：使用匿名函數的方式創(chuàng)建一個打印A到Z的字符的 goroutine；
- 第 15 和第 24 行：運行等待，讓出執(zhí)行資源給其它 goroutine；
- 第 18 行：main 函數也是一個 goroutine，在它執(zhí)行結束后系統(tǒng)會殺掉在這個 goroutine 中執(zhí)行的所有goroutine ，所以要在 main 函數中加一個等待，為其內部的 goroutine 留出執(zhí)行時間。
執(zhí)行結果：
從執(zhí)行結果中可以看出打印數字和打印字符的兩個 goroutine 是并發(fā)執(zhí)行的。執(zhí)行順序是由 cpu 來調度的，所以執(zhí)行結果可能每次都不一樣。
2. Go語言并發(fā)通訊
其它語言并發(fā)時進程中的通訊一般都是通過共享內存(全局變量)的方式來實現的，這樣一來各個模塊之間的耦合會變得非常緊密。所以后來提出了使用通訊來共享內存這一概念，來解耦合。在 Go 語言中就是使用 channel 的方式來達到這一目的的。
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
}
}
上述代碼主要實現的功能為，使用兩個通道來使兩個 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字和字母。
- 第 8 行：實例化一個字符通道用于接收字符；
- 第 9 行：實例化一個數字通道用于接收數字；
- 第 16 行：向數字通道中塞入數字0，用于觸發(fā)打印數字的 goroutine；
- 第 18 行：從字符通道中獲取一個待打印的字符。若通道中無字符，則阻塞等待；
- 第 20 行：字符打印完畢之后再向數字通道中塞入后續(xù)數字，觸發(fā)打印數字的 goroutine；
- 第 28 行：從數字通道中獲取待打印的數字，若通道中無數字，則阻塞等待；
- 第 30 行：數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)行結果：
和沒用使用 channel 之前的代碼不同，這次等同于使用 channel 實現了 goroutine 的調度，使其輪流執(zhí)行。
3. Go語言進程鎖
在之前介紹 map 的小節(jié)中提到過線程不安全的 map 。之所以線程不安全是因為其內部實現機制中無法同時讀寫，若有兩個 goroutine 一個在讀取 map 中的值，而另一個在更新 map 中的值，就會導致程序崩潰。
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goroutine對map進行讀寫
for i := 0; i < 100; i++ {
go func() {
for v := range m {
m[v] = 100
}
}()
}
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(m)
}
執(zhí)行上述代碼有時會輸出正確結果：
但更多的時候會輸出讀寫沖突的錯誤：
這個就是線程不安全的 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，使其無法同時對 map 進行讀寫操作，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前鎖定這個鎖，使其它線程訪問這個鎖要阻塞
for v := range m {
m[v] = 100
}
lock.Unlock()//在讀取map前釋放這個鎖
}()
}
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println(m)
}
加了鎖之后，你就會發(fā)現無論執(zhí)行幾次，執(zhí)行結果都是正確的。
4. 小結
本文主要介紹了Go語言中的多線程——goroutine。其實現是線程的輕量實現，所以可以無限制的開啟。在使用過程中需要注意：
- goroutine 執(zhí)行無先后順序，由 cpu 統(tǒng)一調度。
- goroutine 之間內存的共享通過使用 channel 來通訊實現。
- goroutine 使用線程不安全的變量類型時可以用鎖將其鎖定。
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