Goroutines – Golang 中的并发性

Go语言是一门支持并发性的编程语言。在Go中，goroutines是并发运行的轻量级线程。goroutine可以在同一地址空间内同时运行，而不会互相干扰。这种并发性是由Go语言中的channel和select语句强化的。下面我们将详细介绍goroutines的概念和使用方法。

什么是 Goroutine？

Goroutine是一种比线程更轻量级的并发运行方式。在Go语言中，可以通过 go 关键字来启动一个新的goroutine，如下所示：

go func() {
    // goroutine执行的代码
}()

上面的代码将开启一个新的goroutine，并在其中执行一些任务。goroutine和线程的区别在于goroutine的数量可以比线程多得多，并且启动一个goroutine所需的时间和资源成本也要比启动一个线程更低。

Goroutine 的创建和调度

在Go语言中，创建goroutine非常容易，只需要在函数或方法之前添加关键字go即可启动一个goroutine运行它。

func main() {
    go func() {
        fmt.Println("Hello from Goroutine.")
    }()
    fmt.Println("Hello from Main.")
}

上面的代码将输出：

Hello from Main.
Hello from Goroutine.

在这个例子中，我们开启了一个goroutine，并在其中打印一条消息。print语句是首先在主goroutine中执行的，之后才是在新goroutine中执行的。

Golang 使用一个名为 G 、M、P 的模型来调度 goroutine 的调度。当我们启动一个 goroutine 时，它将被分配给一个 M 线程执行。M 是 Go 运行时的线程，它维护 goroutine 的队列和调度机制。

Channel

goroutine 之间通信的常用方法是使用 channel。channel 类似于 Unix 中的管道，它允许一个 goroutine 向另一个 goroutine 发送数据。

创建一个 channel 可以使用内置函数 make：

ch := make(chan int)

上述代码创建了一个只能传输 int 类型数据的 channel。如果需要传输其他类型的数据，将 int 替换为相应的类型即可。

可以使用以下方式向 channel 发送数据：

ch <- 100

同样，使用以下方式从 channel 中读取数据：

data := <- ch

select 语句

在 goroutine 之间进行通信时，有时我们需要同时处理多个 channel 发送和接收操作。可以使用 select 语句轻松解决此问题。

select 语句允许 goroutine 同时等待多个通道操作。当其中一个通道准备好发送或读取数据时，select 被唤醒并执行相应的操作。如果同时有多个通道准备好，select 将随机选择其中一个执行。

select {
case data := <- ch1:
    fmt.Println("Data from ch1:", data)
case data := <- ch2:
    fmt.Println("Data from ch2:", data)
}

上面的代码等待 ch1 或 ch2 中的任何一个 channel 发送数据。一旦其中一个channel准备好，对应的收发操作将被执行。

select 语句可以和 for 循环一起使用，以便不断重复等待多个通道操作。

for {
    select {
    case data := <- ch1:
        fmt.Println("Data from ch1:", data)
    case data := <- ch2:
        fmt.Println("Data from ch2:", data)
    }
}

此时代码将不断等待 ch1 和 ch2 中的数据，直到 select 语句被停止。

结论

Goroutines 是 Go 语言中实现并发性的主要方式。它们比传统线程更加轻量级，成本更低，并且可以用在更大的数量上。使用 channel 和 select 语句可以轻松地实现 goroutine 之间的通信和同步。在使用 goroutine 时，需要注意避免因共享数据而产生的竞态条件。

在 Golang 的并发编程中，Goroutines 和 Channel 很重要。希望本文可以帮助你更好地理解并发编程。