Go的协程｜青训营笔记这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 2天协程、线程与进程进程、线程和协程之间概

这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 2天

协程、线程与进程

进程、线程和协程之间概念的区别,：

对于进程、线程，都是有内核进行调度，有 CPU 时间片的概念，进行抢占式调度（有多种调度算法）。而对于协程(用户级线程)，这是对内核透明的，也就是系统并不知道有协程的存在，是完全由用户自己的程序进行调度的，因为是由用户程序自己控制，那么就很难像抢占式调度那样做到强制的 CPU 控制权切换到其他进程/线程，通常只能进行协作式调度，需要协程自己主动把控制权转让出去之后，其他协程才能被执行到。

由于Golang在runtime、系统调用等多方面对goroutine调度进行了封装和处理，当遇到长时间执行或者进行系统调用时，会主动把当前goroutine的CPU转让出去，让其他goroutine能被调度并执行，也就是说Golang从语言层面支持了协程。Golang的一大特色就是从语言层面原生支持协程，在函数或者方法前面加 go关键字就可创建一个协程。

协程的优势：协程在切换开销方面，goroutine远比线程小消耗小。且协程默认占用内存远比 Java 、C 的线程少。线程通常大小是MB级别，而协程通常大小为KB级别。

协程的定义和使用

通过在方法前加go关键字的形式可以立刻开启一个协程，注意我们的main函数本身也是一个协程。如果不加任何限制，main线程不会等待其他子协程就结束执行。例如下面的程序中控制台就不会有输出：

package main
import "fmt"

func add(x, y int)  {
   z := x + y
   fmt.Println(z)
}

func main() {
   for i:=0; i<10; i++ {
      go add(i, i)
   }
}

利用sync.WaitGroup来实现协程的同步

sync.WaitGroup开箱即用，其是并发安全的。原理类似于Java中的CountDownLatch，可以想象该类型中有一个计数器，默认值是0。WaitGroup拥有三个指针方法，下面的方法就是操作或判断计数器：

Add ：增加或减少计数器的值。一般情况下，会用这个方法来记录需要等待的goroutine的数量 Done ：用于对其所属值中计数器的值进行减一操作，就是Add(-1)，可以在defer语句中调用它 Wait ：阻塞当前的goroutine，直到所属值中的计数器归零。

如下示例，将wg 计数设置为10，每个for循环运行完毕都把计数器减一，主函数中使用Wait() 一直阻塞，直到wg为零（也就是所有的10个for循环都运行完毕）时，主程序main函数才会执行结束。

func main() {
   waitGroup := sync.WaitGroup{}
   waitGroup.Add(10)
   for i := 0; i <= 9; i++ {
      go func(i int, j int) {
         defer waitGroup.Done()
         fmt.Println("执行加法:", i)
         z := i + j
         fmt.Println("结果为:", z)
         //计数器减1
      }(i, 1)
   }
   //主协程等待waitGroup计数器归零
   waitGroup.Wait()
}

协程之间的通信

协程之间的通信可以通过共享内存实现通信，也可以通过通信来实现共享内存。 go支持上述两种方式，但是更提倡后者，即通过通信来实现共享内存。

通过通道来实现通信

通道类似于一个队列，里面拥有一个可变长度的缓冲区，遵循先入先出的原则。创建通道的方式：方式1：

var  通道名   chan 类型

方式2:通过make函数，其中缓冲区大小可以省去，则通道中无缓冲通道，称为同步通道。通道缓冲区代表了可存储的空间大小。

ch:=make(chan 元素类型,[缓冲大小])

channel <- 变量名 表示将对应的变量存入通道缓冲区。 变量名:= <-channel 表示从通道中取出一个变量。

由go实现一个经典的消费生产模型非常简单：

func main() {
   channel := make(chan int, 5)
   go producer(channel)
   go consumer(channel)
   time.Sleep(time.Second)

}
func consumer(channel chan int) {
   if channel != nil {
      for {
         res := <-channel
         fmt.Println("取出", res)
      }
   }
}
func producer(channel chan int) {
   if channel != nil {
      for {
         random := rand.Int()
         channel <- random
         fmt.Println("存入", random)
      }
   }
}

当协程无缓冲区时，在向某通道发送消息之后，会阻塞当前线程，直到消息被取出消费。当协程有缓冲区时，协程会等到通道缓冲区填满时才阻塞。

在向管道中发送数据时，发送的数据和原数据是独立的，因此修改原数据不会影响发送的数据。

通过互斥锁实现共享内存

Golang也支持互斥锁。

命名: lock := sync.Mutex

加锁: lock.lock()

解锁: lock.unlock()

sync.Mutex性能开销较大，因此应该用于保护一段逻辑，而不是保护一个变量。

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