go多线程

一个很帅的帅哥2024-10-22 21:54

1.仅加go

在一个golang编写的程序，主函数运行完毕后，程序就结束了

go 复制代码 
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    // 如果这样写go 要加在上面的函数，因为如果只单独加在下面的函数或者都加上，程序就会直接仅执行上面的函数或者不执行
    go count(5, "羊")
    count(5, "牛")
}

func count(n int, animal string) {
    for i := 0; i < n; i++ {
       fmt.Println(i+1, animal)
       time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
}

2.使得两个go都执行

1.直接time.Sleep(3 * time.Second)

go 复制代码 
package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() 。
	// 如果这样写go 要加在上面的函数，因为如果只单独加在下面的函数或者都加上，程序就会直接仅执行上面的函数或者不执行
	go count(5, "羊")
	go count(5, "牛")
	time.Sleep(3 * time.Second)
}

func count(n int, animal string) {
	for i := 0; i < n; i++ {
		fmt.Println(i+1, animal)
		time.Sleep(time.Millisecond * 500)
	}
}

2.WaitGroup 计数器 执行完一个任务就减1

追踪还有多少任务没有执行

go 复制代码 
package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    go func() {
       count(5, "羊")
       wg.Done()
    }()
    go func() {
       count(5, "牛")
       wg.Done()
    }()
    wg.Wait() // 函数结束前原地听命，计数器变为0才继续
}

func count(n int, animal string) {
    for i := 0; i < n; i++ {
       fmt.Println(i+1, animal)
       time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
}

3.交流goroutine

其他具有多线程的编程语言中，线程之间的交流通过共享内存完成

1.通过计数交流，counte 缺点是可能分配在不同的核心 可能同时执行

go 复制代码 
package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    go func() {
       count(5, "羊")
       wg.Done()
    }()
    go func() {
       count(5, "牛")
       wg.Done()
    }()
    wg.Wait() // 函数结束前原地听命，计数器变为0才继续
    fmt.Println(counte)
}

var counte int

func count(n int, animal string) {
    for i := 0; i < n; i++ {
       fmt.Println(i+1, animal)
       counte++
       time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
}

2.Channel

不通过共享内存交流，通过交流去共享内存

往channel发送和接收一条消息，都会阻塞代码的执行

当我要发送一条消息，我会一直在这里等着，直到一条消息在channel另一方被接收了

反过来，如果我想从channel接受一条消息 我会等着

如果channel另一方有一个人拿着消息等着，我会立刻收到消息，他会立刻发送消息，然后都会运行

可以通过阻塞的特性同步我们的代码

go 复制代码 
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    c := make(chan string)
    go count(5, "羊", c)
    for { // 消息有很多 使用for循环
       message := <-c // 从channel收到消息
       fmt.Println(message)
    }

}

func count(n int, animal string, c chan string) {
    for i := 0; i < n; i++ {
       // 直接往channel里喊话
       c <- animal
       time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
}

主函数一直等待channel传来消息，但是count函数已经结束了

对程序来说，新的数据不会传进来

go检测到这一点，报错


go 复制代码 
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    c := make(chan string)
    go count(5, "羊", c)
    // 方式1
    for { // 消息有很多 使用for循环
       message, open := <-c // 从channel收到消息 会额外获得一个bool值，使用open接收
       if !open {           // 通过bool判断是不是要继续从channel接收消息
          break
       }
       fmt.Println(message)
    }

    // 方式2
    for message2 := range c {
       fmt.Println(message2)
    }

}

func count(n int, animal string, c chan string) {
    for i := 0; i < n; i++ {
       // 直接往channel里喊话
       c <- animal
       time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
    close(c) // 关闭channel
}

3.从多个channel接收数据

当你把一个任务分为多个子任务时

可能和每一个子任务都有一个单独的channel专门和那一个子任务通讯

这些channel随时可能传来数据，怎么去管理

往channel发送和接收一条数据都会阻塞程序

有多个channel发送消息时

使用channel保证第一时间从有新消息的channel接收数据

不受不同channel消息频率不同的影响

go 复制代码 
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    c1 := make(chan string)
    c2 := make(chan string)

    go func() {
       for {
          c1 <- "羊"
          time.Sleep(time.Millisecond * 500)
       }
    }()

    go func() {
       for {
          c1 <- "牛"
          time.Sleep(time.Millisecond * 2000)
       }
    }()

    //for {
    // fmt.Println(<-c1) // 往channel发送和接收一条数据都会阻塞程序 所以c1执行完之后就会到c2,然后就会阻塞，c1的消息此时无人接收，所以使用select方法
    // fmt.Println(<-c2)
    //}

    for {
       select { // 有很多case 哪个不阻塞就先执行
       case msg := <-c1:
          fmt.Println(msg)
       case msg := <-c2:
          fmt.Println(msg)
       }

    }
}

4.树形结构便利 搜索文件

搜索所有叫test的文件或者文件夹

深度优先的搜索实现

1.直接遍历

go 复制代码 
package main

import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "time"
)

var query = "test"
var matches int // 计量数字

var workerCount = 0
var maxWorkerCount = 32
var searchRequest = make(chan string) // 让包工头指派工作
var workerDone = make(chan bool)      // 让工人们互相告诉包工头说工作做完了
var foundMatch = make(chan bool)      // 传输关于我找到搜索的结果的消息

func main() {
    start := time.Now()
    workerCount = 1
    go search("/Users/lfzxmw/", true)
    waitForWorkers() //指派完第一个search等待一下
    fmt.Print(matches, "matches")
    fmt.Println(time.Since(start))
}

func waitForWorkers() {
    for {
       select {
       case path := <-searchRequest: // 有新的工作 search request有新的消息 把此时工人数量加一
          workerCount++
          go search(path, true) // 指派一个新的工人工作
       case <-workerDone: // 有工人工作结束 数量就减一
          workerCount--
          if workerCount == 0 { // 工作都做完了
             return // 退出等待的函数
          }
       case <-foundMatch: // 有新的结果找到
          matches++
       }

    }
}

func search(path string, master bool) {
    files, err := ioutil.ReadDir(path)
    if err == nil {
       for _, file := range files {
          name := file.Name()
          if name == query {
             foundMatch <- true
          }
          if file.IsDir() {
             if workerCount < maxWorkerCount {
                searchRequest <- path + name + "/"
             } else {
                search(path+name+"/", false)
             }

          }
       }
    }
    if master { // 看一下当前的搜索函数是不是一个在goroutine运行的搜索函数
       workerDone <- true // 是的话告诉总部工作结束
    }
}

5.扩展

1.带有buffer(缓存)的channel

2.go语言的context包裹

1.带有buffer(缓存)的channel

在 Go 语言中，带有缓冲的通道（buffered channel）允许你在通道中存储一定数量的数据，而不需要立即接收。这使得发送者在发送数据时可以继续工作，而不必等到接收者准备好接收。带缓冲的通道在需要在 goroutine 之间异步通信时非常有用。

go 复制代码 
package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	// 创建一个缓冲区大小为 3 的通道
	bufferedChannel := make(chan int, 3)

	// 启动一个 goroutine 发送数据
	go func() {
		for i := 1; i <= 5; i++ {
			fmt.Printf("Sending %d to the channel\n", i)
			bufferedChannel <- i // 发送数据到通道
			fmt.Printf("Sent %d to the channel\n", i)
			time.Sleep(1 * time.Second) // 模拟工作延迟
		}
		close(bufferedChannel) // 发送完成后关闭通道
	}()

	// 接收数据
	for value := range bufferedChannel {
		fmt.Printf("Received %d from the channel\n", value)
		time.Sleep(2 * time.Second) // 模拟处理数据的延迟
	}

	fmt.Println("All values received from the channel.")
}
代码说明
  1. 创建缓冲通道 ：
    • 使用 make(chan int, 3) 创建一个整型的缓冲通道，缓冲大小为 3。
  2. 发送数据的 goroutine ：
    • 在一个 goroutine 中，循环发送 5 个整数到通道中。由于通道是缓冲的，所以最多可以容纳 3 个整数而不会阻塞发送。
  3. 接收数据 ：
    • 使用 for range 循环接收通道中的数据。接收者会阻塞，直到通道中有数据可用。
  4. 关闭通道 ：
    • 发送完成后，使用 close(bufferedChannel) 关闭通道。这是一个好习惯，可以避免接收者在通道中等待更多数据。
注意事项
  • 如果缓冲通道已满，发送者将被阻塞，直到接收者读取数据，使得通道中有空位。
  • 如果通道已空，接收者将被阻塞，直到有数据可接收。
  • 关闭通道是必要的，特别是在需要通知接收者发送完成时。
总结

带缓冲的通道可以有效地在 goroutine 之间传递消息，允许更灵活的并发设计。它们非常适合需要一定程度的异步处理的场景。希望这个示例能够帮助您理解带缓冲通道的使用！如果您有任何进一步的问题，欢迎随时提问。

6.go语言的context包裹

在 Go 语言中，context 包是一个用于处理上下文（context）信息的标准库，广泛用于处理并发操作中的请求传递、取消信号以及超时控制。它尤其在编写网络服务和分布式系统时非常有用。

主要功能

  1. 请求的传递：可以在多个 goroutine 之间传递请求范围的值。
  2. 取消信号：允许上下文的持有者通知其他 goroutine 取消操作。
  3. 超时控制：可以设置超时，从而避免操作长时间阻塞。

常用类型

  • Context：接口类型，表示上下文。
  • Background ：返回一个非空的 Context，通常用于顶层的 context。
  • TODO ：返回一个非空的 Context，用于某些还未决定的上下文。

创建 Context

1. 背景上下文
go 复制代码 
ctx := context.Background()
2. 带取消的上下文
go 复制代码 
ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
defer cancel() // 确保在不再需要时调用取消
3. 带超时的上下文
go 复制代码 
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
defer cancel() // 确保在不再需要时调用取消
4. 带截止时间的上下文
go 复制代码 
deadline := time.Now().Add(5 * time.Second)
ctx, cancel := context.WithDeadline(context.Background(), deadline)
defer cancel() // 确保在不再需要时调用取消
5. 带值的上下文
go 复制代码 
ctx = context.WithValue(context.Background(), "key", "value")
value := ctx.Value("key")

示例代码

下面是一个完整的示例，展示如何使用 context 包处理并发操作和取消信号：

go 复制代码 
package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"time"
)

func worker(ctx context.Context, id int) {
	for {
		select {
		case <-ctx.Done():
			fmt.Printf("Worker %d: stopped\n", id)
			return // 处理取消信号
		default:
			fmt.Printf("Worker %d: working...\n", id)
			time.Sleep(1 * time.Second) // 模拟工作
		}
	}
}

func main() {
	// 创建一个带取消的上下文
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())

	// 启动多个工作 goroutine
	for i := 1; i <= 3; i++ {
		go worker(ctx, i)
	}

	// 等待 5 秒后取消上下文
	time.Sleep(5 * time.Second)
	cancel() // 通知所有 goroutine 停止工作

	// 等待一段时间以确保所有 goroutine 都已退出
	time.Sleep(2 * time.Second)
	fmt.Println("All workers stopped.")
}

代码说明

  1. 上下文的创建：

    • 使用 context.WithCancel 创建一个可取消的上下文。

  2. 工作 goroutine：

    • 每个 worker 在一个无限循环中运行，检查上下文是否已被取消。

  3. 取消上下文：

    • 在主函数中，等待 5 秒后调用 cancel()，通知所有 worker 停止工作。

  4. 输出：

    • 每个 worker 每秒输出一次工作信息，直到被取消。

注意事项

  • 避免使用全局上下文 ：尽量避免在函数中使用 context.Background() 或 context.TODO()，而应将上下文信息传递给需要它的函数。
  • 使用 defer ：确保调用 cancel()，以避免资源泄露。
  • 优雅地停止 goroutine ：通过 ctx.Done() 来监听取消信号，确保 goroutine 能够优雅地停止。

总结

context 包是 Go 语言中用于处理并发操作的重要工具，能够帮助你更好地管理请求的生命周期、取消操作和超时控制。希望这个介绍能帮助您理解 context 包的基本使用。如果您还有其他问题，欢迎提问！

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