Go并发编程的学习代码示例：生产者消费者模型

前言

Go并发编程学习的简单代码示例：生产者消费者模型。

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代码仓库

• yezhening/Programming-examples: 编程实例 (github.com)
• Programming-examples: 编程实例 (gitee.com)

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核心概念

并行和并发：

• 并行：同时运行多个任务。依赖硬件中央处理器（CPU）的数量或CPU的核心数量，CPU或CPU核心的数量越多，能够同时运行的程序/进程越多
• 并发：宏观上是“同时运行”，微观/实际上是在极短的时间内顺序运行多个程序/进程

进程、线程、协程和Go协程（goroutine）：

• 进程：资源分配的基本单位
• 线程：内核态线程； CPU调度的基本单位
• 协程：用户态线程；轻量级线程
• 一个进程可以有多个线程
• 线程和协程对应关系可以是一对一、一对多和多对多
• goroutine：Go的协程概念，使用G（Goroutine）-P（Processor）-M（Machine）模型

Go的并发编程：

• 使用go关键字开启多协程goroutine，而不是多进程和多线程，实现并发

• 使用管道channal，而不是锁，实现同步互斥和数据通信

可联想进程间通信（IPC）中的管道pipe()、共享内存等方式

• 使用select{}语句，实现监听输入/输出（I/O）操作

可联想网络编程中的监听文件描述符select()函数

相比于C、C++和其他语言，使用Go实现并发编程的逻辑很简单

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main.go（有详细注释）

package main // 一个工程只有一个main包

// 导入路径
import "fmt" // 用于输出

// 生产者
// 参数：数据管道，单向只写；标志管道，单向只读
func producer(data_channel chan<- int, flag_channel <-chan bool) {
	// 循环处理，接收到消费者标志后才退出循环和函数
	data := 0 //生产者生产的数据

	for {
		// select{}语句监听输入/输出（I/O）操作
		select {
		case data_channel <- data: //有数据写
			data++
		case flag := <-flag_channel: //有标志读
			fmt.Println("生产者读标志：", flag, "结束生产")
			return
		}
	}
}

// 消费者
// 参数：数据管道，单向只读；标志管道，单向只写
func consumer(data_channel <-chan int, flag_channel chan<- bool) {
	// 约定循环5次后，消费者停止消费，向生产者发送停止生产标志
	for i := 0; i < 5; i++ {
		data := <-data_channel //读数据
		fmt.Println("消费者读数据：", data)
	}

	flag_channel <- true //写标志

	return
}

// 一个工程只有一个main()函数，是程序的唯一入口
func main() {
	data_channel := make(chan int, 0)
	// 数据管道，生产者向消费者传输数据
	// 传输int类型数据，0：无缓冲，双向
	flag_channel := make(chan bool, 0)
	// 标志管道，消费者向生产者传输标志，消费者不再消费，让生产者停止生产
	// 传输bool类型数据，0：无缓冲，双向

	go consumer(data_channel, flag_channel) //go关键字开启goroutine处理消费者任务

	producer(data_channel, flag_channel) // main()中是主goroutine，处理生产者任务
}

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结果

PS C:\Users\DSHH\Desktop\go_test> go run main.go
消费者读数据： 0
消费者读数据： 1
消费者读数据： 2
消费者读数据： 3
消费者读数据： 4
生产者读标志： true 结束生产
PS C:\Users\DSHH\Desktop\go_test> 

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总结

Go并发编程的学习代码示例：生产者消费者模型。

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参考资料

• 20个小时快速入门go语言（中）_哔哩哔哩_bilibili
• 一文看懂Go语言协程的设计与原理 - 掘金 (juejin.cn)

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作者的话

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• 作者：夜悊
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