你知道 GO 中的 协程可以无止境的开吗?

xdm , 不知道你们是否有使用过 defer ,这种语法在是 go 特有的,用起来真是爽的不要不要的

很多时候,我们在使用一些新东西,出现一些莫名其妙的现象或者是结果的时候,我们总会认为,这个东西不友好, 这个东西好坑,好奇怪

其实我们是要弄明白其中的注意点,原理,当出现所谓的奇怪现象的时候,处理起来就会得心应手得多

xdm,这里准备了如下注意事项,请查收

案例 1

这里先统一说明一下 defer 是干什么的?

是 GO 中的一个关键字

这个关键字,我们一般用在释放资源,在 return 前会调用他

如果程序中有多个 defer ,defer 的调用顺序是按照类似的方式,后进先出 LIFO的 , 具体的 defer 实现原理可以查看我的历史文章 GO 中 defer的实现原理

先来看一个 demo,猜一猜他的输出是什么?

写一个 defer 和 defer 在一起的 输入输出顺序 demo

  • 简单写 4 个函数,分别应用到 defer 上
func test1() {
    fmt.Println("test 1")
}
func test2() {
    fmt.Println("test 2")
}
func test3() {
    fmt.Println("test 3")
}
func test4() {
    fmt.Println("test 4")
}
func main() {
    defer test1()
    defer test2()
    defer test3()
    defer test4()
}

运行上述代码,我们期望的结果是什么呢?

test 1
test 2
test 3
test 4

还是

test 4
test 3
test 2
test 1

小伙伴们感兴趣的可以运行一下,结果是 第二种,defer 我们可以理解为是一个入栈操作,先进后出

入栈 : test1(),test2(),test3(),test4()

出栈 : test4(),test3(),test2(),test1()

案例 2

上面我们知道 defer 和 defer 的顺序是按照栈的顺序来,那么我们下面来看看 defer 和 return 的顺序又是什么样子的 ?

  • 简单写 一个用于 return 的函数和 用于 defer 的函数
func testDefer() {
    fmt.Println("testDefer")
}
func testReturn() int {
    fmt.Println("testReturn")
    return 1
}
func myTest() int {
    defer testDefer()
    return testReturn()
}
func main() {
    myTest()
}

再来猜测一下上述编码会是如何执行的呢

是这样的吗?

testDefer
testReturn

还是这样的 ?

testReturn
testDefer

结果仍然是第二种,通过上述编码我们可以看出来 defer 后面的语句 是晚执行的, return 后面的语句是先执行的

那么如果是 多个 defer 和 return 放在一起呢?

xdm ,咱们举一反三了,那肯定还是 return 先执行,defer 按照栈的顺序执行

案例 3

这个案例咱们加上简单的计算,看看效果如何

  • 简单些一下带有计算的 defer
func testDefer(num int)(res int){

    defer func(){
        res = num + 3
    }()

    return num
}

func main(){

    res := testDefer(5)
    fmt.Println(res)
}

上述编码运行后会是什么效果呢

是 5 吗? 是 8 吗?反正肯定不是 3 吧

思考一下,按照上面案例 1 的逻辑,结果是 8

老铁,没毛病, num 通过 testDefer 函数传值,赋值 为 5 ,return num 的时候,返回值是 5,再执行 defer 语句, 5+3 就是 8

好了,今天就到这里,感兴趣的朋友也可以玩起来

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好了,本次就到这里

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GO语言天生高并发的语言,那么是不是使用 go 开辟协程越多越好的,那么在 go 里面,协程是不是可以开无限多个呢?

那么我们就一起来看看尝试写写 demo 吧

尝试开辟尽可能多的 协程

写一个 demo ,循环开 1 << 31 - 1 个协程看看会是什么效果

func main() {
    goroutineNum := math.MaxInt32

    for i := 0; i < goroutineNum; i++ {
        go func(i int) {
            fmt.Println(" i == ", i, "func == ", runtime.NumGoroutine())
        }(i)
    }
}

执行后,我人都傻了,直接是没有输出,2 核 1 G 的服务器直接卡死 , 感兴趣的 xdm 可以尝试一波

这里说一下,出现上述现象的原因是:

我们迅速的疯狂开辟协程,又不控制并发数量,那么在那段很短的时间里面,go 程序会尽可能多的占用操作系统资源,直到被操作系统主动杀掉

一旦主协程被杀掉,那么其他的协程也全部 game over , 因为他们占用的资源是用户态的共享资源,一个协程挂掉,是会影响到其他协程的

尝试控制协程数量

咱们实现的方法是,使用 channel ,设置 channel 的缓冲个数来控制实际并发的协程个数,一起来看看是否有效果

func processGo(i int, ch chan struct{}) {
    fmt.Println(" i == ", i, "func == ", runtime.NumGoroutine())
    <-ch
}

func main() {
    goroutineNum := math.MaxInt32

    ch := make(chan struct{}, 5)

    for i := 0; i < goroutineNum; i++ {
        ch <- struct{}{}
        go processGo(i, ch)

    }
}

效果见如下截图,由于数据打印太长,如下为部分数据

这里我们可以看到,加入并发控制后,效果还是很明显的,至少我的服务器不会被卡死了

通过打印我们可以看出来,总共 6 个协程,其中有 5 个是子协程,1 个是主协程

我们这里,使用 channel 的方式来控制并发,go 协程的创建速度 依赖于 for 循环的速度,而 for 循环的速度是被 channel 控制住了 ,channel 的速度实际上又被实际处理事情的协程的处理速度控制着,因此,我们可以保证在同一个时间内,并发运行的协程总共是 6 个

但是这就够了么, nonono , 我们可以再来看一个例子

  • 我们设置在循环的个数为 10 ,比刚才的值小了很多,代码逻辑保持一致
func main() {
    goroutineNum := 10

    ch := make(chan struct{}, 5)

    for i := 0; i < goroutineNum; i++ {
        ch <- struct{}{}
        go processGo(i, ch)

    }
}

执行程序看效果

# go run main.go
 i ==  4 func ==  6
 i ==  5 func ==  6
 i ==  6 func ==  6
 i ==  7 func ==  6
 i ==  8 func ==  6

我们发现输出并不是我们想要的 , 出现这个的原因是主协程 循环 10 次完毕之后,就会马上退出程序,进而子协程也随之退出,这个问题需要解决

尝试加入 sync 同步机制,让主协程等一下子协程

之前我们有分享到 go 中的一个知识点,可以使用 sync 来一起控制同步 , 就是使用 sync.WaitGroup ,不知道 xdm 是否还记得,不记得没关系,咱们今天再使用一遍,看看效果

  • 加入 sync 机制,循环的时候,需要开辟协程时,则 sync.Add
  • 协程结束的时候,sync.Done
  • 主协程循环完毕之后,等待子协程完成自己的事情,使用 sync.Wait
func processGo(i int, ch chan struct{}) {
    fmt.Println(" i == ", i, "func == ", runtime.NumGoroutine())
    <-ch
    wg.Done()
}

var wg = sync.WaitGroup{}

func main() {
    goroutineNum := 10

    ch := make(chan struct{}, 5)

    for i := 0; i < goroutineNum; i++ {
        ch <- struct{}{}
        wg.Add(1)
        go processGo(i, ch)

    }

    wg.Wait()
}

上述代码中,我们可以简单理解 sync 的使用, sync.Add 就是添加需要等待多少个子协程结束, sync.Done 就是当前的子协程结束了,减去 1 个协程, sync.Wait 就是等待 子协程的个数最终变成 0 ,则认为子协程全部关闭

运行程序来查看效果

m# go run main.go
 i ==  4 func ==  6
 i ==  5 func ==  6
 i ==  6 func ==  6
 i ==  7 func ==  6
 i ==  8 func ==  6
 i ==  9 func ==  6
 i ==  0 func ==  5
 i ==  1 func ==  4
 i ==  2 func ==  3
 i ==  3 func ==  2

尝试做的更加可控一些更加优秀一些

我们可以思考一下,上面的逻辑是不停的有协程在创建,也不停的有协程在被销毁,这样还是很耗资源的,我们是否可以固定设置具体的协程在做事情,并且将发送数据和处理数据进行一个分离呢?

就类似于生产者和消费者一样

咱们来尝试写一个 demo

  • 专门写一个函数用于分发任务
  • 分发任务之前先开辟好对应的协程,等待任务进来
func processGo(i int, ch chan struct{}) {
    for data := range ch {
        fmt.Println(" i == ", data, "func == ", runtime.NumGoroutine())
        wg.Done()
    }
}

func distributeTask(ch chan struct{}) {
    wg.Add(1)
    ch <- struct{}{}
}

var wg = sync.WaitGroup{}

func main() {
    goroutineNum := 2
    taskNum := math.MaxInt32

    ch := make(chan struct{})

    // 先开辟好协程 等待处理数据
    for i := 0; i < goroutineNum; i++ {
        go processGo(i, ch)
    }

    // 分发事项
    for i := 0; i < taskNum; i++ {
        distributeTask(ch)
    }

    wg.Wait()
}

此处使用 sync 控制的同步,可以说是 对应的是任务数量, 主协程是等待所有分发的任务数都被完成了,主协程才关闭程序

执行程序查看效果

 go run main.go

程序正常运行没有毛病,这样做的话,我们可以将分发任务和处理任务进行分离,还大大减少了不必要的协程切换

对于如上案例做一个比喻

channel + sync 的案例 :

最上面的第一种案例,就是相当于动态雇佣 5 个工人,有任务的时候,工人就上去做,做完了自己下岗就得了,反正我这里只容纳 5 个工人,且每个工人做完 1 个任务就得走

分发任务和处理数据的任务分离案例 :

最后的这个案例,就是固定的雇佣 2 个工人干活,项目经理就不停的扔任务进行来,这俩人就疯狂的干

xdm ,go 里面不能滥用协程,需要控制好 go 协程的数量

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好了,本次就到这里

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