golang 协程同步简介

今天药忘吃喽~ 2021-09-07 23:50 378阅读 0赞

**目录**

协程概念简要理解

为什么要做同步

协程的几种同步方法

Mutex

channel

WaitGroup

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## 协程概念简要理解 ##

协程类似线程，是一种更为轻量级的调度单位，但协程还是不同于线程的，线程是系统级实现的，常见的调度方法是时间片轮转法，如每隔10ms切换一个线程执行。

协程则是应用软件级实现，它和线程的原理差不多，当一个协程调度到另一个协程时，将上一个协程的上下文信息压入堆栈，来回切换。一个线程可以跑很多个协程，由这个线程来调度协程的切换，如果是C/C++的话底层就能通过select/poll/epoll来做，例如微信后台的开源libco库。

golang协程底层不是C，纯go实现，golang的协程应该是目前各类有协程概念的语言中实现的最完整和成熟的，调度是基于GPM模型实现的，有兴趣可以去了解下，这里不扯远了，下面看看协程的同步。

## 为什么要做同步 ##

至于为什么需要同步呢，类似线程要做同步差不多，现在的cpu都是多核，假设一核一个线程同时一起访问同一块内存中的数据吗，那么可能上一ns第一个线程刚把数据从寄存器拷贝到内存，第二个线程马上又把此数据用它修改的值给覆盖了，这样共享数据变会乱套。

举个例子 :

用2个协程序并发各自增一个全局变量100 0000 次

package main 
    
    import(
    	"fmt"
    	"time"
    )
    
    var share_cnt uint64 = 0
    
    func incrShareCnt() {
    	for i:=0; i < 1000000; i++ {
    		share_cnt++
    	}
    	
    	fmt.Println(share_cnt)
    }
    
    func main()  {
    	
    	for i:=0; i < 2; i++ {
    		go incrShareCnt()
    	}
    
    
    	time.Sleep(1000*time.Second)
    
    }

运行4次 ， 可以看到我们虽然自增了200 0000次，但没有一个输出200 0000的结果.  
![Alt text][]

## 协程的几种同步方法 ##

### Mutex ###

互斥锁，可以创建为其他结构体的字段；零值为解锁状态。Mutex类型的锁和线程无关，可以由不同的线程加锁和解锁。

package main
    
    import(
    	"fmt"
    	"time"
    	"sync"
    )
    
    var share_cnt uint64 = 0
    
    var lck sync.Mutex
    
    func incrShareCnt() {
    	for i:=0; i < 1000000; i++ {
    		lck.Lock()
    		share_cnt++
    		lck.Unlock()
    	}
    	
    	fmt.Println(share_cnt)
    }
    
    func main()  {
    	
    	for i:=0; i < 2; i++ {
    		go incrShareCnt()
    	}
    
    
    	time.Sleep(1000*time.Second)
    
    }

![Alt text][Alt text 1]

### channel ###

使用golang的channel, 下面一个典型的生产消费模型

package main 
    
    import(
    	"fmt"
    	"time"
    	"strconv"
    )
    
    func main() {
    
    	msg_chan := make(chan string)
    	done 	 := make(chan bool)
    
    
    	i := 0
    
    	go func() {
    		for  {
    			i++
    			time.Sleep(1*time.Second)
    			msg_chan <- "on message"
    			<- done
    		}
    	}()
    
    	go func() {
    		for {
    			select {
    			case msg := <- msg_chan :
    				i++
    				fmt.Println(msg + " " + strconv.Itoa(i))
    				time.Sleep(2*time.Second)
    				done <- true
    			}
    		}
    
    	}()
    
    
    	time.Sleep(20*time.Second)
    }

![Alt text][Alt text 2]

### WaitGroup ###

sync包中的WaitGroup可用等待一组协程的结束。  
父协程通过Add方法来设定应等待的线程的数量。  
每个被等待的协程在结束时调用Done方法。  
同时，主协程里调用Wait方法阻塞至所有线程结束。

package main
    
    import(
    	"sync"
    	"net/http"
    )
    
    var wg sync.WaitGroup
    var urls = []string{
        "http://www.baidu.com/",
        "http://www.taobao.com/",
        "http://www.tianmao.com/",
    }
    func main() {
    
    for _, url := range urls {
        // Increment the WaitGroup counter.
        wg.Add(1)
        // Launch a goroutine to fetch the URL.
        go func(url string) {
            // Decrement the counter when the goroutine completes.
            defer wg.Done()
            // Fetch the URL.
            http.Get(url)
        }(url)
    }
    // Wait for all HTTP fetches to complete.
    wg.Wait()
    
    }

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[Alt text 1]: /images/20210728/05702cf879214b9fb0d88088503638e1.png
[Alt text 2]: /images/20210728/47f3daf296594c659ad87715990a7f41.png