Go 并发

Go Memory Model

  • 保证内存顺序满足 happens-before （因果一致性）

GMP

  • G: goroutine, M: thread, P: processor

  • M:N，thread : processor = 1:1

  • 策略

    1. work stealing：空闲 thread 从其他 thread 的 processor 偷取 goroutine
    2. hand off：当前 thread 的 goroutine 阻塞时，将 processor 交给其他空闲 thread

Goroutine

  • go runtime 调度，m:n (m 个 goroutine 对应 n 个 OS 线程)

  • 主协程退出，goroutine 退出

  • Go 高并发

    1. goroutine 栈空间 2KB, 可伸缩
    2. 用户态维护一块内存池，不用系统 malloc，也不用频繁切换内核态
    3. 实现 m:n 调度和上下文切换，减少 goroutine 开销

线程和协程

  • 一个内核线程上可以跑多个协程，抢占式调度
  • 协程有独立的栈空间，共享堆空间，由用户态协作式调度

Channel

  • 用 Channel 实现共享内存，不要用共享内存实现 Channel 😊
  • 队列，遵循 CSP 模型，goroutine 间通信
  • 无缓冲通道需要同时有发送者和接收者，发送时会阻塞，若无接收者会死锁
  • select 多路复用，管理 channel
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ch:=make(chan T) // 无缓冲通道
ch:=make(chan T, N) // 有缓冲区
ch:=make(chan <- T) // 单向通道
ch:=make(<- chan T) 
ch <- v 
v = <- ch 
cap(ch) 
len(ch) 
close(ch)

Context

  • goroutine 之间传递上下文
  • 请求超时退出 goroutine

sync.Mutex

  • 保证只有一个 goroutine 进入临界区访问共享数据，其他 goroutine 等待 mu 释放
  • 不可重入
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type Mutex struct {
    state int32  
    sema  uint32 // 控制锁的信号量
}

sync.RWMutex

  • 读多写少，一个写锁 Lock() 或多个读锁 RLock()
  • 写者优先
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type RWMutex struct {
	w           Mutex  
	writerSem   uint32 // writers 信号量
	readerSem   uint32 // readers 信号量
	readerCount int32  // reader 数量
	readerWait  int32  // writer 申请锁时，已有锁的 reader 数量
}

sync.WaitGroup

  • 主协程同步 goroutine 任务
  • WaitGroup 是结构体，指针传递
name func
(wg * WaitGroup) Add(n int) counter + n
(wg *WaitGroup) Done() counter - 1
(wg *WaitGroup) Wait() 阻塞至 counter = 0

sync.Once

  • 一次性操作

sync.Cond

  • multi-goroutine 间的通知
  • cond 维护 goroutine 等待队列
  • (&c).Wait()：cond 加锁时用
  • (&c).Signal(): 唤醒并移除 cond 队列第一个 goroutine
  • (&c).Broadcast(): 唤醒并移除 cond 队列所有 goroutine
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func main() {
	const N = 10
	var values [N]string

	cond := sync.NewCond(&sync.Mutex{})

	for i := 0; i < N; i++ {
		go func(i int) {
			time.Sleep(100*time.Millisecond)
			cond.L.Lock()
			values[i] = string('[goroutine]' + i)
			cond.Broadcast() 
			cond.L.Unlock()
		}(i)
	}
	check:= func() bool {
		for i := 0; i < N; i++ {
			if values[i] == "" {
				return false
			}
		}
		return true
	}

	cond.L.Lock()
	defer cond.L.Unlock()
	for !check() {
		cond.Wait()
	}
}

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画师: ノーコピーライトガール
id: 122225604