單線程是不是go語言的特性

這篇文章主要介紹“單線程是不是go語言的特性”，在日常操作中，相信很多人在單線程是不是go語言的特性問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”單線程是不是go語言的特性”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

單線程不是go語言的特性，go語言是多線程的。Golang的線程模型是MPG模型，整體上Go程與內核線程是多對多對應的，因此Go一定是多線程模式的；其中M與內核線程是1比1對應，然后多個G與多個M對應，P指的是上下文資源。

單線程不是go語言的特性，go語言是多線程的。

Golang 的線程模型是 M P G 模型，整體上 Go 程與內核線程是多對多對應的，因此首先來講就一定是多線程的。其中 M 與內核線程是1比1對應，然后多個 G 與多個 M 對應，P 指的是上下文資源，不多說。M 的數量（或者說內核線程）什么時候增加呢？就是在當前的 M 數量無法調度得動當前所有 G 的時候就起新的 M 來處理。

Go 并發（多線程）

有人把Go比作21世紀的C語言，第一是因為Go語言設計簡單，第二，21世紀最重要的就是并行程序設計，而Go從語言層面就支持了并行。

goroutine

goroutine是Go并行設計的核心。goroutine說到底其實就是線程，但是它比線程更小，十幾個goroutine可能體現在底層就是五六個線程，Go語言內部幫你實現了這些goroutine之間的內存共享。執行goroutine只需極少的棧內存(大概是4~5KB)，當然會根據相應的數據伸縮。也正因為如此，可同時運行成千上萬個并發任務。goroutine比thread更易用、更高效、更輕便。

goroutine是通過Go的runtime管理的一個線程管理器。goroutine通過go關鍵字實現了，其實就是一個普通的函數。

go hello(a, b, c)

通過關鍵字go就啟動了一個goroutine。我們來看一個例子

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func say(s string) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        runtime.Gosched()
        fmt.Println(s)
    }
}

func main() {
    go say("world") //開一個新的Goroutines執行
    say("hello") //當前Goroutines執行
}

// 以上程序執行后將輸出：
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello

我們可以看到go關鍵字很方便的就實現了并發編程。 上面的多個goroutine運行在同一個進程里面，共享內存數據，不過設計上我們要遵循：不要通過共享來通信，而要通過通信來共享。

runtime.Gosched()表示讓CPU把時間片讓給別人,下次某個時候繼續恢復執行該goroutine。

默認情況下，調度器僅使用單線程，也就是說只實現了并發。想要發揮多核處理器的并行，需要在我們的程序中顯式調用 runtime.GOMAXPROCS(n) 告訴調度器同時使用多個線程。GOMAXPROCS 設置了同時運行邏輯代碼的系統線程的最大數量，并返回之前的設置。如果n < 1，不會改變當前設置。以后Go的新版本中調度得到改進后，這將被移除。

channels

goroutine運行在相同的地址空間，因此訪問共享內存必須做好同步。那么goroutine之間如何進行數據的通信呢，Go提供了一個很好的通信機制channel。channel可以與Unix shell 中的雙向管道做類比：可以通過它發送或者接收值。這些值只能是特定的類型：channel類型。定義一個channel時，也需要定義發送到channel的值的類型。注意，必須使用make 創建channel：

ci := make(chan int)
cs := make(chan string)
cf := make(chan interface{})

channel通過操作符<-來接收和發送數據

ch <- v    // 發送v到channel ch.
v := <-ch  // 從ch中接收數據，并賦值給v

我們把這些應用到我們的例子中來：

package main

import "fmt"

func sum(a []int, c chan int) {
    total := 0
    for _, v := range a {
        total += v
    }
    c <- total  // send total to c
}

func main() {
    a := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}

    c := make(chan int)
    go sum(a[:len(a)/2], c)
    go sum(a[len(a)/2:], c)
    x, y := <-c, <-c  // receive from c

    fmt.Println(x, y, x + y)
}

默認情況下，channel接收和發送數據都是阻塞的，除非另一端已經準備好，這樣就使得Goroutines同步變的更加的簡單，而不需要顯式的lock。所謂阻塞，也就是如果讀取（value := <-ch）它將會被阻塞，直到有數據接收。其次，任何發送（ch<-5）將會被阻塞，直到數據被讀出。無緩沖channel是在多個goroutine之間同步很棒的工具。

Buffered Channels

上面我們介紹了默認的非緩存類型的channel，不過Go也允許指定channel的緩沖大小，很簡單，就是channel可以存儲多少元素。ch:= make(chan bool, 4)，創建了可以存儲4個元素的bool 型channel。在這個channel 中，前4個元素可以無阻塞的寫入。當寫入第5個元素時，代碼將會阻塞，直到其他goroutine從channel 中讀取一些元素，騰出空間。

ch := make(chan type, value)

value == 0 ! 無緩沖（阻塞）
value > 0 ! 緩沖（非阻塞，直到value 個元素）

我們看一下下面這個例子，你可以在自己本機測試一下，修改相應的value值

package main

import "fmt"

func main() {
    c := make(chan int, 2)//修改2為1就報錯，修改2為3可以正常運行
    c <- 1
    c <- 2
    fmt.Println(<-c)
    fmt.Println(<-c)
}
    //修改為1報如下的錯誤:
    //fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

Range和Close

上面這個例子中，我們需要讀取兩次c，這樣不是很方便，Go考慮到了這一點，所以也可以通過range，像操作slice或者map一樣操作緩存類型的channel，請看下面的例子

package main

import (
    "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
    x, y := 1, 1
    for i := 0; i < n; i++ {
        c <- x
        x, y = y, x + y
    }
    close(c)
}

func main() {
    c := make(chan int, 10)
    go fibonacci(cap(c), c)
    for i := range c {
        fmt.Println(i)
    }
}

for i := range c能夠不斷的讀取channel里面的數據，直到該channel被顯式的關閉。上面代碼我們看到可以顯式的關閉channel，生產者通過內置函數close關閉channel。關閉channel之后就無法再發送任何數據了，在消費方可以通過語法v, ok := <-ch測試channel是否被關閉。如果ok返回false，那么說明channel已經沒有任何數據并且已經被關閉。

記住應該在生產者的地方關閉channel，而不是消費的地方去關閉它，這樣容易引起panic

另外記住一點的就是channel不像文件之類的，不需要經常去關閉，只有當你確實沒有任何發送數據了，或者你想顯式的結束range循環之類的

Select

我們上面介紹的都是只有一個channel的情況，那么如果存在多個channel的時候，我們該如何操作呢，Go里面提供了一個關鍵字select，通過select可以監聽channel上的數據流動。

select默認是阻塞的，只有當監聽的channel中有發送或接收可以進行時才會運行，當多個channel都準備好的時候，select是隨機的選擇一個執行的。

package main

import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {
    x, y := 1, 1
    for {
        select {
        case c <- x:
            x, y = y, x + y
        case <-quit:
            fmt.Println("quit")
            return
        }
    }
}

func main() {
    c := make(chan int)
    quit := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println(<-c)
        }
        quit <- 0
    }()
    fibonacci(c, quit)
}

在select里面還有default語法，select其實就是類似switch的功能，default就是當監聽的channel都沒有準備好的時候，默認執行的（select不再阻塞等待channel）。

select {
case i := <-c:
    // use i
default:
    // 當c阻塞的時候執行這里
}

超時

有時候會出現goroutine阻塞的情況，那么我們如何避免整個程序進入阻塞的情況呢？我們可以利用select來設置超時，通過如下的方式實現：

func main() {
    c := make(chan int)
    o := make(chan bool)
    go func() {
        for {
            select {
                case v := <- c:
                    println(v)
                case <- time.After(5 * time.Second):
                    println("timeout")
                    o <- true
                    break
            }
        }
    }()
    <- o
}

runtime goroutine

runtime包中有幾個處理goroutine的函數：

• Goexit

  退出當前執行的goroutine，但是defer函數還會繼續調用

• Gosched

  讓出當前goroutine的執行權限，調度器安排其他等待的任務運行，并在下次某個時候從該位置恢復執行。

• NumCPU

  返回 CPU 核數量

• NumGoroutine

  返回正在執行和排隊的任務總數

• GOMAXPROCS

  用來設置可以并行計算的CPU核數的最大值，并返回之前的值。

到此，關于“單線程是不是go語言的特性”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！