Go語言中並發與並行的差異探究

Go語言中並發和並行的差異探究

在Go語言中，經常會聽到並發（concurrency）和並行（parallelism）這兩個概念。雖然這兩個詞經常被混淆使用，但它們其實有著不同的意義。本文將探討在Go語言中並發和並行的差異，並結合具體的程式碼範例來說明它們之間的差異。

首先，讓我們來看看並發和並行的定義：

• 並發（concurrency）指的是在一個時間段內處理多個任務，這些任務之間可能並不是同時進行，而是交替進行，以提高系統的響應性和效率。
• 並行（parallelism）指的是同時處理多個任務，這些任務真正地同時運行在多個處理器上，以實現更快的處理速度。

在Go語言中，透過goroutine來實現並發。 goroutine是Go語言中的輕量級線程，由Go語言的運行時系統調度，能夠在單一線程上實現並發執行。透過關鍵字go可以建立一個goroutine，使函數在一個獨立的goroutine中執行。

讓我們透過一個簡單的範例來說明並發和並行的區別：

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "time"
)

func task(id int) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Printf("Task %d: %d
", id, i)
        time.Sleep(time.Millisecond * 100)
    }
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(2) // 设置使用的最大CPU核心数

    go task(1)
    go task(2)

    time.Sleep(time.Second)
}

在上面的程式碼中，我們定義了兩個函數task，每個函數列印5次任務的訊息，並在每次列印後暫停100毫秒。在main函數中，我們透過go關鍵字啟動了兩個goroutine來執行這兩個任務函數。最後，透過time.Sleep函數等待1秒鐘，確保兩個goroutine足夠時間執行完畢。

透過運行以上程式碼，我們可以看到兩個goroutine的任務交替執行，而不是同時執行。這就是並發的概念，儘管任務在同一個執行緒上交替執行，但在時間上感覺上是並行的，因為它們幾乎同時發生。

為了實現並行，我們可以將程式碼進行一些調整：

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func task(id int) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Printf("Task %d: %d
", id, i)
    }
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(2) // 设置使用的最大CPU核心数

    go task(1)
    go task(2)

    // 等待任务完成
    fmt.Scanln()
}

在這個修改後的程式碼中，我們去除了任務函數中的時間暫停，並透過fmt. Scanln()函數讓程式等待使用者的輸入。這樣兩個goroutine的任務將真正地同時執行，因為它們沒有透過時間暫停被阻塞，這就實現了並行的效果。

透過這個範例，我們可以清楚地看到並發和並行的差異。並發是透過在單執行緒上交替執行多個任務來提高效率，而並行則是真正地同時執行多個任務在多個處理器上。在Go語言中，透過goroutine和GOMAXPROCS函數可以方便地實現並發和並行。

總的來說，掌握並發和平行的概念對於理解並發程式設計在Go語言中的應用至關重要。只有深入理解這兩者的區別，才能更好地利用Go語言的特性來編寫高效的並發程式。

透過本文的探究，希望讀者對Go語言中並發和並行的概念有了更清晰的認識，也能夠透過具體的程式碼範例加深對這兩個概念的理解。在實際的Go語言程式設計中，靈活運用並發和平行技術，將有助於提升程式的效能和效率。

以上是Go語言中並發與並行的差異探究的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！