Go筆記-Chap8 并發

8.1 并發的含義

  • 并發:邏輯上具備同時處理多個任務的能力
  • 并行: 物理上在同一時刻執行多個并發任務

多線程或多進程是并行的基本條件,但單線程也可用協程做到并發,在單個線程上通過主動切換來實現多任務并發。
goroutine不是簡單的協程,更像是多線程和協程的結合體。

go并非執行并發操作,而是創建一個并發任務單元,等待調度器安排合適的系統線程去執行。
當前流程不阻塞,不等待,也不保證并發順序!

  • 每個任務單元,保存函數指針,調用參數,還會分配棧內存空間,go自定義棧初始僅須2KB,需要時擴容
  • 類似defer,因“延遲執行”而立即計算并復制執行參數

Wait

  • 進程退出時不會等待并發任務結束,可用channel阻塞,然后發出退出信號
  • 若等待多個結束,推薦使用sync.WaitGroup,計數器直至歸零,在goroutine外進行WaitGroup.Add
  • 可在多處使用wait阻塞,都能接收到通知

GOMAXPROCS

僅有限的幾個線程參與并發任務執行,與處理器核數相等,用runtime.GOMAXPROCS函數修改

Local Storage

goroutine:

  • 無優先級
  • 無編號
  • 無局部存儲
  • 拋棄返回值

實際上除了優先級,其它功能都容易實現。

Gosched

暫停,釋放線程去執行其它任務,當前任務放回隊列,等待下次調度。

Goexit

立即終止當前任務,確保所有已注冊延遲調用被執行。

8.2 通道

Go鼓勵使用CSP(communicating Sequential Process)通道,以通信來代替內存共享,實現并發安全。

  • 底層來講,通道是個隊列
  • 同步模式:發送和接受雙方配對,然后直接復制數據給對方。若配對失敗,則置入等待隊列,直到喚醒。
  • 異步模式:搶奪數據緩沖槽
  • 可以用ok-idom 或 range 模式處理數據
  • 通知可以是全體性的,比如close,一次性事件用close很好

對于close和nil通道,規則如下:

  • 向已關閉通道發送數據,引發panic
  • 從已關閉接收數據,返回已緩沖數據或零值
  • 無論收發,nil通道都會阻塞

單向

通道默認雙向,不區分發送和接收端。
通常使用類型轉換來獲取單向通道,并分別賦予操作雙方

    c := make(chan int)
    var send chan<- int = c
    var recv <-chan int = c
  • 不能在單向通道上做逆向操作
  • close不能用于接收端,這說明close是發送一個信號!close(ready) = close<-
  • 無法將單向通道轉換回去

選擇

  • select語句,隨機選擇一個可用通道做收發操作
  • 如要等全部通道消息處理結束,可將已完成通道設置為nil,這樣就阻塞,不會被select再選中
  • 即便同一通道,也隨機選擇case執行
  • 所有通道都不可用時,select執行default語句

模式

通常使用工廠方法將goroutinue和通道綁定

type receiver struct {
    sync.WaitGroup
    data chan int
}

性能

將發往通道的數據打包,減少傳輸次數,可有效提升性能,比如傳數組。
畢竟實現上,通道隊列依舊是鎖同步機制。

資源泄露

goroutine leak:即goroutine處于發送或接受阻塞狀態,但一直未被喚醒,垃圾回收器也不管,導致在等待隊列里長久休眠。

8.3 同步

通道作為一種通信,也不是就取代鎖了。

  • 通道傾向于解決邏輯層次的并發處理
  • 鎖則用來保護局部范圍內的數據安全

要注意,Mutex作為匿名字段時,相關方法要實現為指針receiver,否則復制導致鎖失效

  • 控制鎖的粒度
  • 不支持遞歸鎖
  • 對性能要求高時,應避免defer Unlock
  • 讀寫并發,使用RWmutex
  • 對單個數據讀寫保護,使用原子操作
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