Go 语言的并发模型主要基于 goroutines 和 channels。这是一种轻量级的线程和通信机制,旨在简化并发编程。下面是 Go 语言并发模型的核心概念:
Goroutines
Goroutines 是 Go 语言中实现轻量级线程的方式。你可以将 goroutine 视为运行在同一个地址空间内的一个非常轻量级的进程。创建一个新的 goroutine 非常简单,只需要在函数调用前加上 go
关键字即可。例如:
go myFunction()
当执行到这行代码时,myFunction()
将会在一个新的 goroutine 中异步执行,而当前的 goroutine 会继续执行接下来的代码。
Channels
Channels 是用于 goroutines 之间通信和同步的一种方式。你可以通过 channel 在不同的 goroutines 之间发送数据。Channel 是类型安全的,这意味着你只能通过指定类型的 channel 发送相同类型的数据。创建一个 channel 很简单,可以使用 make
函数:
ch := make(chan int)
上述代码创建了一个用来传递整数的 channel。你可以通过 <-
操作符来从 channel 中接收或发送数据:
ch <- 42 // 向 ch 发送整数 42
x := <-ch // 从 ch 接收一个整数并赋值给 x
Select
select
语句允许一个 goroutine 同时监听多个 channel 上的操作。它的工作方式类似于 switch
语句,但是用于 channel 操作。如果多个 case 都准备好了(即,它们的通道都是可读或可写的),则随机选择其中一个。如果没有 case 准备好,则如果存在 default 分支的话,会执行 default 分支;否则,select
会阻塞,直到某个 case 准备好。
select {
case i := <-ch1:
fmt.Println("received", i, "from ch1")
case ch2 <- 53:
fmt.Println("sent 53 to ch2")
default:
fmt.Println("no communication ready")
}
Sync 包
除了 goroutines 和 channels,Go 还提供了一个 sync
包,其中包含了一些工具,如 WaitGroup
和 Mutex
,用于帮助开发者处理更复杂的同步需求。
- WaitGroup 可以用来等待一组 goroutines 完成。你可以在启动每个 goroutine 前增加 WaitGroup 的计数器,并在每个 goroutine 完成后减少计数器。当计数器达到零时,所有等待该 WaitGroup 的 goroutine 将被释放。
- Mutex(互斥锁)用于保护共享资源,确保同一时间只有一个 goroutine 访问资源。
并发模式
Go 语言鼓励使用 channels 来进行 goroutines 之间的通信,而不是共享内存。这种设计减少了死锁的风险,并且使得程序更容易理解和维护。此外,Go 语言的并发模型强调了“不要通过共享内存来通信,而是通过通信来共享内存”的原则。
通过合理地使用这些工具和概念,你可以编写出高效、安全且易于理解的并发程序。