Goroutine （并发）

并发指的是多个任务被（一个）cpu 轮流切换执行，在 Go 语言里面主要用 goroutine （协程）来实现并发，类似于其他语言中的线程（绿色线程）。

语法

  1. go f(x, y, z)

具体例子

首先我们看一个例子：

  1. package main
  3. import (
  4.     "log"
  5.     "time"
  6. )
  8. func doSomething(id int) {
  9.     log.Printf("before do job:(%d) \n", id)
  10.     time.Sleep(3 * time.Second)
  11.     log.Printf("after do job:(%d) \n", id)
  12. }
  14. func main() {
  15.     doSomething(1)
  16.     doSomething(2)
  17.     doSomething(3)
  18. }

输出结果为：

  1. 2018/03/16 12:13:20 before do job:(1)
  2. 2018/03/16 12:13:23 after do job:(1)
  3. 2018/03/16 12:13:23 before do job:(2)
  4. 2018/03/16 12:13:26 after do job:(2)
  5. 2018/03/16 12:13:26 before do job:(3)
  6. 2018/03/16 12:13:29 after do job:(3)

可以看到执行完结果总共耗时 9 秒，每个任务是阻塞的。

我们可以使用 goroutine 并发执行任务，从而整体加快速度，下面是使用 goroutine 改进的代码：

  1. package main
  3. import (
  4.     "log"
  5.     "time"
  6. )
  8. func doSomething(id int) {
  9.     log.Printf("before do job:(%d) \n", id)
  10.     time.Sleep(3 * time.Second)
  11.     log.Printf("after do job:(%d) \n", id)
  12. }
  14. func main() {
  15.     go doSomething(1)
  16.     go doSomething(2)
  17.     go doSomething(3)
  18. }

当运行代码的时候，会发现没有任何输出。

这是因为我们的 main() 函数其实也是在一个 goroutine 中执行，但是 main() 执行完毕后，其他三个 goroutine 还没开始执行，所以就无法看到输出结果。

为了看到输出结果，我们可以使用 time.Sleep() 方法让 main() 函数延迟结束，例如：

  1. package main
  3. import (
  4.     "log"
  5.     "time"
  6. )
  8. func doSomething(id int) {
  9.     log.Printf("before do job:(%d) \n", id)
  10.     time.Sleep(3 * time.Second)
  11.     log.Printf("after do job:(%d) \n", id)
  12. }
  14. func main() {
  15.     go doSomething(1)
  16.     go doSomething(2)
  17.     go doSomething(3)
  18.     time.Sleep(4 * time.Second)
  19. }

输出结果为：

  1. 2018/03/16 12:24:23 before do job:(2)
  2. 2018/03/16 12:24:23 before do job:(1)
  3. 2018/03/16 12:24:23 before do job:(3)
  4. 2018/03/16 12:24:26 after do job:(3)
  5. 2018/03/16 12:24:26 after do job:(2)
  6. 2018/03/16 12:24:26 after do job:(1)

可以看到，执行完所有任务从原本的 9 秒下降到 3 秒，大大提高了我们的效率，根据打印输出结果还可以看出：

  • 多个 goroutine 的执行是随机。
  • 对于 IO 密集型任务特别有效，比如文件，网络读写。

使用 sync.WaitGroup 实现同步

上面例子中，其实我们还可以使用 sync.WaitGroup 来等待所有的 goroutine 结束，从而实现并发的同步，这比使用 time.Sleep() 更加优雅，例如：

  1. package main
  3. import (
  4.     "log"
  5.     "sync"
  6.     "time"
  7. )
  9. func doSomething(id int, wg *sync.WaitGroup) {
  10.     defer wg.Done()
  12.     log.Printf("before do job:(%d) \n", id)
  13.     time.Sleep(3 * time.Second)
  14.     log.Printf("after do job:(%d) \n", id)
  15. }
  17. func main() {
  18.     var wg sync.WaitGroup
  19.     wg.Add(3)
  21.     go doSomething(1, &wg)
  22.     go doSomething(2, &wg)
  23.     go doSomething(3, &wg)
  25.     wg.Wait()
  26.     log.Printf("finish all jobs\n")
  27. }

运行代码输出结果为：

  1. 2018/03/16 13:56:09 before do job:(1)
  2. 2018/03/16 13:56:09 before do job:(3)
  3. 2018/03/16 13:56:09 before do job:(2)
  4. 2018/03/16 13:56:12 after do job:(1)
  5. 2018/03/16 13:56:12 after do job:(2)
  6. 2018/03/16 13:56:12 after do job:(3)
  7. 2018/03/16 13:56:12 finish all jobs

一个小坑

我们一起来猜猜，下面一段代码运行结果是什么？

  1. package main
  3. import (
  4.     "fmt"
  5.     "time"
  6. )
  8. func main() {
  9.     for i := 0; i < 3; i++ {
  10.         go func() {
  11.             fmt.Println(i)
  12.         }()
  13.     }
  15.     time.Sleep(1 * time.Second)
  16. }

运行代码，输出结果为:

  1. 3
  2. 3
  3. 3

我们想要的是随机打印 0,1,2，但实际输出结果和我们预期不一致，这是原因：

  1. 所有 goroutine 代码片段中的 i 是同一个变量，待循环结束的时候，它的值为 3。
  2. main() 循环结束后才开始并发执行的新生成的 goroutine。

修复方法：

  1. package main
  3. import (
  4.     "fmt"
  5.     "time"
  6. )
  8. func main() {
  9.     for i := 0; i < 3; i++ {
  10.         go func(v int) {
  11.             fmt.Println(v)
  12.         }(i)
  13.     }
  15.     time.Sleep(1 * time.Second)
  16. }

我们可以通过方法传参的方式，将 i 的值拷贝到新的变量 v 中，而在每一个 goroutine 都对应了一个属于自己作用域的 v 变量，所以最终打印结果为随机的 0,1,2。