Golang入门到项目实战 | golang并发变成之通道channel

Go提供了一种称为通道的机制，用于在goroutine之间共享数据。当您作为goroutine执行并发活动时，需要在goroutine之间共享资源或数据，通道充当goroutine之间的管道（管道）并提供一种机制来保证同步交换。

根据数据交换的行为，有两种类型的通道：无缓冲通道和缓冲通道。无缓冲通道用于执行goroutine之间的同步通信，而缓冲通道用于执行异步通信。无缓冲通道保证在发送和接收发生的瞬间两个goroutine之间的交换。缓冲通道没有这样的保证。

通道由make函数创建，该函数指定chan关键字和通道的元素类型。

这是创建无缓冲和缓冲通道的代码块：

语法

使用内置函数make创建无缓冲和缓冲通道。make的第一个参数需要关键字chan，然后是通道允许交换的数据类型。

这是将值发送到通道的代码块需要使用<-运算符：

语法

一个包含5个值的缓冲区的字符串类型的goroutine1通道。然后我们通过通道发送字符串“Australia”。

这是从通道接收值的代码块：

语法

<- 运算符附加到通道变量（goroutine1）的左侧，以接收来自通道的值。

在无缓冲通道中，在接收到任何值之前没有能力保存它。在这种类型的通道中，发送和接收goroutine在任何发送或接收操作完成之前的同一时刻都准备就绪。如果两个goroutine没有在同一时刻准备好，则通道会让执行其各自发送或接收操作的goroutine首先等待。同步是通道上发送和接收之间交互的基础。没有另一个就不可能发生。

在缓冲通道中，有能力在接收到一个或多个值之前保存它们。在这种类型的通道中，不要强制goroutine在同一时刻准备好执行发送和接收。当发送和接收阻塞时也有不同的条件。只有当通道中没有要接收的值时，接收才会阻塞。仅当没有可用缓冲区来放置正在发送的值时，发送才会阻塞。

实例

运行结果

Go有四大核心模块，基本全部体现在runtime，有调度系统、GC、goroutine、channel，那么深入理解其中的精髓可以帮助我们理解Go这一门语言！

参考: 调度系统设计精要

下面是我用Go语言简单写的一个调度器，大家可以看看设计思路，以及存在的问题！

1、测试条件，调度器只启动两个线程，然后一个线程主要是负责循环的添加任务，一个线程循环的去执行任务

2、测试条件，调度器启动三个线程，然后两个线程去执行任务，一个添加任务

3、继续测试，启动十个线程，一个添加任务，九个执行任务

4、我们添加一些阻塞的任务

执行可以看到完全不可用

1、 可以看到随着M的不断的增加，可以发现执行任务的数量也不断的减少，原因是什么呢？有兴趣的同学可以加一个pprof可以看看，其实大量的在等待锁的过程！

2、如果我的M运行了类似于Sleep操作的方法如何解决了，我的调度器还能支撑这个量级的调度吗？

关于pprof如何使用：在代码头部加一个这个代码：

我们查看一下 go tool pprof main/profpporf

可以看到真正执行代码的时间只有 017s + 002s 其他时间都被阻塞掉了！

1、GM模型中的所有G都是放入到一个queue，那么导致所有的M取执行任务时都会去竞争锁，我们插入G也会去竞争锁，所以解决这种问题一般就是减少对单一资源的竞争，那就是桶化，其实就是每个线程都分配一个队列

2、GM模型中没有任务状态，只有runnable，假如任务遇到阻塞，完全可以把任务挂起再唤醒

这里其实会遇到一个问题，假如要分配很多个线程，那么此时随着线程的增加，也会造成队列的增加，其实也会造成调度器的压力，因为它需要遍历全部线程的队列去分配任务以及后续会讲到的窃取任务！

因为我们知道CPU的最大并行度其实取决于CPU的核数，也就是我们没必要为每个线程都去分配一个队列，因为就算是给他们分配了，他们自己去那执行调度，其实也会出现大量阻塞，原因就是CPU调度不过来这些线程！

Go里面是只分配了CPU个数的队列，这里就是P这个概念，你可以理解为P其实是真正的资源分配器，M很轻只是执行程序，所有的资源内存都维护在P上！M只有绑定P才能执行任务（强制的）！

这样做的好处：

1、首先调度程序其实就是调度不同状态的任务，go里面为Go标记了不同的状态，其实大概就是分为：runnable，running，block等，所以如何充分调度不同状态的G成了问题，那么关于阻塞的G如何解决，其实可以很好的解决G调度的问题！

上面这些情况其实就分为：

2、用户态阻塞，一般Go里面依靠 gopark 函数去实现，大体的代码逻辑基本上和go的调度绑定死了

源码在：https://golangorg/src/runtime/procgo

3、其实对于netpool 这种nio模型，其实内核调用是非阻塞的，所以go开辟了一个网络轮训器队列，来存放这些被阻塞的g，等待内核被唤醒！那么什么时候会被唤醒了，其实就是需要等待调度器去调度了！

4、如果是内核态阻塞了（内核态阻塞一般都会将线程挂起，线程需要等待被唤醒），我们此时P只能放弃此线程的权利，然后再找一个新的线程去运行P！

关于着新线程：找有没有idle的线程，没有就会创建一个新的线程！

关于当内核被唤醒后的操作：因为GPM模型所以需要找到个P绑定，所以G会去尝试找一个可用的P，如果没有可用的P，G会标记为runnable放到全局队列中！

5、其实了解上面大致其实就了解了Go的基本调度模型

答案文章里慢慢品味！

如果某个 G 执行时间过长，其他的 G 如何才能被正常的调度？ 这便涉及到有关调度的两个理念：协作式调度与抢占式调度。协作式和抢占式这两个理念解释起来很简单： 协作式调度依靠被调度方主动弃权；抢占式调度则依靠调度器强制将被调度方被动中断。

例如下面的代码，我本地的版本是 go1135

执行: GOMAXPROCS=1 配置全局只能有一个P

可以看到main函数无法执行!也就是那个go 空转抢占了整个程序

备注：

但是假如我换为用 114+版本执行，有兴趣的话可以使用我的docker镜像，直接可以拉取： fanhaodong/golang:11511 和 fanhaodong/golang:1135

首先我们知道G/M/P，G可能和M也可能和P解除绑定，那么关于数据变量放在哪哇！其实这个就是逃逸分析！

输出可以看到其实没有发生逃逸，那是因为 demo被拷贝它自己的栈空间内

备注：

-gcflags"-N -l -m" 其中 -N禁用优化-l禁止内联优化，-m打印逃逸信息

那么继续改成这个

可以看到发现 demo对象其实被逃逸到了堆上！这就是不会出现类似于G如果被别的M执行，其实不会出现内存分配位置的问题！

所以可以看到demo其实是copy到了堆上！这就是g逃逸的问题，和for循环一样的

执行可以发现，其实x已经逃逸到了堆上，所以你所有的g都引用的一个对象，如何解决了

如何解决了，其实很简单

也谈goroutine调度器

图解Go运行时调度器

Go语言回顾：从Go 10到Go 113

Go语言原本

调度系统设计精要

Scalable Go Scheduler Design Doc

已经有好多程序员都把Go语言描述为是一种所见即所得(WYSIWYG)的编程语言。这是说，代码要做的事和它在字面上表达的意思是完全一致的。 在这些新语言中，包含D，Go，Rust和Vala语言，Go曾一度出现在TIOBE的排行榜上面。与其他新语言相比，Go的魅力明显要大很多。Go的成熟特征会得到许多开发者的欣赏，而不仅仅是因为其夸大其词的曝光度。下面我们来一起探讨一下谷歌开发的Go语言以及谈谈Go为什么会吸引众多开发者： 快速简单的编译 Go编译速度很快，如此快速的编译使它很容易作为脚本语言使用。关于编译速度快主要有以下几个原因：首先，Go不使用头文件；其次如果一个模块是依赖A的，这反过来又取决于B，在A里面的需求改变只需重新编译原始模块和与A相依赖的地方；最后，对象模块里面包含了足够的依赖关系信息，所以编译器不需要重新创建文件。你只需要简单地编译主模块，项目中需要的其他部分就会自动编译，很酷，是不是？ 通过返回数值列表来处理错误信息 目前，在本地语言里面处理错误的方式主要有两种：直接返回代码或者抛异常。这两种都不是最理想的处理方式。其中返回代码是非常令人沮丧的，因为返回的错误代码经常与从函数中返回的数据相冲突。Go允许函数返回多个值来解决这个问题。这个从函数里面返回的值，可以用来检查定义的类型是否正确并且可以随时随地对函数的返回值进行检查。如果你对错误值不关心，你可以不必检查。在这两种情况下，常规的返回值都是可用的。 简化的成分（优先于继承） 通过使用接口，类型是有资格成为对象中一员的，就像Java指定行为一样。例如在标准库里面的IO包，定义一个Writer来指定一个方法，一个Writer函数，其中输入参数是字节数组并且返回整数类型值或者错误类型。任何类型实现一个带有相同签名的Writer方法是对IO的完全实现，Writer接口。这种是解耦代码而不是优雅。它还简化了模拟对象来进行单元测试。例如你想在数据库对象中测试一个方法，在标准语言中，你通常需要创建一个数据库对象，并且需要进行大量的初始化和协议来模拟对象。在Go里面，如果该方法需要实现一个接口，你可以创建任何对该接口有用的对象，所以，你创建了MockDatabase，这是很小的对象，只实现了几个需要运行和模拟的接口——没有构造函数，没有附件功能，只是一些方法。 简化的并发性 相对于其他语言，并发性在Go里面显得更加容易。把‘go’关键字放在任意函数前面然后那个函数就会在其go-routine自动运行（一个很轻的线程）。go-routines是通过通道进行交流并且基本上封锁了所有的队列消息。普通工具对相互排斥是有用，但是Go通过使用通道来踢掉并发性任务和坐标更加容易。 优秀的错误消息 所有与Go相似的语言，自身作出的诊断都是无法与Go相媲美的。例如，一个死锁程序，在Go运行时会通知你目前哪个线程导致了这种死锁。编译的错误信息是非常详细全面和有用的。 其他 这里还有许多其他吸引人的地方，下面就一概而过的介绍一下，比如高阶函数、垃圾回收、哈希映射和可扩展的数组内置语言（部分语言语法，而不是作为一个库）等等。 当然，Go并不是完美无瑕。在工具方面还有些不成熟的地方和用户社区较小等，但是随着谷歌语言的不断发展，肯定会有整治措施出来。尽管许多语言，尤其是D、Rust和Vala旨在简化C++并且对其进行简化，但它们给人的感觉仍是“C++看上去要更好”。

Go语言的优势

可直接编译成机器码，不依赖其他库，glibc的版本有一定要求，部署就是扔一个文件上去就完成了。

静态类型语言，但是有动态语言的感觉，静态类型的语言就是可以在编译的时候检查出来隐藏的大多数问题，动态语言的感觉就是有很多的包可以使用，写起来的效率很高。

语言层面支持并发，这个就是Go最大的特色，天生的支持并发，我曾经说过一句话，天生的基因和整容是有区别的，大家一样美丽，但是你喜欢整容的还是天生基因的美丽呢？Go就是基因里面支持的并发，可以充分的利用多核，很容易的使用并发。

内置runtime，支持垃圾回收，这属于动态语言的特性之一吧，虽然目前来说GC不算完美，但是足以应付我们所能遇到的大多数情况，特别是Go11之后的GC。

简单易学，Go语言的作者都有C的基因，那么Go自然而然就有了C的基因，那么Go关键字是25个，但是表达能力很强大，几乎支持大多数你在其他语言见过的特性：继承、重载、对象等。

丰富的标准库，Go目前已经内置了大量的库，特别是网络库非常强大，我最爱的也是这部分。

内置强大的工具，Go语言里面内置了很多工具链，最好的应该是gofmt工具，自动化格式化代码，能够让团队review变得如此的简单，代码格式一模一样，想不一样都很困难。

跨编译，如果你写的Go代码不包含cgo，那么就可以做到window系统编译linux的应用，如何做到的呢？Go引用了plan9的代码，这就是不依赖系统的信息。

内嵌C支持，前面说了作者是C的作者，所以Go里面也可以直接包含c代码，利用现有的丰富的C库。

在使用Golang语言进行编程时，我们通常使用Visual Studio Code作为代码编辑器，同时也会使用其中的调试工具来进行程序的调试。但有时候我们会遇到这样的问题：即在使用VSCODE进行调试时，我们发现自己写的golangvscodetest函数没有debug提示，导致我们无法进行有效的调试。对于这种情况，我们可以从以下几个方面来分析和解决。

首先，我们需要确保我们所使用的VSCODE是最新版本，因为如果版本过旧，可能会导致一些调试工具无法正常使用。其次，我们需要检查一下我们的代码是否具有可调试性，也就是说，我们需要确保我们的代码中有足够的debug信息以供VSCODE调用。如果我们的代码缺乏这些信息，可能会导致VSCODE无法进行有效的调试。最后，我们还需要检查一下我们的调试设置是否正确，包括调试器的选择、调试参数的设置等等。

总的来说，如果我们发现自己写的golangvscodetest函数没有debug提示，就需要从以上三个方面来分析和解决问题，以确保我们的调试工作可以顺利进行。