Go并发编程

一、goroutine 和通道

在Go语言中，每一个并发执行的活动成为goroutine。通道则是每一个goroutine之间传递消息的工具。

1、Goroutine

在一个Go程序中，只有一个主Goroutine来调用main函数。生成新的goroutine也十分简单，例如有一个函数：f(), 只需在其前面加上go关键字即可将其作为并发程序执行。
例：

package mainimport ("fmt""time"
)func main() {n := 5//开启goroutinego f(n)for i := 0; i < n; i++ {fmt.Println("I am goroutine main()")time.Sleep(50 * time.Millisecond)}
}func f(n int) {for i := 0; i < n; i++ {fmt.Println("I am goroutine f()")time.Sleep(50 * time.Millisecond)}
}// sout:
// I am goroutine main()
// I am goroutine f()
// I am goroutine f()
// I am goroutine main()
// I am goroutine main()
// I am goroutine f()
// I am goroutine f()
// I am goroutine main()
// I am goroutine main()
// I am goroutine f()

虽然Go语言实现并发十分方便，但是如何实现goroutine之间的通信以及保证并发的安全性依然是一件有挑战的事。

2、通道(chan)

通道是goroutine之间的连接，让特定的值在各个goroutine之间传递。
使用make函数创建一个通道：ch := make(chan type, cap). type为ch传递值的类型，cap为通道的大小（同时能容纳多少值），type可以为任意类型。
通道对应操作（都存在阻塞）：

发送 ( $c h < - x$ ) x为对应类型的变量，ch为通道。（ch满了会存在阻塞）
接受( $x < - c h$ )x为对应类型的变量，ch为通道。（ch空了会存在阻塞）
关闭通道close(ch)（ch发送操作被禁止，接受操作被释放）

无缓冲通道： 通道只有一个元素，接受方和发送方会相互阻塞。
管道： 通道有多个chan元素，用来连接不同的goroutine，一个chan的输入是另一个chan的输入。
单向通道类型： 类型( $c han < - in t$ )为只能发送的通道，类型( $< - c hanin t$ )为只能接收的int类型通道。
缓冲通道： 有一个元素队列，一个cap大于1的通道类型。

注意细节：

chan变量默认值为nil，使用’=='时若二者是同一通道数据的引用时返回true。
若关闭后还有写操作会发生宕机panic，读取其零值故可将其作为开关使用。
操作 x,ok := <-ch （x为读取的值，ok为bool值，当ch被close时会返回false，故可以使用range来获取ch的值直到ch被close）。
select开关操作（关闭某一服务），利用select捕获通道关闭的信息，从而关闭对应的服务。
例：

	done := make(chan struct{})go func() {os.Stdin.Read(make([]byte, 1))close(done)}()loop:for {select {//捕获是否关闭。case <-done:fmt.Println("program end!")break loopdefault:fmt.Println("program runing!")}time.Sleep(1 * time.Second)}

一个爬虫案例，使用bfs方式爬取一个网页的所有url：

package gorunimport ("fmt""log""net/http""golang.org/x/net/html"
)func Catch() {//通道用来在goroutine之间传递结果worklist := make(chan []string)//计数器用来判断结束状态，关闭goroutinecnt := 0go func() {worklist <- []string{"http://bm.scs.gov.cn/pp/gkweb/core/web/ui/business/person/person_home.html"}}()cnt++//标记已遍历的url，防止重复的url被读取seen := make(map[string]bool)for ; cnt > 0; cnt-- {list := <-worklistfor _, link := range list {if !seen[link] {seen[link] = truecnt++//慢函数，用新的goroutine执行，提高效率。go func(link string) {//该处会不停地生成新的goroutineworklist <- crawl(link)}(link)}}}
}
//chan变量，利用其阻塞的特性，用于控制新增goroutine的数量
var token = make(chan struct{}, 20)// 在生成goroutine时做限制，控制生成的goroutine的数量
func crawl(url string) []string {fmt.Println(url)//获取token <- struct{}{}list, err := extract(url)//释放defer func() {<-token}()if err != nil {log.Println(err)}return list
}//分析网页中的html文件，搜索其中的url
func extract(url string) ([]string, error) {resp, err := http.Get(url)if err != nil {return nil, err}if resp.StatusCode != http.StatusOK {resp.Body.Close()return nil, fmt.Errorf("getting %s: %s", url, resp.Status)}doc, err := html.Parse(resp.Body)resp.Body.Close()if err != nil {return nil, fmt.Errorf("parse %s as html: %v", url, err)}var links []stringvisitNode := func(n *html.Node) {if n.Type == html.ElementNode && n.Data == "a" {for _, a := range n.Attr {if a.Key != "href" {continue}link, err := resp.Request.URL.Parse(a.Val)if err != nil {continue}links = append(links, link.String())}}}forEachNode(doc, visitNode, nil)return links, nil
}func forEachNode(n *html.Node, pre, post func(n *html.Node)) {if pre != nil {pre(n)}for c := n.FirstChild; c != nil; c = c.NextSibling {forEachNode(c, pre, post)}if post != nil {post(n)}
}