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[382] 2021-01-27_go并发

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-16
2021-01-27_go并发 g o 并 发 原 创   a F a 攻 防 实 验 室   a F a 攻 防 实 验 室   2 0 2 1 - 0 1 - 2 7 收 录 于 话 题   # G o l a n g   , 1 6 个 并 发 与 并 行 并 发 与 并 行 并 发 ： 在 某 个 时 间 只 能 执 行 一 个 任 务 ， 但 系 统 在 执 行 过 程 中 会 进 行 多 个 任 务 间 的 快 速 切 换 ， 所 以 宏 观 上 来 看 ， 就 像 同 一 个 时 刻 执 行 多 个 任 务 一 样 。 并 行 ： 在 某 个 时 间 执 行 多 个 任 务 ， 并 行 要 求 有 多 核 ， 每 个 核 执 行 不 同 的 任 务 ， 多 个 核 都 在 运 转 。 示 例 图 说 明 ： 并 发 是 单 核 在 处 理 ， 例 如 A B C D 四 个 任 务 ， 单 核 心 会 不 断 在 这 四 个 任 务 之 间 切 换 ， 肉 眼 看 四 个 任 务 都 在 执 行 ， 但 实 际 只 有 一 个 任 务 在 执 行 ， 切 换 都 是 微 秒 ， 所 以 宏 观 上 是 都 在 执 行 ， 微 观 就 只 有 一 个 任 务 在 执 行 。 并 行 是 多 核 在 处 理 ， 例 如 A B C D 四 个 任 务 ， 每 个 任 务 都 有 一 个 单 独 的 核 在 处 理 ， 不 用 来 回 切 换 ， 都 在 自 己 干 自 己 的 ， 一 块 向 前 行 ， 就 是 并 行 。
g o r o u t i n e g o 天 生 支 持 并 发 ， 像 j a v a 等 语 言 ， 并 发 时 都 是 交 给 操 作 系 统 去 分 配 ， 而 在 g o 中 ， g o 内 置 实 现 了 任 务 的 调 度 和 管 理 。 g o 中 的 并 发 由 g o r o u t i n e 实 现 ， 类 似 于 线 程 。 创 建 g o r o u t i n e 只 需 要 在 函 数 前 加 一 个 g o 关 键 字 ， 当 我 们 需 要 并 发 时 ， 只 需 要 把 任 务 写 到 函 数 中 ， 然 后 使 用 g o 关 键 字 开 启 一 个 g o r o u t i n e 去 执 行 即 可 。 像 之 前 的 例 子 ， m a i n 函 数 就 会 启 动 一 个 g o r o u t i n e 来 执 行 g o 程 序 ， 例 如 以 下 示 例 ： 上 面 这 个 例 子 属 于 串 行 方 式 ， 也 就 是 程 序 是 按 顺 序 执 行 ， 上 面 程 序 只 有 执 行 完 毕 ， 下 面 的 程 序 才 能 执 行 。 这 里 给 h e l l o 函 数 添 加 g o 关 键 字 ， 给 它 分 配 一 个 单 独 的 g o r o u t i n e 来 执 行 ， 这 时 这 个 程 序 就 会 有 两 个 g o r o u t i n e ， 一 个 h e l l o 函 数 的 ， 一 个 m a i n 函 数 的 。 f u n c   h e l l o ( )   {     f m t . P r i n t l n ( " h e l l o   g o r o u t i n e " ) } f u n c   m a i n ( )   {     h e l l o ( )   / /   h e l l o   g o r o u t i n e     f m t . P r i n t l n ( " m a i n   g o r o u t i n e " )   / /   m a i n   g o r o u t i n e } f u n c   h e l l o ( )   {     f m t . P r i n t l n ( " h e l l o   g o r o u t i n e " ) } f u n c   m a i n ( )   {
上 面 函 数 的 打 印 结 果 只 有 一 行 m a i n   g o r o u t i n e ， 并 没 有 h e l l o   g o r o u t i n e ， 原 因 在 于 程 序 没 有 串 行 执 行 ， h e l l o 函 数 和 m a i n 函 数 是 不 同 g o r o u t i n e （ 线 程 ） 执 行 的 ， 当 h e l l o 还 没 有 执 行 完 时 ， m a i n 就 执 行 结 束 了 ， 导 致 了 结 果 只 输 出 了 一 行 。 可 以 在 m a i n 函 数 最 后 添 加 一 个 t i m e . S l e e p ， 来 等 待 一 秒 ， 这 时 h e l l o 函 数 就 执 行 完 了 ， 然 后 一 秒 后 m a i n 函 数 结 束 ， 结 果 是 都 有 输 出 ， 并 且 可 以 看 到 程 序 打 印 后 有 明 显 的 停 顿 一 秒 现 象 。 多 个 多 个 g o r o u t i n e 上 面 例 子 是 单 个 的 g o r o u t i n e ， 我 们 停 顿 了 一 秒 ， 如 果 g o r o u t i n e 过 多 ， 且 我 们 无 法 估 测 多 久 会 执 行 完 ， 例 如 以 下 代 码 ： 这 里 可 以 使 用 s y n c . W a i t G r o u p 来 解 决 ， 它 实 现 了 g o r o u t i n e 的 同 步 ， 示 例 代 码 如 下 。     g o   h e l l o ( )     f m t . P r i n t l n ( " m a i n   g o r o u t i n e " )   / /   m a i n   g o r o u t i n e } f u n c   m a i n ( )   {     g o   h e l l o ( )   / /   h e l l o   g o r o u t i n e     f m t . P r i n t l n ( " m a i n   g o r o u t i n e " )   / /   m a i n   g o r o u t i n e     t i m e . S l e e p ( t i m e . S e c o n d ) } f u n c   h e l l o ( i   i n t )   {     f m t . P r i n t l n ( " h e l l o   g o r o u t i n e " ,   i ) } f u n c   m a i n ( )   {     f o r   i   : =   0 ;   i   <   1 0 ;   i + +   {         g o   h e l l o ( i )     }     f m t . P r i n t l n ( " m a i n   g o r o u t i n e " )   / /   m a i n   g o r o u t i n e     t i m e . S l e e p ( t i m e . S e c o n d   *   2 ) } v a r   w g   s y n c . W a i t G r o u p   / /   创 建 一 个 s y n c . W a i t G r o u p f u n c   h e l l o ( i   i n t )   {     d e f e r   w g . D o n e ( )   / /   每 执 行 一 次 h e l l o 函 数 ， w g 就 减 一     f m t . P r i n t l n ( " h e l l o   g o r o u t i n e " ,   i ) } f u n c   m a i n ( )   {     f o r   i   : =   0 ;   i   <   1 0 ;   i + +   {         w g . A d d ( 1 )   / /   每 使 用 g o r o u t i n e 调 用 一 次 h e l l o ， w g 就 加 一         g o   h e l l o ( i )     }
上 面 代 码 执 行 发 现 ， 每 次 结 果 输 出 完 毕 后 ， 没 有 停 顿 ， 特 别 流 畅 的 就 结 束 了 ， 而 不 是 之 前 使 用 t i m e . S l e e p ， 总 是 停 顿 一 会 。 上 面 代 码 执 行 多 次 发 现 ， h e l l o 输 出 时 顺 序 并 不 是 按 照 0 、 1 、 2 、 3 . . . 顺 序 来 的 ， 而 是 无 序 的 ， 这 是 因 为 它 们 每 个 都 有 自 己 的 g o r o u t i n e ， 是 并 发 执 行 ， 而 不 是 串 行 。 g o r o u t i n e 初 始 化 栈 大 小 是 2 k b ， 不 固 定 ， 可 增 大 可 缩 小 ， 最 大 可 达 1 g b ， 因 为 初 始 化 小 ， 所 以 g o r o u t i n e 可 一 次 创 建 十 万 个 也 没 问 题 。 g o m a x p r o c s g o m a x p r o c s 用 来 确 定 使 用 多 少 个 o s 线 程 来 执 行 g o 代 码 ， 默 认 是 机 器 上 所 有 的 c p u 核 心 数 。 在 g o 中 ， 可 通 过 r u n t i m e . G O M A X P R O C S ( ) 来 设 置 当 前 程 序 并 发 时 占 用 的 c p u 核 心 数 。 示 例 ： 例 如 下 面 示 例 ， 将 程 序 的 核 心 数 设 置 为 1 ， 然 后 通 过 两 个 g o r o u t i n e 执 行 a 和 b 函 数 ， 打 印 结 果 是 先 执 行 完 一 个 函 数 再 执 行 另 一 个 。 将 上 面 r u n t i m e . G O M A X P R O C S 改 为 2 ， 即 使 用 并 行 来 执 行 程 序 ， 两 个 核 处 理 两 个 g o r o u t i n e ， 同 时 进 行 。 使 用 r u n t i m e . N u m C P U 可 查 看 电 脑 上 的 核 心 数 。     f m t . P r i n t l n ( " m a i n   g o r o u t i n e " )   / /   m a i n   g o r o u t i n e     w g . W a i t ( )   / /   w g 在 等 待 ， 等 所 有 g o r o u t i n e 结 束 时 ， 再 放 行 } f u n c   a ( )   {     f o r   i   : =   0 ;   i   <   1 0 ;   i + +   {         f m t . P r i n t l n ( " A " ,   i )     } } f u n c   b ( )   {     f o r   i   : =   0 ;   i   <   1 0 ;   i + +   {         f m t . P r i n t l n ( " B " ,   i )     } } f u n c   m a i n   ( )   {     r u n t i m e . G O M A X P R O C S ( 1 )     g o   a ( )     g o   b ( )     t i m e . S l e e p ( t i m e . S e c o n d ) } f m t . P r i n t l n ( r u n t i m e . N u m C P U ( ) )
总 结 总 结 g o 的 并 发 属 于 该 语 言 的 一 大 优 势 ， 在 其 它 语 言 中 o s 线 程 都 是 内 核 来 调 用 的 ， g o r o u t i n e 则 是 由 g o 的 r u n t i m e 自 己 调 度 的 。 写 程 序 的 时 候 也 很 简 单 ， 直 接 g o 关 键 字 即 可 ， 不 像 其 它 语 言 ， 要 关 注 的 东 西 太 多 。 f m t . P r i n t l n ( r u n t i m e . N u m C P U ( ) )
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