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聊聊一些常用的Golang并发编程技巧

PHPz

发布： 2023-04-06 08:56:10

原创

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golang是一种被广泛用于构建高效、高性能、并行和分布式程序的编程语言。它具有简单、轻量级的语法，同时又能够轻松使用并发编程的优势。

在Golang中，使用goroutine和channel实现并发编程是一种流行的方式。goroutine是Golang特有的轻量级线程，它可以在单个线程内同时执行多个任务，并且在任务不阻塞时可以做到零开销切换。而channel是一种同步原语，它可以让多个goroutine进行协作，完成任务之间的数据传递和同步。

下面我们来看一些常用的Golang并发编程技巧：

一、使用goroutine实现并发

Golang中的goroutine非常易于使用，只需要在函数调用前添加一个"go"关键字即可将其变成一个goroutine。例如：

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func main() {
    //启动一个新的goroutine
    go func() {
        fmt.Println("Hello World")
    }()

    //在这里继续执行其他任务
    //...
}

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上面的代码会在另一个线程中打印"Hello World"，而main函数会在同时继续执行。使用goroutine可以大大提高程序的并发能力和响应速度。

二、使用channel实现数据同步

Golang的channel是一种同步原语，用于在多个goroutine之间传递数据和进行同步。channel可以在任何两个goroutine之间建立通信，它具有阻塞和非阻塞两种方式发送和接收消息。

下面是一个简单的示例，使用channel实现数据传递：

func main() {
    //创建一个整数类型的channel
    ch := make(chan int)

    //启动一个goroutine发送数据
    go func() {
        ch <- 123  //发送数据到channel中
    }()

    //接收刚刚发送的数据
    num := <- ch  //从channel中接收数据
    fmt.Println(num)  //输出：123
}

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上面的代码中，我们首先创建了一个整数类型的channel。然后启动了一个goroutine向其中发送数据，再在主线程中从channel中接收数据并输出。使用channel可以实现数据在不同goroutine之间的传递和同步。

三、使用sync包实现同步

sync是Golang中一个同步原语的集合，包括Mutex、RWMutex、Cond、Once、WaitGroup等。可以用来实现更高级别的同步和线程安全控制。

Mutex是一种互斥锁，用于保护共享资源。在访问临界区之前使用Lock()函数获得互斥锁，在访问完成后使用Unlock()函数释放锁。

下面是一个使用Mutex实现的线程安全计数器的示例：

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import (
    "fmt"
    "sync"
)

type Counter struct {
    count int
    mu    sync.Mutex
}

func (c *Counter) Increment() {
    //获取互斥锁并增加计数
    c.mu.Lock()
    c.count++
    c.mu.Unlock()
}

func (c *Counter) Count() int {
    //获取互斥锁并返回计数
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    return c.count
}

func main() {
    //创建一个计数器
    c := Counter{}

    //启动多个goroutine增加计数
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go c.Increment()
    }

    //等待所有goroutine执行完成
    time.Sleep(time.Second)

    //输出计数器的值
    fmt.Println(c.Count())
}

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上面的代码中，我们使用Mutex保护了计数器共享资源，确保了它在多goroutine并发执行时的线程安全性。

四、使用context包实现超时控制

在Golang中，context是一种可传递的上下文，用于控制goroutine子树的行为（类似于Java中的ThreadLocal）。

context包中提供了一些函数，如WithCancel()、WithDeadline()、WithTimeout()等，可以用于启动goroutine的上下文管理。这些函数会返回一个新的上下文对象和一个函数，当需要取消上下文时，可以调用这个函数将上下文标记为已取消。在goroutine中可以使用Context的Done()通道，获取取消信号。

下面是一个使用context实现的超时控制的示例：

import (
    "fmt"
    "context"
)

func main() {
    //创建一个带超时的上下文
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)

    //执行一个耗时任务
    go func() {
        time.Sleep(time.Second * 2)
        fmt.Println("Goroutine Done")
    }()

    //等待上下文取消信号
    select {
    case <-ctx.Done():
        fmt.Println("Timeout")
    }

    //取消上下文
    cancel()
}

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上面的代码中，我们首先创建了一个带有1秒超时的上下文，启动了一个耗时2秒的goroutine，然后在main函数中等待上下文的Done()通道，一旦收到取消信号就会输出"Timeout"。

五、使用sync/atomic实现竞争时的原子操作

在Golang中，sync/atomic包提供了一些原子操作函数，可以用于在竞争时更新共享的整型或指针数值。使用原子操作可以避免在多goroutine并发执行时出现竞态条件。

下面是一个使用sync/atomic包实现的原子操作输出16进制的计数器的示例：

import (
    "fmt"
    "sync/atomic"
)

func main() {
    //定义一个uint32的计数器
    var counter uint32

    //启动多个goroutine更新计数器
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go func() {
            //原子地增加计数器
            atomic.AddUint32(&counter, 1)
        }()
    }

    //等待所有goroutine执行完成
    time.Sleep(time.Second)

    //输出计数器的值
    fmt.Printf("0x%x\n", atomic.LoadUint32(&counter))
}

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上面的代码中，我们定义了一个uint32类型的计数器，并使用AddUint32()函数在多goroutine并发执行时原子地增加计数。最后输出计数器的16进制值。

总结：

Golang中并发编程具有简单、轻量级、高性能等特点，通过goroutine、channel、sync等工具函数的使用，可以方便地实现线程间的协作和通信，提高程序的并发性能和响应速度。同时，需要注意同步机制的使用，避免出现线程安全问题。

以上就是聊聊一些常用的Golang并发编程技巧的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！