Golang 并发 - 协程

并发与并行

提到并发，相信大家还听过另一个概念 – 并行。首先介绍下这两者之间的区别，再来讲 Go 语言的并发。

并行其实很好理解，就是同时执行的意思，在某一时间点能够执行多个任务。
想达到并行效果，最简单的方式就是借助多线程或多进程，这样才可在同一时刻执行多个任务。单线程是永远无法达到并行状态的。
并发是在某一时间段内可以同时处理多个任务。我们通常会说程序是并发设计的，也就是说它允许多个任务同时执行，这个同时指的就是一段时间内。单线程中多个任务以间隔执行实现并发。
可以说，多线程或多进程是并行的基础，但单线程也通过协程实现了并发。

举个常见的例子，一台单核电脑可以下载、听音乐，实际上这两个任务是这样执行的，只不过这两个任务切换时间短，给人的感觉是同时执行的。

一台多核电脑的任务执行就是像下面这种图显示的一样：

可以看到，同一时刻能执行多个任务。这种任务执行方式才是真正的并行。

Go 通过协程实现并发，协程之间靠信道通信，本篇文章先给大家介绍协程的使用，后面再写信道。

协程

协程（Goroutine）可以理解成轻量级的线程，但与线程相比，它的开销非常小。因此，Go 应用程序通常能并发地运行成千上万的协程。
Go 创建一个协程非常简单，只要在方法或函数调用之前加关键字 go 即可。

func printHello() {
    fmt.Println("hello world goroutine")
}

func main() {
    go printHello()    // 创建了协程
    fmt.Println("main goroutine")
}

输出：

main goroutine

上面代码，第 6 行使用 go 关键字创建了协程，现在有两个协程，新创建的协程和主协程。printHello() 函数将会独立于主协程并发地执行。
是的，你没有看错，程序的输出就是这样，不信？你可以实际运行下程序。你惊讶的是，printHello() 函数为什么没有输出，到底发生了什么？
当协程创建完毕之后，主函数立即返回继续执行下一行代码，不像函数调用，需要等函数执行完成。主协程执行完毕，程序便退出，printHello 协程随即也退出，便不会有输出。

修改下代码：

func printHello() {
    fmt.Println("hello world goroutine")
}

func main() {
    go printHello()
    time.Sleep(1*time.Second)
    fmt.Println("main goroutine")
}

协程创建完成之后，main 协程先休眠 1s，预留给 printHello 协程执行的时间，所以这次输出：

hello world goroutine
main goroutine

创建多个协程

上一节就提到，可以创建多个协程，来看下例子：

func printNum() {
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        time.Sleep(20 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%d ", i)
    }
}
func printChacter() {
    for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
        time.Sleep(40 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%c ", i)
    }
}
func main() {
    go printNum()
    go printChacter()
    time.Sleep(3*time.Second)
    fmt.Println("main terminated")
}

上面的代码，除主协程之外，新创建了两个协程：printNum 协程和 printChacter 协程。printNum 协程每隔 20 毫秒输出 5 个数，printChacter 协程每隔 40 毫秒输出字母。主协程创建完这两个协程之后休眠 1s，等待其他协程执行完成。
程序输出（你的输出可能跟我的不一样）：

1 a 2 3 b 4 5 c d e main terminated

话说回来，通过加 time.Sleep() 函数等待协程执行完成是一种“黑科技”。在实际生产环境中，不管我们是否知道其他协程执行完成需要多少时间，都不能在主协程中添加随机睡眠调用等待其他协程执行完成。那怎么办？Go 给我们提供了信道，当协程执行完毕，能够通知到主协程，还能够实现协程间通信。下节课我们来讨论一下。

匿名协程

在函数那篇文章讲过，存在匿名函数，通过关键字 go 调用匿名函数就是匿名协程。我们修改之前的例子：

func main() {
    go func() {
        fmt.Println("hello world goroutine")
    }()
    time.Sleep(1*time.Second)
    fmt.Println("main goroutine")
}

输出结果跟之前的一样。