Go语言学习笔记—golang并发编程之channel

视频来源于B站Go语言基础进阶视频av56860636

文章为自己整理的学习笔记，侵权即删，谢谢支持！

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前言

先看一个需求：

现在要计算 1-200 的各个数的阶乘，并且把各个数的阶乘放入到 map 中。最后显示出来。要求使用 goroutine 完成

分析思路：

1. 编写一个函数，来计算各个数的阶乘，并放入到 map 中.
2. 我们启动的协程多个，统计的将结果放入到 map 中
3. map 应该做出一个全局的.

代码实现：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

var (
	myMap = make(map[int]int, 10)
)

// test 函数就是计算 n!, 让将这个结果放入到 myMap
func test(n int) {
   
	res := 1
	for i := 1; i <= n; i++ {
   
		res *= i
	}
	//这里我们将 res 放入到 myMap
	myMap[n] = res //concurrent map writes?
}
func main() {
   
	// 我们这里开启多个协程完成这个任务[200 个]
	for i := 1; i <= 200; i++ {
   
		go test(i)
	}

	//休眠 10 秒钟
	time.Sleep(time.Second * 10)
	//这里我们输出结果,变量这个结果
	for i, v := range myMap {
   
		fmt.Printf("map[%d]=%d\n", i, v)
	}
}

示意图：

此时这里会报错：fatal error: concurrent map writes

由于map不是并发安全的 , 当有多个并发的groutine读写同一个map时会出现panic错误

那么不同的 goroutine 之间是如何通讯的？

1. 全局变量的互斥锁
2. 使用管道channel

使用全局变量加锁同步改进程序：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var (
	myMap = make(map[int]int, 10)

	// 声明一个全局的互斥锁
	lock sync.Mutex
)

// test 函数就是计算 n!, 让将这个结果放入到 myMap
func test(n int) {
   
	res := 1
	for i := 1; i <= n; i++ {
   
		res *= i
	}

	//这里我们将 res 放入到 myMap
	lock.Lock() // 加锁
	myMap[n] = res //concurrent map writes?
	lock.Unlock() // 解锁
}
func main() {
   
	// 我们这里开启多个协程完成这个任务[200 个]
	for i := 1; i <= 200; i++ {
   
		go test(i)
	}

	//休眠 10 秒钟
	time.Sleep(time.Second * 10)

	//这里我们输出结果,变量这个结果
	lock.Lock() //使用锁
	for i, v := range myMap {
   
		fmt.Printf("map[%d]=%d\n", i, v)
	}
	lock.Unlock()
}

此时程序将不会报错，但是使用全局变量加锁同步来解决 goroutine 的通讯并不完美，因为主线程在等待所有 goroutine 全部完成的时间很难确定，我们这里设置 10 秒，仅仅是估算。如果主线程休眠时间长了，会加长等待时间，如果等待时间短了，可能还有 goroutine 处于工作状态，这时也会随主线程的退出而销毁。同时通过全局变量加锁同步来实现通讯，也并不利用多个协程对全局变量的读写操作。因此要使用新的通讯机制：channel。

一 channel 的基本介绍

1.1 通道的概念

Go语言中，要传递某个数据给另一个goroutine(协程)，可以把这个数据封装成一个对象，然后把这个对象的指针传入某个channel中，另外一个goroutine从这个channel中读出这个指针，并处理其指向的内存对象。Go从语言层面保证同一个时间只有一个goroutine能够访问channel里面的数据，为开发者提供了一种优雅简单的工具，所以Go的做法就是使用channel来通信，通过通信来传递内存数据，使得内存数据在不同的goroutine中传递，而不是使用共享内存来通信。

每个通道都有与其相关的类型。该类型是通道允许传输的数据类型。

通道的零值为nil。nil通道没有任何用处，因此通道必须使用类似于map和切片的方法来定义

1.2 通道的声明

声明一个通道和定义一个变量的语法一样：

var 通道名 chan 数据类型

创建通道：如果通道为nil(就是不存在)，就需要先创建通道

通道名 = make(chan 数据类型)

示例代码：

package main

import "fmt"

func main() {
   
	var a chan int
	if a == nil {
   
		fmt.Println("channel 是 nil 的, 不能使用")
		a = make(chan int)
		fmt.Printf("数据类型是： %T", a)
	}
}

运行结果：

[Running] go run "c:\Users\Mechrevo\Desktop\go_pro\test.go"
channel 是 nil 的, 不能使用
数据类型是： chan int
[Done] exited with code=0 in 1.117 seconds

也可以简短的声明并创建：

a := make(chan int) 

1.3 channel的数据类型

channel是引用类型的数据，在作为参数传递的时候，传递的是内存地址。

示例代码：

package main

import (
	"fmt"
)

func