在本篇文章中,我们将从最基础的 Goroutine 并发模型入手,逐步掌握 Go 语言中并发控制的核心思想。通过一个简单的"并发打印任务"案例,掌握 Goroutine 的使用、输出顺序的控制、主协程退出时机等关键知识。
一、为什么学习 Goroutine?
Goroutine 是 Go 语言最核心的并发原语。相比于线程,它更加轻量:
- 启动成本极低(大约只需 2KB 内存)
- 数量可以轻松达到上万甚至百万级
- 使用非常简单,只需一个
go
关键字
Go 的并发理念是:不要通过共享内存来通信,而要通过通信来共享内存。
掌握 Goroutine,是理解 Go 并发模型的第一步。
二、实战目标
我们将实现一个小项目:
- 启动多个 Goroutine 并发打印任务信息
- 每个任务打印固定内容
- 确保主程序等待所有任务完成
- 引入
sync.WaitGroup
实现同步控制
三、基础版本:启动多个 Goroutine
下面是最简单的 Goroutine 并发打印实现:
go
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func printTask(id int) {
fmt.Printf("任务 %d 正在执行\n", id)
}
func main() {
for i := 1; i <= 5; i++ {
go printTask(i)
}
// 给协程一点时间完成(不推荐的方式)
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println("主程序结束")
}
运行结果(示例):
任务 2 正在执行
任务 4 正在执行
任务 1 正在执行
任务 3 正在执行
任务 5 正在执行
主程序结束
你会注意到,输出顺序可能与代码中的顺序不同,这是并发执行的结果。
四、问题:主程序过早退出
在上面例子中我们使用了 time.Sleep
来"凑时间",这是一种不可靠且危险的方式。如果任务执行时间更长,就会被主程序强制退出。
为了解决这个问题,我们引入 sync.WaitGroup
。
五、进阶版本:使用 WaitGroup 等待所有 Goroutine 完成
go
package main
import (
"fmt"
"sync"
"time"
)
// 模拟执行任务
func printTask(id int, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done() // 标记一个任务完成
fmt.Printf("任务 %d 开始执行\n", id)
time.Sleep(time.Duration(id) * 200 * time.Millisecond) // 模拟不同任务耗时
fmt.Printf("任务 %d 执行完毕\n", id)
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
taskCount := 5
for i := 1; i <= taskCount; i++ {
wg.Add(1) // 增加一个任务
go printTask(i, &wg)
}
wg.Wait() // 等待所有任务完成
fmt.Println("所有任务完成,主程序退出")
}
输出示例:
任务 1 开始执行
任务 2 开始执行
任务 3 开始执行
任务 4 开始执行
任务 5 开始执行
任务 1 执行完毕
任务 2 执行完毕
任务 3 执行完毕
任务 4 执行完毕
任务 5 执行完毕
所有任务完成,主程序退出
六、重点知识点解析
1. go
关键字
只需在函数前加 go
,即可将该函数交由调度器异步执行,立即返回。
2. sync.WaitGroup
wg.Add(n)
:添加 n 个任务wg.Done()
:在任务完成后调用wg.Wait()
:阻塞主线程,直到所有任务完成
3. defer
用法
使用 defer wg.Done()
可以确保即使函数中途返回也能正确减计数。
七、延伸思考
- 若有 10万个任务要并发执行,Goroutine 是否能承载?(答案是:可以,但建议使用并发控制池)
- 如果某个任务失败,是否能提前取消其他任务?(答案是:可以结合
context
实现)
八、真实应用场景举例
- 批量调用多个接口(如:并发请求天气接口、发邮件)
- 批量处理文件(压缩、上传、转码)
- 并发爬虫(抓取多个页面)
- 消息队列并发消费任务
九、小结
本文通过"并发打印任务"这一简单示例,向你展示了 Go 并发编程的基本能力:
- 启动 Goroutine 的方法
- 并发任务间的非确定性
- 如何使用 WaitGroup 来保证主程序的正确退出
- Goroutine 的轻量特性,适合高并发场景
并发是 Go 的灵魂,控制好协程的生命周期和调度能力,将直接影响系统的健壮性与性能。