Golang语言的核心特色

目录

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Goroutine

基本介绍

进程和线程介绍

  1. 进程就是程序在操作系统中的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的基本单位

  2. 线程是进程的一个执行实例,是程序执行的最小单元,它是比进程更小的能独立运行的基本单位

  3. 一个进程可以创建和销毁多个线程,同一个进程中的多个线程可以并发执行

  4. 一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程

程序、进程和线程的关系示意图

go语言系列-从Goroutine到Channel go 第1张

并发和并行

  1. 多线程程序在单核上运行,就是并发

  2. 多线程程序在多核上运行,就是并行
    go语言系列-从Goroutine到Channel go 第2张
    并发:因为是在一个cpu上,比如有10个线程,每个线程执行10毫秒(进行轮询操作),从人的角度看,好像这10个线程都在运行,但是从微观上看,在某一个时间点看,其实只有一个线程在执行,这就是并发

并行:因为是在多个cpu上(比如有10个cpu),比如有10个线程,每个线程执行10毫秒(各自在不同cpu上执行),从人的角度看,这10个线程都在运行,但是从微观上看,在某一个时间点看,也同时有10个线程在执行,这就是并行

Go协程和Go主线程

Go主线程(有程序员直接称为线程/也可以理解成进程):一个Go线程上,可以起多个协程,可以这样理解:协程是轻量级的线程【编译器做优化】

Go协程的特点

​ 1) 有独立的栈空间

​ 2) 共享程序堆空间

​ 3) 调度由用户控制

​ 4) 协程是轻量级的线程
go语言系列-从Goroutine到Channel go 第3张

快速入门

案例说明

编写一个程序,完成如下功能:

​ 1) 在主线程(可以理解成进程)中,开启一个goroutine,该协程每隔一秒输出“hello,world”

​ 2) 在主线程中也每隔一秒输出“hello,world”,输出10次后,退出程序

​ 3) 要求主线程和goroutine同时执行

画出主线程和协程执行流程图
go语言系列-从Goroutine到Channel go 第4张

import (
   "fmt"
   "strconv"
   "time"
)
//编写一个函数/每隔一秒输出"hello,world"
func test()  {
   for i := 1; i <= 10; i++ {
      fmt.Println("test() hello,world" + strconv.Itoa(i))
      time.Sleep(time.Second)
   }
}
func main()  {
   go test() //开启了一个协程
   for i := 1; i <= 10; i++ {
      fmt.Println("main() hello,world" + strconv.Itoa(i))
      time.Sleep(time.Second)
   }
}
//main() hello,world1        //main主线程和test协程同时执行
//test() hello,world1
//main() hello,world2
//test() hello,world2
//......

小结

  1. 主线程是一个物理线程,直接作用在cpu上的。是重量级的,非常耗费cpu资源

  2. 协程从主线程开启的,是轻量级的线程,是逻辑态。对资源消耗相对小

  3. Go的协程机制是重要的特点,可以轻松的开启上万个协程。其它编程语言的并发机制一般是基于线程的,开启过多的线程,资源耗费大,这里就突显了Go在并发上的优势了

goroutine的调度模型

  1. M:操作系统的主线程(是物理线程)

  2. P:协程执行需要的上下文

  3. G:协程
    go语言系列-从Goroutine到Channel go 第5张

MPG模式运行的状态 -1

go语言系列-从Goroutine到Channel go 第6张

  1. 当前程序有三个M,如果三个M都在一个cpu上运行,就是并发,如果在不同的cpu上运行就是并行

  2. M1,M2,M3正在执行一个G,M1的协程队列有三个,M2的协程队列有三个,M3的协程队列有两个

  3. 从上图可以看到:Go的协程是轻量级的线程,是逻辑态的,Go可以容易的起上万个协程

  4. 其它程序c/java的多线程,往往是内核态的,比较重量级,几千个线程可能耗光cpu

MPG模式运行的状态 - 2

go语言系列-从Goroutine到Channel go 第7张

  1. 分成两个部分来看

  2. 原来的情况是MO主线程正在执行Go协程,另外有三个协程在队列等待

  3. 如果Go协程阻塞,比如读取文件或者数据库等

  4. 这时就会创建M1主线程(也可能是从已有的线程池中取出M1),并且将等待的3个协程挂到M1下开始执行,M0的主线程下的Go仍然执行文件io的读写

  5. 这样的MPG调度模式,可以既让Go执行,同时也不会让队列的其它协程一直阻塞,仍然可以并发/并行执行

  6. 等到Go不阻塞了,M0会被放到空闲的主线程继续执行(从已有的线程池中取),同时Go又会被唤醒

设置Go运行的CPU数

为了充分利用多cpu的优势,在Go程序中,设置运行的cpu数目

import (
   "fmt"
   "runtime"
)

func main()  {
   //获取当前系统cpu的数目
   num := runtime.NumCPU()
   //这里设置num - 1的cpu运行Go程序
   runtime.GOMAXPROCS(num - 1)
   fmt.Println("num = ", num)
}

Go1.8后,默认让程序运行在多核上,可以不用设置
Go1.8前,还是要设置一下,可以更高效的利用cpu

Channel(管道)

看个需求

需求:现在要计算1 - 200 的各个数的阶乘,并且把各个数的阶乘放入到map中,最后显示出来

要求:使用goroutine

分析思路

​ 1) 使用goroutine来完成,效率高,但是会出现并发/并行安全问题

​ 2) 这里就提出了不同goroutine如何通信的问题

代码区

​ 1) 使用goroutine来完成(看看使用goroutine并发完成会出现什么问题?然后再去解决)

​ 2) 在运行某个程序时,如何知道是否存在资源竞争问题。方法很简单,在编译该程序时,增加一个参数 - race 即可

示意图
go语言系列-从Goroutine到Channel go 第8张

import (
	"fmt"
	"time"
)
//思路
//1. 编写一个函数,计算各个数的阶乘,并放入到map中
//2. 启动的协程多个,统计的结果放入到map中
//3. map应该做出一个全局的
var (
	myMap = make(map[int]int,10)
)
//test函数就是计算n!,将这个结果放入到myMap
func test(n int)  {
	res := 1
	for i := 1; i <= n; i++ {
		res *= i
	}
	//这里将res 放入到myMap
	myMap[n] = res // concurrent map writes?
}
func main()  {
	//这里开启多个协程完成这个任务[200个]
	for i := 1; i <= 200; i++ {
		go test(i)
	}
	//休眠10秒钟【第二个问题】
	time.Sleep(time.Second * 10)
	//这里输出结果,遍历这个结果
	for i, v := range myMap {
		fmt.Printf("map[%d] = %d\n", i, v)
	}
}
//fatal error: concurrent map writes
//
//goroutine 55 [running]:
//runtime.throw(0x4d6d6d, 0x15)
//	E:/GO/go/src/runtime/panic.go:774 +0x79 fp=0xc0000eff60 sp=0xc0000eff30 pc=0x42d229
//runtime.mapassign_fast64(0x4b6240, 0xc00005c330, 0x31, 0x0)
//	E:/GO/go/src/runtime/map_fast64.go:101 +0x357 fp=0xc0000effa0 sp=0xc0000eff60 pc=0x410167
//main.test(0x31)
//	E:/gostudent/src/2020-04-06/main.go:21 +0x6b fp=0xc0000effd8 sp=0xc0000effa0 pc=0x49c72b
//runtime.goexit()
//	E:/GO/go/src/runtime/asm_amd64.s:1357 +0x1 fp=0xc0000effe0 sp=0xc0000effd8 pc=0x4556a1
//created by main.main
//	E:/gostudent/src/2020-04-06/main.go:26 +0x5f
//
//goroutine 1 [runnable]:
//time.Sleep(0x2540be400)
//	E:/GO/go/src/runtime/time.go:84 +0x248
//main.main()
//	E:/gostudent/src/2020-04-06/main.go:29 +0x82

不同goroutine之间如何通讯

  1. 全局变量的互斥锁

  2. 使用管道channel来解决

使用全局变量加锁同步改进程序

因为没有对全局变量m加锁,因此会出现资源争夺问题,代码会出现错误,提示concurrent map writes

解决方案:加入互斥锁

数的阶乘很大,结果会越界,可以将求阶乘改成sum += uint64(i)

代码区改进

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
//思路
//1. 编写一个函数,计算各个数的阶乘,并放入到map中
//2. 启动的协程多个,统计的结果放入到map中
//3. map应该做出一个全局的
var (
	myMap = make(map[uint]uint,10)
	//声明一个全局的互斥锁
	//lock 是一个全局的互斥锁
	//sync 是包:synchornized 同步
	//Mutex :是互斥
	lock sync.Mutex
)
//test函数就是计算n!,将这个结果放入到myMap
func test(n uint)  {
	var res uint = 1
	var i uint = 1
	for ; i <= n; i++ {
		res *= i
	}
	//这里将res 放入到myMap
	//加锁
	lock.Lock()
	myMap[n] = res // concurrent map writes?
	//解锁
	lock.Unlock()
}
func main()  {
	//这里开启多个协程完成这个任务[200个]
	var i uint = 1
	for ; i <= 200; i++ {
		go test(i)
	}
	//休眠10秒钟【第二个问题】
	time.Sleep(time.Second * 10)
	//这里输出结果,遍历这个结果
	lock.Lock()
	for i, v := range myMap {
		fmt.Printf("map[%d] = %d\n", i, v)
	}
	lock.Unlock()
}

需求注意的是:uint64最大到20的阶乘,大整数可以使用math/big 来进行  实例:https://blog.csdn.net/hudmhacker/article/details/90081630

为什么需要channel

  1. 前面使用全局变量加锁同步来解决goroutine的通讯,但不完美

  2. 主线程在等待所有gorountine全部完成的时间很难确定,这里设置了10秒,仅仅是估算

  3. 如果主线程休眠时间长了,会加长等待时间,如果等待时间短了,可能还有goroutine处于工作状态,这时也会随主线程的退出而销毁

  4. 通过全局变量加锁同步来实现通讯,也并不利于多个协程对全局变量的读写操作

  5. 上面种种分析都在呼唤一个新的通讯机制 - channel

channel的基本介绍

  1. channel本质就是一个数据结构 - 队列

  2. 数据是先进先出【FIFO :first int first out】

  3. 线程安全,多goroutine访问时,不需要加锁,就是说channel本身就是线程安全的

  4. channel有类型的,一个string的channel只能存放string类型数据
    go语言系列-从Goroutine到Channel go 第9张

定义/声明channel

var 变量名 chan 数据类型

举例:

​ var intChan chan int(intChan 用于存放int数据)

​ var mapChan chan map[int]string (mapChan用于存放map[int]string类型)

​ var perChan chan Person

​ var perChan2 chan *Person

​ ....

说明

​ 1) channel是引用类型

​ 2) channel必须初始化才能写入数据,即make后才能使用

​ 3) 管道是有类型的,intChan只能写入整数int

管道的初始化、写入数据到管道、从管道读取数据

package main

import "fmt"

func main()  {
	//演示一下管道的使用
	//1. 创建一个可以存放3个int类型的管道
	var intChan chan int
	intChan = make(chan  int, 3)
	//2. 看看intChan是什么
	fmt.Printf("intChan 的值 = %v intChan本身的地址 = %p\n", intChan, &intChan)
	//3. 向管道写入数据
	intChan <- 10
	num := 211
	intChan <- num
	intChan <- 50
	//intChan <- 99 //当给管道写入数据时,不能超过其容量
	//4. 看看管道的长度和cap(容量)
	fmt.Printf("channel len = %v cap = %v \n", len(intChan), cap(intChan))
	//5. 从管道中读取数据
	var num2 int
	num2 = <- intChan
	fmt.Println("num2 = ", num2)
	fmt.Printf("channel len = %v cap = %v \n", len(intChan), cap(intChan))
	//6. 在没有使用协程的情况下,如果管道数据已经全部取出,再取就会报告deadlock
	num3 := <- intChan
	num4 := <- intChan
	num5 := <- intChan
	fmt.Printf("num3 = %v num4 = %v num5 = %v ", num3, num4, num5)
}
//fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
//intChan 的值 = 0xc000090000 intChan本身的地址 = 0xc00008a018
//channel len = 3 cap = 3 
//num2 =  10
//channel len = 2 cap = 3 
//
//goroutine 1 [chan receive]:
//main.main()
//	E:/gostudent/src/2020-04-06/main.go:28 +0x4d4

channel使用的注意事项

  1. channel 中只能存放指定的数据类型

  2. channel 的数据放满后,就不能再放入了

  3. 如果从channel取出数据后,可以继续放入

  4. 在没有使用协程的情况下,如果channel数据取完了,再取,就会报dead lock

读写channel案例演示

  1. 创建一个intChan,最多可以存放3个int,演示存3个数据到intChan,然后再取出这三个int
func main()  {
   var intChan chan int
   intChan = make(chan  int, 3)
   intChan <- 10
   intChan <- 20
   intChan <- 10
   //因为intChan 的容量为3,再存放会报告deadlock
   //intChan <- 50
   num1 := <- intChan
   num2 := <- intChan
   num3 := <- intChan
   //因为intChan 这时已经没有数据了,再取会报告deadlock
   //num4 := <- intChan
   fmt.Printf("num1 = %v num2 = %v num3 = %v", num1, num2, num3)
}
//num1 = 10 num2 = 20 num3 = 10
  1. 创建一个mapChan,最多可以存放10个map[string]string的key-val,演示写入和读取
func main() {
   var mapChan chan map[string]string
   mapChan = make(chan map[string]string, 2)
   m1 := make(map[string]string, 2)
   m1["city1"] = "北京"
   m1["city2"] = "天津"
   m2 := make(map[string]string, 2)
   m2["hero1"] = "宋江"
   m2["hero2"] = "林冲"
   mapChan <- m1
   mapChan <- m2
   num1 := <- mapChan
   num2 := <- mapChan
   fmt.Printf("num1 = %v num2 = %v", num1, num2)
}
//num1 = map[city1:北京 city2:天津] num2 = map[hero1:宋江 hero2:林冲]
  1. 创建一个catChan,最多可以存放10个Cat结构体变量,演示写入和读取的用法
type Cat struct{
   Name string
   Age int
}
func main() {
   var catChan chan Cat
   catChan = make(chan Cat, 10)
   cat1 := Cat{Name: "tom", Age: 18,}
   cat2 := Cat{Name: "zise", Age: 18,}
   catChan <- cat1
   catChan <- cat2
   //取出
   cat11 := <- catChan
   cat22 := <- catChan
   fmt.Println(cat11, cat22)
}
//{tom 18} {zise 18}
  1. 创建一个catChan2,最多可以存放10个*Cat变量,演示写入和读取的用法
type Cat struct{
   Name string
   Age int
}
func main() {
   var catChan chan *Cat
   catChan = make(chan *Cat, 10)
   cat1 := Cat{Name: "tom", Age: 18,}
   cat2 := Cat{Name: "zise", Age: 18,}
   catChan <- &cat1
   catChan <- &cat2
   //取出
   cat11 := <- catChan
   cat22 := <- catChan
   fmt.Println(*cat11, *cat22)
}
//{tom 18} {zise 18}
  1. 创建一个allChan,最多可以存放10个任意数据类型变量,演示写入和读取的用法
type Cat struct {
   Name string
   Age int
}

func main()  {
   var allChan chan interface{}
   allChan = make(chan interface{}, 10)
   cat1 := Cat{Name: "tom", Age: 18}
   cat2 := Cat{Name: "zise", Age: 18}
   allChan <- cat1
   allChan <- cat2
   allChan <- 10
   allChan <- "jack"
   //取出
   cat11 := <- allChan
   cat22 := <- allChan
   v1 := <- allChan
   v2 := <- allChan
   fmt.Println(cat11, cat22, v1, v2)
}
//{tom 18} {zise 18} 10 jack
  1. 看下面的代码,会输出什么
type Cat struct {
   Name string
   Age int
}

func main()  {
   var allChan chan interface{}
   allChan = make(chan interface{}, 10)
   cat1 := Cat{Name: "tom", Age: 18}
   cat2 := Cat{Name: "zise", Age: 18}
   allChan <- cat1
   allChan <- cat2
   allChan <- 10
   allChan <- "jack"
   //取出
   //cat11 := <- allChan
   //fmt.Println(cat11.Name)
   // # command-line-arguments
   //src\go_code\chapter15\exec03\test03.go:23:19: cat11.Name undefined (type interface {} is interface with no methods)
   newCat := <- allChan //从管道中取出的Cat是什么
   fmt.Printf("newCat = %T newCat = %v \n", newCat, newCat)
   //下面写法是错误的,编译不通过
   //fmt.Printf("newCat.Name = %v", newCat.Name)
   //使用类型断言
   a := newCat.(Cat)
   fmt.Printf("newCat.Name = %v", a.Name)
}
//newCat = main.Cat newCat = {tom 18} 
//newCat.Name = tom

channel的遍历和关闭

channel的关闭

使用内置函数close可以关闭channel,当channel关闭后,就不能再向channel写数据了,但是仍然可以从该channel读取数据

func main()  {
   intChan := make(chan int, 3)
   intChan <- 100
   intChan <- 200
   close(intChan) //close
   //这时不能够再写入数到channel
   //intChan <- 300
   fmt.Println("oko")
   //当管道关闭后,读取数据是可以的
   n1 := <- intChan
   fmt.Println("n1 = ", n1)
}
//oko
//n1 =  100

channel的遍历

channel支持 for - range 的方式进行遍历,注意两个细节

  1. 在遍历时,如果channel没有关闭,则会出现deadlock的错误

  2. 在遍历时,如果channel已经关闭,则会正常遍历数据,遍历完后,就会退出遍历

channel遍历和关闭的案例演示

func main()  {
     //遍历管道
   intChan2 := make(chan int, 100)
   for i := 0; i < 100; i++ {
      intChan2 <- i *2  //放入100个数据到管道
   }
   //遍历管道不能使用普通的for循环
   //for i := 0; i < len(intChan2); i++ {
   //
   //}
   //1)在遍历时,如果channel没有关闭,则会出现deadlock的错误
   //2)在遍历时,如果channel已经关闭,则会正常遍历数据,遍历完后,就会退出遍历
   close(intChan2)
   for v := range intChan2 {
      fmt.Println("v = ", v)
   }
}

应用案例

应用案例-利于管道实现边写边读

请完成goroutine和channel协同工作的案例,具体要求:

  1. 开启一个writeData协程,向管道intChan中写入50个整数

  2. 开启一个readData协程,从管道intChan中读取writeData写入的数据

  3. 注意:writeData和readData操作的是同一个管道

  4. 主线程需要等待writeData和readData协程都完成工作才能退出【管道】

思路分析
go语言系列-从Goroutine到Channel go 第10张
代码区

import (
   "fmt"
   "time"
)
//writeData
func writeData(intChan chan int)  {
   for i := 1; i <= 50; i++ {
      //放入数据
      intChan <- i
      fmt.Println("writeData", i)
      time.Sleep(time.Second)
   }
   close(intChan) //关闭
}
//readData
func readData(intChan chan int, exitChan chan bool)  {
   for {
      v, ok := <- intChan
      if !ok {
         break
      }
      time.Sleep(time.Second)
      fmt.Printf("readData 读到数据 = %v\n", v)
   }
   //readData 读取完数据后,即任务完成
   exitChan <- true
   close(exitChan)
}
func main()  {
   //创建两个管道
   intChan := make(chan int, 50)
   exitChan := make(chan bool, 1)
   go writeData(intChan)
   go readData(intChan, exitChan)
   time.Sleep(time.Second * 10)
   for {
      _,ok := <- exitChan
      if !ok {
         break
      }
   }
}

go语言系列-从Goroutine到Channel go 第11张

var (
    myMap = make(map[int]int, 10)
)

func cal(n int) map[int]int {
    res := 1
    for i := 1; i <= n; i++ {
        res *= i
    }
    myMap[n] = res
    return myMap
}

func write(myChan chan map[int]int) {
    for i := 0; i <= 15; i++ {
        myChan <- cal(i)
        fmt.Println("writer data:", cal(i))
    }
    close(myChan)
}

func read(myChan chan map[int]int, exitChan chan bool) {
    for {
        v, ok := <-myChan
        if !ok {
            break
        }
        fmt.Println("read data:", v)
    }
    exitChan <- true
    close(exitChan)
}

func main() {
    var myChan chan map[int]int
    myChan = make(chan map[int]int, 20)
    var exitChan chan bool
    exitChan = make(chan bool, 1)
    go write(myChan)
    go read(myChan, exitChan)
    for {
        _, ok := <-exitChan
        if !ok {
            break
        }
    }
}

应用案例 - 阻塞

go语言系列-从Goroutine到Channel go 第12张
思考:假设我们注销掉go read(myChan,exitChan)会发生什么呢?

也就是说,只有写入myChan而没有读取myChan,当存入myChan里面的数据达到了myChan的容量,再继续存入就会报deadlock错误。同时,由于exitChan需要写入一个true,而exitChan需要读取完myChan中的数据后才写入一个true,但是现在不能进行读取,也就是说,true不会写入exitChan,就形成了阻塞。假设我们打开go read(myChan,exitChan),我们设置其每隔1秒才读取一条数据,而写入则让其正常运行,也就是说,写入很快,读取很慢,这样会导致deadlock吗?答案是不会,只要有读取,golang会有个机制,不会让myChan存储的值超过myChan的容量。

应用案例-求素数

需求

​ 要求统计 1 - 8000的数字中,哪些是素数?

​ 现在具备了goroutine和channel的知识后,就可以完成了

分析思路

​ 传统的方法:使用一个循环,循环的判断各个数是不是素数

​ 使用并发/并行的方式:将统计素数的任务分配给多个(4个)goroutine去完成,完成任务时间短

画出分析思路
go语言系列-从Goroutine到Channel go 第13张

说明:有五个协程,三个管道。其中一个协程用于写入数字到intChan管道中,另外四个用于取出intChan管道中的数字并判断是否是素数,然后将素数写入到primeChan管道中,最后如果后面四个协程哪一个工作完了,就写入一个true到exit管道中,最后利用循环判断这四个协程是否都完成任务,并退出

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)
//向intChan放入1 - 8000个数
func putNum(intChan chan int)  {
	for i:= 1; i <= 8000; i++ {
		intChan <- i
	}
	//关闭intChan
	close(intChan)
}
//从intChan取出数据,并判断是否为素数,如果是,就放入到primeChan
func primeNum(intChan chan int, primeChan chan int, exitChan chan bool)  {
	//使用for循环
	//var num int
	var flag bool
	for {
		time.Sleep(time.Millisecond * 10)
		num, ok := <- intChan
		if !ok { //intChan 娶不到..
			break
		}
		flag = true //假设是素数
		//判断num是不是素数
		for i := 2; i < num; i++ {
			if num % i == 0 { //说明该num 不是素数
				flag = false
				break
			}
		}
		if flag {
			//将这个数就放入到primeChan
			primeChan <- num
		}
	}
	fmt.Println("有一个primeNum协程因为取不到数据,退出")
	//这里还不能关闭primeChan
	//向exitChan 写入true
	exitChan <- true
}
func main()  {
	intChan := make(chan int, 200000)
	primeChan := make(chan int, 200000) //放入结果
	//标识退出的管道
	exitChan := make(chan bool, 4) // 4个
	//开启一个协程,向intChan放入1 - 200000个数
	go putNum(intChan)
	//开启四个协程,从intChan取出数据,
	//并判断是否为素数,如果是,就放入到primeChan
	for i := 0; i < 4; i++ {
		go primeNum(intChan, primeChan, exitChan)
	}
	//这里对主线程,进行处理
	go func() {
		for i := 0; i < 4; i++ {
			<- exitChan
		}
		//当从exitChan 取出4个结果
		//就可以关闭prprimeChan
		close(primeChan)
	}()
	//遍历primeChan,把结果取出
	for {
		res, ok := <- primeChan
		if !ok {
			break
		}
		//将结果输出
		fmt.Printf("素数 = %d\n", res)
	}
	fmt.Println("main线程退出")
}

升级

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func isPrime(n int) bool {
	for i := 2; i <= n; i++ {
		if n%i == 0 {
			return false
		}
	}
	return true
}

//传统方法耗时
func Test() {
	start := time.Now()
	for i := 1; i < 80000; i++ {
		isPrime(i)
	}
	cost := time.Since(start)
	fmt.Printf("传统方法消耗时间为:%s", cost)
}

//向intChan放入1 - 80000个数
func putNum(intChan chan int)  {
	for i:= 1; i <= 80000; i++ {
		intChan <- i
	}
	//关闭intChan
	close(intChan)
}
//从intChan取出数据,并判断是否为素数,如果是,就放入到primeChan
func primeNum(intChan chan int, primeChan chan int, exitChan chan bool)  {
	//使用for循环
	//var num int
	//var flag bool
	for {
		//time.Sleep(time.Millisecond * 10)
		num, ok := <- intChan
		if !ok { //intChan 娶不到..
			break
		}
		//flag = true //假设是素数
		//判断num是不是素数
	//	for i := 2; i < num; i++ {
	//		if num % i == 0 { //说明该num 不是素数
	//			flag = false
	//			break
	//		}
	//	}
	//	if flag {
	//		//将这个数就放入到primeChan
	//		primeChan <- num
	//	}
	//}
		isp := isPrime(num)
		if !isp {
			continue
		} else {
			primeChan <- num
		}
	}
	fmt.Println("有一个primeNum协程因为取不到数据,退出")
	//这里还不能关闭primeChan
	//向exitChan 写入true
	exitChan <- true
}
func main()  {
	intChan := make(chan int, 200000)
	primeChan := make(chan int, 200000) //放入结果
	//标识退出的管道
	exitChan := make(chan bool, 4) // 4个
	//记录当前时间
	start := time.Now()
	//开启一个协程,向intChan放入1 - 200000个数
	go putNum(intChan)
	//开启四个协程,从intChan取出数据,
	//并判断是否为素数,如果是,就放入到primeChan
	for i := 0; i < 4; i++ {
		go primeNum(intChan, primeChan, exitChan)
	}
	//这里对主线程,进行处理
	go func() {
		for i := 0; i < 4; i++ {
			<- exitChan
		}
		//当从exitChan 取出4个结果
		//就可以关闭prprimeChan
		//计算耗时时间
		cost := time.Since(start)
		fmt.Printf("使用协程耗费时间:%s\n", cost)
		close(primeChan)
	}()
	//遍历primeChan,把结果取出
	for {
		_, ok := <- primeChan
		if !ok {
			break
		}
		//将结果输出
		//fmt.Printf("素数 = %d\n", res)
	}
	fmt.Println("main线程退出")
	Test()
}
//有一个primeNum协程因为取不到数据,退出
//有一个primeNum协程因为取不到数据,退出
//有一个primeNum协程因为取不到数据,退出
//有一个primeNum协程因为取不到数据,退出
//使用协程耗费时间:876.6558ms
//main线程退出
//传统方法消耗时间为:3.3300976s

channel使用细节和注意事项

channel可以声明为只读,或者只写性质

func main()  {
   //管道可以声明为只读或者只写
   //1. 在默认情况下,管道是双向
   //var chan1 chan int //可读可写
   //2. 声明为只写
   var chan2 chan <- int
   chan2 = make(chan int, 3)
   chan2 <- 20
   //num := <- chan2 //error
   fmt.Println("chan2 = ", chan2)
   //3. 声明为只读
   var chan3 <- chan  int
   num2 := <- chan3
   //chan3 <- 30 //err
   fmt.Println("num2", num2)
}

channel只读和只写的最佳实践案例

//ch chan <- int 这样ch就只能写操作了
func send(ch chan <- int, exitChan chan struct{})  {
   for i := 0; i < 10; i++ {
      ch <- i
   }
   close(ch)
   var a struct{}
   exitChan <- a
}
//ch <- chan int ,这样ch 就只能读操作了
func recv(ch <- chan int, exitChan chan struct{})  {
   for {
      v, ok := <- ch
      if !ok {
         break
      }
      fmt.Println(v)
   }
   var a struct{}
   exitChan <- a
}

func main()  {
   var ch chan  int
   ch = make(chan int, 10)
   exitChan := make(chan struct{}, 2)
   go send(ch, exitChan)
   go recv(ch, exitChan)
   var total = 0
   for _ = range exitChan {
      total ++
      if total == 2 {
         break
      }
   }
   fmt.Println("结束...")
}

使用select可以解决从管道取数据的阻塞问题

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   //使用select可以解决从管道取数据的阻塞问题
   //1. 定义一个管道10个数据int
   intChan := make(chan int, 10)
   for i := 0; i < 10; i++ {
      intChan <- i
   }
   //2. 定义一个管道5个数据string
   stringChan := make(chan string, 5)
   for i := 0; i < 5; i++ {
      stringChan <- "hello" + fmt.Sprintf("%d", i)
   }
   //传统的方法在遍历管道时,如果不关闭会阻塞而导致deadlock
   //问题:在实际开发中,可能不好确定什么时间关闭该管道
   //可以使用select方式解决
   //label:
   for {
      select {
      //注意:这里intChan一直没有关闭,不会一直阻塞而deadlock
      //会自动到下一个case匹配
      case v := <-intChan:
         fmt.Printf("从intChan读取的数据%d\n", v)
         time.Sleep(time.Second)
      case v := <-stringChan:
         fmt.Printf("从stringChan读取的数据%s\n", v)
         time.Sleep(time.Second)
      default:
         fmt.Printf("都取不到了,不玩了,程序员可以加入逻辑\n")
         time.Sleep(time.Second)
         return
         //break label
      }
   }
}

goroutine中使用recover,解决协程中出现panic,导致程序崩溃问题

说明:如果起了一个协程,但是这个协程出现了panic,如果我们没有捕获这个panic,就会造成整个程序崩溃,这时我们可以在goroutine中使用recover来捕获panic,进行处理,这样即使这个协程发生了问题,但是主线程仍然不受影响,可以继续执行。

import (
   "fmt"
   "time"
)
//函数
func sayHello()  {
   for i := 0; i < 10; i++ {
      time.Sleep(time.Second)
      fmt.Println("hello,world")
   }
}
//函数
func test()  {
   //这里可以使用defer + recover
   defer func() {
      //捕获test抛出的panic
      if err := recover(); err != nil {
         fmt.Println("test() 发生错误", err)
      }
   }()
   //定义了一个map
   var myMap map[int]string
   myMap[0] = "golang" // error
}
func main()  {
   go sayHello()
   go test()
   for i := 0; i < 10; i++ {
      fmt.Println("main() ok=", i)
      time.Sleep(time.Second)
   }
}
//main() ok= 0
//test() 发生错误 assignment to entry in nil map
//hello,world
//main() ok= 1
//hello,world
//main() ok= 2
//hello,world
//main() ok= 3
//hello,world
//main() ok= 4
//hello,world
//main() ok= 5
//hello,world
//main() ok= 6
//hello,world
//main() ok= 7
//hello,world
//main() ok= 8
//hello,world
//main() ok= 9
//hello,world

管道的练习题

说明:

  1. 创建一个Person结构体[Name,Age,Address]

  2. 使用rand方法配合随机创建10个Person实例,并放入到channel中

  3. 遍历channel,将各个Person实例的信息显示在终端...

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