go并发编程之美(一)

一、前言

在Java中多线程之间是通过共享内存进行通信的,在go中多线程之间通信是基于消息的,go中的通道是go中多线程通信的基石。

在java中创建的线程是与OS线程一一对应的,而在go中多个协程(goroutine)对应一个逻辑处理器,每个逻辑处理器与OS线程一一对应。

每个线程要运行必须要在就绪状态情况下获取cpu,而操作系统是基于时间片轮转算法来调度线程占用cpu来执行任务的,每个OS线程被分配一个时间片来占用cpu进行任务的执行。

在java中由于创建的线程与os线程一一对应,所以java中的每个线程占用一个时间片来运行。而go中多个协程对应一个os 线程,也就是多个协程对应了一个时间片,go则使用自己的调度策略(非os的调度策略)来让多个协程使用一个时间片来并发的运行。也就是go中存在两级策略,一个是go语言层面的调度多个协程公用一个时间片,一个是os层面的调度多个逻辑处理器轮询占用不同的时间片。

二、创建协程

在java中创建一个线程:

    public static void main(String[] args) {

        Thread thread = new Thread(() -> {

            //run method dosomthing
        });
        thread.start();
    }

注:如上代码创建了一线程并启动,在java中存在用户线程与deamon线程之分,当不存在用户线程时候,jvm进程就退出了(而不管main函数所在线程是否已经结束).

在go中创建一个协程:

func main() {

    //开启一个协程,执行匿名函数里面的内容
    go func(){
        //do somthing
        fmt.Println("im a go 协程")
    }()
    
    //休眠10s
    time.Sleep(10 * time.Second)

}

注意:如上通过go关键字开启一个协程,执行匿名函数里面的内容,这里需要注意main函数所在线程需要休眠以下,以便等开启的协程执行,这是因为go中只要main函数线程退出则进程就退出。

三、同步

在java中我们可以使用Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier等进行多线程之间同步,比如下面例子:

public final static Semaphore SEMAPHORE = new Semaphore(0);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread thread1 = new Thread(() -> {

            try {
                //run method dosomthing
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "done");
            }finally {
                SEMAPHORE.release();
            }
            
        },"thread-1");
        thread1.start();
        
        
        Thread thread2 = new Thread(() -> {

            try {
                //run method dosomthing
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "done");

            }finally {
                SEMAPHORE.release();
            }
            
        },"thread-2");
        thread2.start();
        
        System.out.println("wait all sub thread end");
        SEMAPHORE.acquire(2);
        System.out.println("all sub thread end");

    }

在go中也有类似的工具类:

//创建同步器
var wg sync.WaitGroup

func main() {
    //两个信号
    wg.Add(2)

    //开启一个协程,执行匿名函数里面的内容
    go func() {
        //信号量减去1
        defer wg.Done()

        //do somthing
        fmt.Println("im A go 协程")

    }()

    //开启一个协程,执行匿名函数里面的内容
    go func() {
        //信号量减去1
        defer wg.Done()

        //do somthing
        fmt.Println("im B go 协程")

    }()

    fmt.Println("wait all sub thread end")
    wg.Wait()
    fmt.Println(" all sub thread end")

}

四、通道

go中通道分为有缓冲和无缓冲的,本节我们看如何使用有缓冲通道实现生产消费模型

var wg sync.WaitGroup

func printer(ch chan int) {
    for i := range ch {
        fmt.Println(i)
    }

    wg.Done()
}

func main() {

    //1为携程创建等待
    wg.Add(1)

    //2创建缓冲通道
    ch := make(chan int ,10)

    //3开启go协程
    go printer(ch)

    //4写入到通道
    for i := 1; i < 100; i++ {
            ch <- i;
    }

    //5关闭协程
    close(ch)

    fmt.Println("wait sub thread over")
    //6等待携程结束
    wg.Wait()
    fmt.Println("main thread over")

}

如上代码2创建了一个可以缓冲10个int 元素的通道,代码3开启一个线程用来从通道里面读取数据,代码4在主线程里面写入数据到通道,代码5关闭通道(关闭后不能再向通道写入数据,但是可以从中读取)。

上面例子如果用Java来写,首先需要创建一个并发安全的队列,然后开启一个生产线程写入数据到队列,开启一个线程从队列读取元素。

五、总结

本文我们简单的对比了Java和go中如何处理并发问题的,后面我们在逐个详细的探讨。

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加多

加多

资深Java工程师 at 阿里巴巴
加多,目前就职于阿里巴巴,热衷并发编程、中间件基础设施、golang以及响应式编程爱好者;微信公众号:技术原始积累。
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