什么是进程、线程
进程就是一个应用程序的工作空间,比如你打开的QQ,微信,工作空间包含了该程序运行所需的所有资源。而线程是进程中的执行单位,一个进程最少有一个线程。
进程与线程对比
- 进程是系统资源分配和调度的最小单位
- 线程是程序执行的最小单位
- 一个进程由一个或多个线程组成,线程是进程中代码的不同执行路线
- 进程之间相互独立,进程中的线程共享程序的内存空间及资源
- 线程在时间效率和空间效率都比进程要高
协程
协程是一种用户态的轻量级线程,线程是CPU来调度,而协程的调度完全是由用户来控制的。
协程与线程对比
- 一个线程可以有多个协程
- 线程、进程都是同步机制,而协程是异步
- 协程可以保留上一次调用时的状态,当过程重入时,相当于进入了上一次的调用状态
- 协程是需要线程来承载运行的,所以协程并不能取代线程,线程是被分割的CPU资源,协程是组织好的代码流程
并发、并行
- 并发和并行是相对于进程或者线程来说的。
- 并发是一个或多个CPU对多个进程/线程之间的多路复用,通俗讲就是CPU轮流执行多个任务,而每个任务都执行一小段,从宏观来看就像在同时执行。
- 并行必须有多个CPU来提供支持,真正意义上的在同一时刻执行多个进程或线程。
Go语言协程
Go中没有线程的概念,只有协程(goroutine),协程相比线程更加轻量,上下文切换更快。Goroutine由 Go 自己来调度,我们只管启用。
goroutine 通过 go 关键字来启动,非常简单,go 关键字后面加一个方法或函数 go function()
package main import ( "fmt" "time" ) func main (){ go fmt.Println("微客鸟窝") fmt.Println("我是无尘啊") time.Sleep(time.Second) //等待一秒,使goroutine 执行完毕 } 复制代码
运行结果:
我是无尘啊 微客鸟窝 复制代码
Channel
channel(通道) 是用来解决多个 goroutine 之间通信问题的。
在 Go 语言中,提倡通过通信来共享内存,而不是通过共享内存来通信,其实就是提倡通过 channel 发送接收消息的方式进行数据传递,而不是通过修改同一个变量。所以在数据流动、传递的场景中要优先使用 channel,它是并发安全的,性能也不错。
channel 声明
ch := make(chan string)
- 使用 make 函数
- chan 是关键字,表示 channel 类型,chan 是一个集合类型
- string 表示 channel 里存放数据的类型
chan 使用
chan 只有发送和接收两种操作:
- 发送: <-chan //向chan内发送数据
- 接收: chan-> //从chan中获取数据
示例:
package main import ( "fmt" ) func main() { ch := make(chan string) go func(){ fmt.Println("微客鸟窝") ch <- "执行完毕" }() fmt.Println("我是无尘啊") value := <-ch fmt.Println("获取的chan的值为:",value) } 复制代码
运行结果
我是无尘啊 微客鸟窝 获取的chan的值为: 执行完毕 复制代码
有了 chan 后,我们可以不使用 Sleep 来等 goroutine执行完了,因为接收操作(
value := <-ch
)会阻塞等待,直到它获取到值为止。
无缓冲 channel
上面的操作就是一个无缓冲 channel,通道的容量是0,它不能存储数据,只是起到了传输的作用,所以无缓冲 channel 的发送和接收操作是同时进行的
有缓冲 channel
在声明的时候,我们可以传入第二个参数,即channel容量大小,这样就是创建了一个有缓冲 channel。
//创建一个容量为3的 channel,其内部可以存放3个类型为int的元素 ch := make(chan int,3) 复制代码
- 有缓冲 channel 内部有一个队列
- 发送操作是向队列尾部追加元素,如果队列满了,则阻塞等待,直到接收操作从队列中取走元素。
- 接收操作是从队列头部取走元素,如果队列为空,则阻塞等待,直到发送操作向队列追加了元素。
- 可以通过内置函数
cap
来获取 channel 的容量,通过内置函数 len 获取 channel 中元素个数。
ch := make(chan int,3) ch <- 1 ch <- 2 fmt.Println("容量为",cap(ch),"元素个数为:",len(ch)) //打印结果:容量为 3 元素个数为: 2 复制代码
关闭 channel
使用内置函数 close :close(ch)
- channel 关闭了就不能再向其发送数据了,否则会引起 panic 异常。
- 可以从关闭了的 channel 中接收数据,如果没数据,则接收到的是元素类型的零值。
单向 channel
只能发送或者只能接收的 channel 为单向 channel。
单向 channel 声明
只需要在基础声明中增加操作符即可:
send := make(ch<- int) //只能发送数据给channel receive := make(<-ch int) //只能从channel中接收数据 复制代码
示例:
package main import ( "fmt" ) //只能发送通道 func send(s chan<- string){ s <- "微客鸟窝" } //只能接收通道 func receive(r <-chan string){ str := <-r fmt.Println("str:",str) } func main() { //创建一个双向通道 ch := make(chan string) go send(ch) receive(ch) } //运行结果: str: 微客鸟窝 复制代码
select+channel
select 可以实现多路复用,即同时监听多个 channel。
- 发现哪个 channel 有数据产生,就执行相应的 case 分支
- 如果同时有多个 case 分支可以执行,则会随机选择一个
- 如果一个 case 分支都不可执行,则 select 会一直等待
示例:
package main import ( "fmt" ) func main() { ch := make(chan int, 1) for i := 0; i < 10; i++ { select { case x := <-ch: fmt.Println(x) case ch <- i: fmt.Println("--", i) } } } 复制代码
运行结果:
-- 0 0 -- 2 2 -- 4 4 -- 6 6 -- 8 8