Go语言并发(一)——goroutine与Waitgroup

协程

前言

在很多语言中都会提到并发的概念，例如python， Java，C++等等，一般来说都会

使用多线程或多进程来实现并发调度，但是多线程/进程一般会耗费大量内存, 而在go

语言中我们可以使用协程来达到并发调度的目的，

协程的简介

协程是轻量级的线程(或者说是用户态的线程),与常用的线程不同的是，它本身的调度不由操作系统

来完成，而是由go语言本身所带的调度器来完成，进而减少了上下文切换的开销，这也是go语言性能提升的原因。

协程的简单使用

与其他语言不同的是，go语言中协程的实现非常简单，只需要关键字go就可以实现一个协程，如下:

go 复制代码

package main

import "fmt"

func synchello() {
	fmt.Println("hello world")
}

func main() {
	go synchello()
}

在这里我们就利用了go关键字实现了一个简单的协程，但是上面的代码没有任何的输出，

因为虽然我们利用go关键字已经创建出了子协程，但是由于我们的父协程(main函数)已经

结束了，所以子协程也就无法执行了，所以如果我们想让子协程执行，那么我们就需要让父

协程在子协程结束之前先不要结束，如下:

go 复制代码

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func synchello() {
	fmt.Println("hello world")
}

func main() {
	go synchello()
	time.Sleep(10 * time.Second)
}

这样我们就可以看到子协程的输出了，但是这种方法并不是最佳的比如下面这个代码:

go 复制代码

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func synchello() {
	fmt.Println("hello world")
}

func main() {
	for i := 0; i <= 20; i++ {
		go func() {
			fmt.Println(i)
		}()
	}
	time.Sleep(30 * time.Second)
}

输出结果为:

go 复制代码

可以看到，我们并没有按照我们期望的顺序输出，事实上在并发编程上，我们使用Sleep

函数并不是一种高明的手段，Go中给我们提供了很多并发控制的手段，例如:

channel: 管道，用于协程之间的通信
Context: 上下文，用于协程之间的通信
WaitGroup: 信号量
Mutex: 互斥锁
RWMutex: 读写互斥锁
我们可以利用它们来实现我们所想要的并发控制

WaitGrouop(信号量)

WaitGroup的介绍及使用

什么是Waitgroup

WaitGroup是Go语言中一个并发控制工具,它由sync包提供，WairGroup即等待执行，

我们可以利用它轻易的实现等待一组协程的效果

WaitGroup的结构

Waitgroup向外暴露了三个方法：

Add:该方法指明了需要我们等待线程的数量

go 复制代码

func (wg *WaitGroup) Add(delta int)

Done:该方法表示一个线程已经执行完毕，当所有的线程都执行完毕之后，Wait方法
才会返回

go 复制代码

func (wg *WaitGroup) Done()

Wait:该方法表示等待所有的线程执行完毕

go 复制代码

func (wg *WaitGroup) Wait()

WaitGroup的使用

WaitGroup的使用非常简单，它的内部实现主要是基于计数器+信号量,程序刚开始时

调用Add来初始化计数，每当一个协程执行完毕后调用Done,这时计数就-1，直到减为

0，在这期间Wait会一直阻塞主协程直到全部计数都减为0，此时主协程才会被唤醒

我们来看一个简单示例：

go 复制代码

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func main() {
	var wait sync.WaitGroup
	wait.Add(1)
	go func() {
		defer wait.Done()
		fmt.Println(1)
	}()
	wait.Wait()
	fmt.Println(2)
}

输出结果为:

go 复制代码

1
2

我们还可以来看一下接下来的这个样例:

go 复制代码

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func main() {
	var mainwait sync.WaitGroup
	var wait sync.WaitGroup
	mainwait.Add(10)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		defer wait.Done()
		defer mainwait.Done()
		func(i int) {
			fmt.Println(i)
		}(i)
		wait.Wait()   //等循环执行完毕
	}
	mainwait.Wait()
}

执行结果为:

go 复制代码

WaitGroup通常会用于动态调整协程的数量，比如我们在事先就已经知道了协程的数量

又或者是我们在运行过程中需要去动态的调整，而我们在使用Waitgroup时也不应该

复制它的值，如果我们想将其作为函数参数进行传递的时候，需要传递指针而不是复制它的值

值。倘若使用复制的值，计数完全无法作用到真正的WaitGroup上，这可能会导致主协程一直

阻塞等待，程序将无法正常运行。

示例:

go 复制代码

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func main() {
	var wait sync.WaitGroup
	wait.Add(1)
	hello(&wait)
	wait.Wait()
	fmt.Println("end")
}

func hello(wait *sync.WaitGroup) {
	fmt.Println("hello")
	wait.Done()
}

当计数变为负数，或者计数数量大于子协程数量时，将会引发panic.