Go协作与抢占怎么实现
更新时间:2023-10-25前言:
在Go语言中,协作和抢占是实现并发的两种主要方式。协作是指多个goroutine之间通过通信进行协作,以达到数据共享和同步的目的。而抢占则是指在运行时调度中,由调度器主动中断正在执行的goroutine,并将执行机会交给其他等待执行的goroutine。本文将分别介绍Go语言中如何实现协作和抢占。
实现协作:
在Go语言中,可以通过使用通道(Channel)来实现goroutine之间的协作。通道是一种用于在goroutine之间传递数据的特殊类型,通过通道,一个goroutine可以将数据发送给另一个goroutine,并等待接收响应。通道提供了同步和数据共享的机制,可以确保在发送和接收操作完成之前,发送和接收的goroutine都被阻塞。
下面是一个使用通道实现协作的示例:
package main import "fmt" func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) { for j := range jobs { fmt.Println("worker", id, "processing job", j) results <- j * 2 } } func main() { jobs := make(chan int, 100) results := make(chan int, 100) // 启动三个goroutine进行工作 for w := 1; w <= 3; w++ { go worker(w, jobs, results) } // 发送任务给goroutine进行处理 for j := 1; j <= 9; j++ { jobs <- j } close(jobs) // 接收处理结果 for a := 1; a <= 9; a++ { <-results } }
在上述示例中,通过创建两个goroutine。一个用于发送任务,另一个用于接收处理结果。两个goroutine通过jobs和results通道进行通信。发送任务的goroutine将任务发送到jobs通道中,接收处理结果的goroutine从results通道中接收处理结果。
通过通道的使用,这两个goroutine在接收到任务或者处理结果之前都会被阻塞,从而实现了协作。
实现抢占:
Go语言调度器采用了一种称为抢先调度的策略,它会在某个goroutine阻塞或结束时,主动让出其执行权,并将执行机会交给等待执行的其他goroutine。这种抢占式调度机制确保了每个goroutine能够平等地获得执行的机会,并防止某个goroutine长时间占用CPU。
Go语言并发的抢占式调度机制是通过每个goroutine的调度点来实现的。当一个goroutine发生调度点时,调度器能够决定是否要抢占该goroutine。在Go语言中,调度点主要包括:
- 通道操作:发送和接收通道数据时,会发生调度点。
- 系统调用:当调用一些涉及底层操作系统的函数时,可能会产生调度点。
- 运行时间片结束:当一个goroutine运行的时间片用完时,会发生调度点。
- 主动调用runtime.Gosched()函数:该函数会主动让出当前goroutine的执行权。
下面是一个示例,演示在Go语言中如何实现抢占:
package main import ( "fmt" "runtime" "time" ) func main() { // 设置并发执行的最大CPU数目 runtime.GOMAXPROCS(1) // 定义一个计数器 counter := 0 // 定义一个无限循环 go func() { for { counter++ time.Sleep(time.Millisecond) } }() // 定义一个死循环 for { // 每隔一段时间输出计数器的值 fmt.Println("Counter:", counter) time.Sleep(time.Millisecond * 100) } }
在上述示例中,我们启动了两个goroutine。一个是一个无限循环,在每次循环中将计数器加1,并休眠1毫秒;另一个是一个死循环,每隔100毫秒输出一次计数器的值。由于我们将最大CPU数目设置为1,所以两个goroutine会交替获得执行的机会。
通过定时的休眠,无限循环的goroutine会将CPU使用权让给死循环的goroutine,从而实现了抢占。
总结:
通过使用通道实现协作和利用抢占机制可以实现在Go语言中的并发编程。
协作通过使用通道实现,可以通过通信来实现goroutine之间的数据共享和同步。通道提供了同步和阻塞的机制,保证了数据的安全性。
抢占则是指在运行时调度中,由调度器主动中断正在执行的goroutine,并将执行机会交给其他等待执行的goroutine。Go语言的调度器通过调度点来实现抢占,确保每个goroutine能够平等地获得执行的机会。
协作和抢占是Go语言中实现并发的两种重要方式,开发者可以根据具体需求选择适合的方式来实现并发编程。