Golang 并发机制-3:通道(channels)机制详解

并发编程是一种创建性能优化且响应迅速的软件的强大方法。Golang(也称为 Go)通过通道(channels)这一特性,能够可靠且优雅地实现并发通信。本文将揭示通道的概念,解释其在并发编程中的作用,并提供有关如何通过无缓冲通道和有缓冲通道发送或接收数据的见解。

介绍通道

在Go语言中,通道是一个基本的特性,它支持在gooutine(并发执行线程)之间进行安全和同步的通信。它们充当管道,通过它可以在程序之间传递数据,促进并发程序中的协调和同步。

通道是单向的,这意味着它们既可以用于发送数据(<- chan)也可以用于接收数据(chan <- )。这种单向性有助于在程序间实现清晰和可控的数据流。
在这里插入图片描述

发送和接收数据

1. 非缓存通道

无缓冲通道是一种同时发送和接收数据的通道。当在无缓冲通道上发送值时,发送方将阻塞,直到有相应的接收方准备接收该数据。同样,接收器将阻塞,直到有可用的数据接收。

下面是一个说明使用非缓冲通道的示例:

package mainimport ("fmt""time"
)func main() {ch := make(chan int) // Create an unbuffered channelgo func() {ch <- 42 // Send data into the channel}()// time.Sleep(time.Second) // Give the Goroutine time to executevalue := <-ch // Receive data from the channelfmt.Println("Received:", value)
}

在这个例子中,一个线程将值 42发送到未缓冲的通道 ch.主线程接收它,程序将阻塞,直到发送方和接收方都准备好。

2. 缓存通道

缓冲通道支持使用指定的缓冲区大小异步发送和接收数据。这意味着只要缓冲区未满,就可以在不等待接收器的情况下向通道发送多个值。同样,只要缓冲区不是空的,接收方可以从通道中读取数据,而不需要等待发送方。

下面是一个使用缓冲通道的例子:

package mainimport "fmt"func main() {ch := make(chan string, 2) // Create a buffered channel with a capacity of 2ch <- "Hello" // Send data into the channelch <- "World"fmt.Println(<-ch) // Receive data from the channelfmt.Println(<-ch)
}

在本例中,我们创建了容量为2的缓冲通道ch。我们可以在不阻塞的情况下向通道发送两个值,然后接收并打印这些值。当你希望解耦发送方和接收方时,缓冲通道非常有用,允许它们在缓冲区大小约束下独立工作。

  • 同步通道

Go中的通道同步是一种技术,用于通过使用通道来协调和同步Goroutines(并发线程)的执行。通道促进了程序之间安全和有序的通信,允许它们在完成特定任务或准备好数据时相互发送信号。这种同步机制对于确保运行例程以受控和同步的方式执行至关重要。

下面是通道同步有用的一些常见场景:

  1. 等待Goroutines完成:你可以使用通道来等待一个或多个Goroutines在继续主程序之前完成它们的任务。
  2. 协调并行任务:通道可用于协调并发执行任务的多个goroutine,确保它们以特定顺序完成工作或在特定点同步。
  3. 收集结果:通道可用于收集和聚合来自多个goroutine的结果,然后在所有goroutine完成其工作后处理它们。

让我们用例子来探索这些场景:

  • 等待goroute完成
package mainimport ("fmt""sync"
)func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {defer wg.Done()fmt.Printf("Worker %d is working\n", id)
}func main() {var wg sync.WaitGroupfor i := 1; i <= 3; i++ {wg.Add(1)go worker(i, &wg)}wg.Wait() // Wait for all workers to finishfmt.Println("All workers have finished.")
}

在这个例子中,我们有三个工作程序。我们使用“同步”。WaitGroup’,等待所有工人完成他们的工作,然后打印“所有工人都完成了”。

  • 协同并行任务
package mainimport ("fmt""sync"
)func main() {var wg sync.WaitGroupch := make(chan int)for i := 1; i <= 3; i++ {wg.Add(1)go func(id int) {defer wg.Done()fmt.Printf("Goroutine %d is working\n", id)ch <- id // Send a signal to the channel when done}(i)}// Wait for all Goroutines to signal completiongo func() {wg.Wait()close(ch) // Close the channel when all Goroutines are done}()for id := range ch {fmt.Printf("Received signal from Goroutine %d\n", id)}fmt.Println("All Goroutines have finished.")
}

在本例中,我们有三个执行工作并使用通道发出完成信号的goroutine。我们使用“同步”。WaitGroup '等待所有的Goroutine完成,并且一个单独的Goroutine侦听通道以知道每个Goroutine何时完成其工作。

  • 收集结果
package mainimport ("fmt""sync"
)func worker(id int, resultChan chan<- int, wg *sync.WaitGroup) {defer wg.Done()result := id * 2resultChan <- result // Send the result to the channel
}func main() {var wg sync.WaitGroupresultChan := make(chan int, 3)for i := 1; i <= 3; i++ {wg.Add(1)go worker(i, resultChan, &wg)}wg.Wait() // Wait for all workers to finishclose(resultChan) // Close the channel when all results are sentfor result := range resultChan {fmt.Printf("Received result: %d\n", result)}
}

在本例中,三个工作线程程序计算结果并将其发送到通道。主程序等待所有工作线程完成,关闭通道,然后从通道读取和处理结果。

这些示例说明了如何使用通道同步来协调和同步Go中各种并发编程场景中的Go例程。通道为线程间安全有序的通信提供了强大的机制,使编写行为可预测且可靠的并发程序变得更加容易。

Select 语句: 多路复用通道(Multiplexing Channels)

管理并发任务的关键工具之一是“select”语句。在本文中,我们将探讨“select”语句在多路复用通道中的作用,这是一种使Go程序员能够有效地同步和协调Go例程的技术。

当你有多个通过各种渠道进行通信的goroutine时,可能需要有效地协调它们的活动。“select”语句支持通过选择首个可以处理的通道操作来实现这一点。

下面是一个简单的例子,演示了在多路信道中使用“select”:

package mainimport ("fmt""time"
)func main() {ch1 := make(chan string)ch2 := make(chan string)go func() {time.Sleep(time.Second)ch1 <- "Message from Channel 1"}()go func() {time.Sleep(time.Millisecond * 500)ch2 <- "Message from Channel 2"}()select {case msg1 := <-ch1:fmt.Println(msg1)case msg2 := <-ch2:fmt.Println(msg2)}fmt.Println("Main function exits")
}

在本例中,我们有两个在两个不同通道上发送消息的goroutine, ch1 ch2 select语句选择可用的首个通道操作,允许我们从 ch1 ch2接收和打印消息。然后,程序继续执行main函数,演示使用“select”的通道复用功能。

  • select 带缺省分支

‘ select ’语句还支持‘ default ’情况,当您想要处理没有通道操作准备好的情况时,这很有用。这里有一个例子:

package mainimport ("fmt""time"
)func main() {ch := make(chan string)go func() {time.Sleep(time.Second * 2)ch <- "Message from Channel"}()select {case msg := <-ch:fmt.Println(msg)default:fmt.Println("No message received")}fmt.Println("Main function exits")
}

在本例中,我们有一个在通道‘ ch ’上发送消息的程序。然而,“select”语句包含一个“default”情况,用于处理在预期时间内没有消息到达的情况。这允许在没有任何通道操作就绪的情况下进行优雅的处理。

Go中的最佳实践和模式:扇出、扇入和关闭通道

当谈到编写干净高效的Go代码时,有一些最佳实践和模式可以显著提高并发程序的质量和性能。在本文中,我们将探讨两个基本实践:Fan-out, Fan-in(扇出、扇入)和关闭通道。这些模式是在Go应用程序中管理并发性和通信的强大工具。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
  1. 扇出,扇入

Fan-out, Fan-in模式是一种并发设计模式,允许你跨多个goroutine分发工作,然后收集和合并结果。当处理可以并发处理然后进行聚合的任务时,此模式特别有用。

  • 扇出,扇入示例
package mainimport ("fmt""math/rand""sync""time"
)func worker(id int, input <-chan int, output chan<- int) {for number := range input {// Simulate some worktime.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(rand.Intn(100)))output <- number * 2}
}func main() {rand.Seed(time.Now().UnixNano())input := make(chan int)output := make(chan int)const numWorkers = 3var wg sync.WaitGroup// Fan-out: Launch multiple workersfor i := 0; i < numWorkers; i++ {wg.Add(1)go func(id int) {defer wg.Done()worker(id, input, output)}(i)}// Fan-in: Collect resultsgo func() {wg.Wait()close(output)}()// Send data to workersgo func() {for i := 1; i <= 10; i++ {input <- i}close(input)}()// Receive and process resultsfor result := range output {fmt.Println("Result:", result)}
}

在本例中,我们创建了三个worker goroutine,它们执行一些模拟工作,然后将结果发送到输出通道。主程序生成输入数据,单独的程序使用扇入模式收集和处理结果。

  1. 关闭通道

关闭通道是发送数据传输完成信号和防止程序无限阻塞的基本做法。当你不再打算通过通道发送数据时,关闭通道以避免死锁是至关重要的。

package mainimport "fmt"func main() {dataChannel := make(chan int, 3)go func() {defer close(dataChannel) // Close the channel when donefor i := 1; i <= 3; i++ {dataChannel <- i}}()// Receive data from the channelfor num := range dataChannel {fmt.Println("Received:", num)}
}

在本例中,我们创建了一个容量为3的缓冲通道‘ dataChannel ’。在向通道发送三个值之后,我们使用‘ close ’函数关闭它。关闭任何接收器的通道信号,不再发送数据。这允许接收程序在处理完所有数据后优雅地退出。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/12102.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

C#,入门教程(11)——枚举(Enum)的基础知识和高级应用

上一篇&#xff1a; C#&#xff0c;入门教程(10)——常量、变量与命名规则的基础知识https://blog.csdn.net/beijinghorn/article/details/123913570 不会枚举&#xff0c;就不会编程&#xff01; 枚举 一个有组织的常量系列 比如&#xff1a;一个星期每一天的名字&#xf…

读书笔记--分布式架构的异步化和缓存技术原理及应用场景

本篇是在上一篇的基础上&#xff0c;主要对分布式应用架构下的异步化机制和缓存技术进行学习&#xff0c;主要记录和思考如下&#xff0c;供大家学习参考。大家知道原来传统的单一WAR应用中&#xff0c;由于所有数据都在同一个数据库中&#xff0c;因此事务问题一般借助数据库事…

【C++】继承(下)

大家好&#xff0c;我是苏貝&#xff0c;本篇博客带大家了解C的继承&#xff08;下&#xff09;&#xff0c;如果你觉得我写的还不错的话&#xff0c;可以给我一个赞&#x1f44d;吗&#xff0c;感谢❤️ 目录 5.继承与友元6.继承与静态成员7.复杂的菱形继承及菱形虚拟继承8.继…

基于LLM的路由在专家混合应用:一种新颖的交易框架,该框架在夏普比率和总回报方面提升了超过25%

“LLM-Based Routing in Mixture of Experts: A Novel Framework for Trading” 论文地址&#xff1a;https://arxiv.org/pdf/2501.09636 摘要 随着深度学习和大语言模型&#xff08;LLMs&#xff09;的不断进步&#xff0c;混合专家&#xff08;MoE&#xff09;机制在股票投资…

Med-R2:基于循证医学的检索推理框架:提升大语言模型医疗问答能力的新方法

Med-R2 : Crafting Trustworthy LLM Physicians through Retrieval and Reasoning of Evidence-Based Medicine Med-R2框架Why - 这个研究要解决什么现实问题What - 核心发现或论点是什么How - 1. 前人研究的局限性How - 2. 你的创新方法/视角How - 3. 关键数据支持How - 4. 可…

【Blazor学习笔记】.NET Blazor学习笔记

我是大标题 我学习Blazor的顺序是基于Blazor University&#xff0c;然后实际内容不完全基于它&#xff0c;因为它的例子还是基于.NET Core 3.1做的&#xff0c;距离现在很遥远了。 截至本文撰写的时间&#xff0c;2025年&#xff0c;最新的.NET是.NET9了都&#xff0c;可能1…

C++ Primer 迭代器

欢迎阅读我的 【CPrimer】专栏 专栏简介&#xff1a;本专栏主要面向C初学者&#xff0c;解释C的一些基本概念和基础语言特性&#xff0c;涉及C标准库的用法&#xff0c;面向对象特性&#xff0c;泛型特性高级用法。通过使用标准库中定义的抽象设施&#xff0c;使你更加适应高级…

2 [GitHub遭遇严重供应链投毒攻击]

近日&#xff0c;有黑客针对 Discord Top.gg 的GitHub 账户发起了供应链攻击&#xff0c;此次攻击导致账户密码、凭证和其他敏感信息被盗&#xff0c;同时也影响到了大量开发人员。 Checkmarx 在一份技术报告中提到&#xff0c;黑客在这次攻击中使用了多种TTP&#xff0c;其中…

【AudioClassificationModelZoo-Pytorch】基于Pytorch的声音事件检测分类系统

源码&#xff1a;https://github.com/Shybert-AI/AudioClassificationModelZoo-Pytorch 模型测试表 模型网络结构batch_sizeFLOPs(G)Params(M)特征提取方式数据集类别数量模型验证集性能EcapaTdnn1280.486.1melUrbanSound8K10accuracy0.974, precision0.972 recall0.967, F1-s…

基于Spring Security 6的OAuth2 系列之七 - 授权服务器--自定义数据库客户端信息

之所以想写这一系列&#xff0c;是因为之前工作过程中使用Spring Security OAuth2搭建了网关和授权服务器&#xff0c;但当时基于spring-boot 2.3.x&#xff0c;其默认的Spring Security是5.3.x。之后新项目升级到了spring-boot 3.3.0&#xff0c;结果一看Spring Security也升级…

Jupyterlab和notebook修改文件的默认存放路径的方法

文章目录 1.缘由2.操作流程2.1找到默认的路径2.2创建配置文件2.3修改配置文件内容2.4注意事项 1.缘由 我自己使用jupyterlab的时候&#xff0c;打开是在这个浏览器上面打开的&#xff0c;但是这个打开的文件路径显示的是C盘上面路径&#xff0c;所以这个就很麻烦&#xff0c;因…

算法题(56):旋转链表

审题&#xff1a; 我们需要根据k的大小把链表向右移动对应次数&#xff0c;并返回移动后的链表的头结点指针 思路&#xff1a; 根据提示中的数据大小我们发现&#xff1a;k的值可以远大于节点数。 也就是说我们对链表的操作存在周期&#xff0c;如果k%len0&#xff0c;说明我们…

新月军事战略分析系统使用手册

新月人物传记&#xff1a; 人物传记之新月篇-CSDN博客 相关故事链接&#xff1a;星际智慧农业系统&#xff08;SAS&#xff09;&#xff0c;智慧农业的未来篇章-CSDN博客 “新月智能武器系统”CIWS&#xff0c;开启智能武器的新纪元-CSDN博客 “新月之智”智能战术头盔系统&…

金山打字游戏2010绿色版,Win7-11可用DxWnd完美运行

金山打字游戏2010绿色版&#xff0c;Win7-11可用DxWnd完美运行 链接&#xff1a;https://pan.xunlei.com/s/VOIAYCzmkbDfdASGJa_uLjquA1?pwd67vw# 进入游戏后&#xff0c;如果输入不了英文字母&#xff08;很可能是中文输入状态&#xff09;&#xff0c;就按一下“Shift”键…

99,[7] buuctf web [羊城杯2020]easyphp

进入靶场 <?php// 使用 scandir 函数扫描当前目录&#xff08;即脚本所在目录&#xff09;下的所有文件和文件夹// 该函数会返回一个包含目录下所有文件和文件夹名称的数组$files scandir(./); // 遍历扫描得到的文件和文件夹名称数组foreach($files as $file) {// 使用 …

Hot100之图论

200岛屿数量 题目 思路解析 把访问过的格子插上棋子 思想是先污染再治理&#xff0c;我们有一个inArea&#xff08;&#xff09;函数&#xff0c;是判断是否出界了 我们先dfs&#xff08;&#xff09;放各个方向遍历&#xff0c;然后我们再把这个位置标为0 我们岛屿是连着…

html中的表格属性以及合并操作

表格用table定义&#xff0c;标签标题用caption标签定义&#xff1b;用tr定义表格的若干行&#xff1b;用td定义若干个单元格&#xff1b;&#xff08;当单元格是表头时&#xff0c;用th标签定义&#xff09;&#xff08;th标签会略粗于td标签&#xff09; table的整体外观取决…

LabVIEW如何有效地进行数据采集?

数据采集&#xff08;DAQ&#xff09;是许多工程项目中的核心环节&#xff0c;无论是测试、监控还是控制系统&#xff0c;准确、高效的数据采集都是至关重要的。LabVIEW作为一个图形化编程环境&#xff0c;提供了丰富的功能来实现数据采集&#xff0c;确保数据的实时性与可靠性…

进阶数据结构——双向循环链表

目录 前言一、定义与结构二、特点与优势三、基本操作四、应用场景五、实现复杂度六、动态图解七、代码模版&#xff08;c&#xff09;八、经典例题九、总结结语 前言 这一期我们学习双向循环链表。双向循环链表不同于单链表&#xff0c;双向循环链表是一种特殊的数据结构&…

S4 HANA明确税金汇差科目(OBYY)

本文主要介绍在S4 HANA OP中明确税金汇差科目(OBYY)相关设置。具体请参照如下内容&#xff1a; 1. 明确税金汇差科目(OBYY) 以上配置点定义了在外币挂账时&#xff0c;当凭证抬头汇率和税金行项目汇率不一致时&#xff0c;造成的差异金额进入哪个科目。此类情况只发生在FB60/F…