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Partage de conseils pratiques pour la programmation concurrente en Golang : faire jouer pleinement les avantages des Goroutines

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Libérer： 2023-07-19 12:43:48

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Partage de conseils pratiques pour la programmation simultanée en Golang : exploitez pleinement les avantages de Goroutines

En langage Go, Goroutines est une implémentation de thread légère, ce qui rend la programmation simultanée très simple et efficace. En tirant pleinement parti des avantages des Goroutines, nous pouvons mieux utiliser les processeurs multicœurs et améliorer les performances et le débit des programmes. Cet article partagera quelques conseils pratiques pour vous aider à mieux utiliser Goroutines pour la programmation simultanée.

1. Solutions aux problèmes de concurrence

En programmation simultanée, le problème le plus courant est l'accès simultané aux ressources partagées. Pour résoudre ce problème, nous pouvons utiliser un mutex ou un canal pour protéger l'accès aux ressources partagées.

Verrouillage Mutex

Le verrouillage Mutex peut garantir qu'un seul Goroutine peut accéder aux ressources partagées en même temps, et que les autres Goroutines doivent attendre que le verrou soit libéré avant de pouvoir y accéder. Voici un exemple de code simple :

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    counter int
    mutex   sync.Mutex
    wg      sync.WaitGroup
)

func main() {
    wg.Add(2)
    go increment(1)
    go increment(2)
    wg.Wait()
    fmt.Println("counter:", counter)
}

func increment(id int) {
    defer wg.Done()

    for i := 0; i < 100000; i++ {
        mutex.Lock()
        counter++
        mutex.Unlock()
    }
}

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Dans le code ci-dessus, nous utilisons sync.Mutex pour créer un verrou mutex. Dans la fonction increment, avant chaque modification de la ressource partagée counter, on appelle d'abord la méthode Lock pour verrouiller le mutex, puis on appelle < La méthode code>Déverrouiller se déverrouille. Cela garantit qu'un seul Goroutine modifie le counter en même temps. sync.Mutex来创建了一个互斥锁。在increment函数中，每次对共享资源counter进行修改之前，我们先调用Lock方法锁定互斥锁，然后再调用Unlock方法解锁。这样可以保证同时只有一个Goroutine在修改counter。

通道

通道是一种可以用于在Goroutines之间进行通信的数据结构，它可以实现同步和传递数据。通过通道，我们可以安全地共享资源的访问，避免竞态条件。

下面是一个使用通道的示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var (
    counter int
    wg      sync.WaitGroup
)

func main() {
    ch := make(chan int)
    wg.Add(2)
    go increment(1, ch)
    go increment(2, ch)
    wg.Wait()
    close(ch)
    
    for count := range ch {
        counter += count
    }
    
    fmt.Println("counter:", counter)
}

func increment(id int, ch chan int) {
    defer wg.Done()

    for i := 0; i < 100000; i++ {
        ch <- 1
    }
}

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在上面的代码中，我们创建了一个有缓冲的通道ch，通过通道传递整数值1。在increment函数中，我们在每次迭代中，将一个1发送到通道ch中。在main函数中，我们使用range来从通道中接收整数值，然后累加到counter中。

二、避免Goroutine泄漏

在并发编程中，Goroutine泄漏是一种常见的问题。如果Goroutine创建后没有得到正确地关闭，会导致资源的浪费和性能的下降。

为了避免Goroutine泄漏，我们可以使用context包来进行协程控制和取消。下面是示例代码：

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    ctx := context.Background()
    ctx, cancel := context.WithCancel(ctx)

    wg.Add(1)
    go worker(ctx)

    time.Sleep(3 * time.Second)
    cancel()

    wg.Wait()
    fmt.Println("main function exit")
}

func worker(ctx context.Context) {
    defer wg.Done()

    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println("worker cancelled")
            return
        default:
            fmt.Println("worker is running")
        }

        time.Sleep(1 * time.Second)
    }
}

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在上面的代码中，我们使用context.Background和context.WithCancel创建了一个带有取消功能的上下文。在main函数中，我们启动了一个Goroutine来执行worker函数，并传递了上下文。在worker函数中，我们通过不断监听上下文的取消信号来判断是否需要退出。一旦收到取消信号，我们就关闭Goroutine，并输出相应的日志。

通过使用context包，我们可以更好地控制Goroutine的生命周期和资源的释放，避免了Goroutine泄漏。

三、并行执行任务

在实际的应用中，我们经常需要并行执行多个任务，然后等待所有任务完成后再进行下一步操作。这时，我们可以使用sync.WaitGroup和channel来实现。

下面是一个并行执行任务的示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

var wg sync.WaitGroup

func main() {
    tasks := make(chan int, 10)
    wg.Add(3)

    go worker(1, tasks)
    go worker(2, tasks)
    go worker(3, tasks)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        tasks <- i
    }

    close(tasks)
    wg.Wait()
    fmt.Println("all tasks done")
}

func worker(id int, tasks chan int) {
    defer wg.Done()

    for task := range tasks {
        fmt.Printf("worker %d: processing task %d
", id, task)
    }
}

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在上面的代码中，我们创建了一个缓冲为10的通道tasks，然后启动了3个Goroutine来执行worker函数。在main函数中，我们通过循环将10个任务发送到通道中，然后关闭通道。在worker函数中，我们从通道中取出任务，并输出相应的日志。

通过并行执行任务，我们可以充分利用多核处理器，加快程序的执行速度。

总结

通过充分发挥Goroutines的优势，我们可以更好地进行并发编程。在解决共享资源并发访问问题时，我们可以使用互斥锁或通道来保护共享资源的访问。同时，我们也需要注意避免Goroutine泄漏，合理控制Goroutine的生命周期和资源的释放。在需要并行执行任务时，我们可以使用sync.WaitGroup和channel

ch

increment

ch

main

range

compteur

context

context.Background

context.WithCancel

main

worker

context