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go语言实现三个并发 go语言为什么可以处理高并发

Go 语言极速入门13 - 实战项目之并发版爬虫

爬取器 fetcher 和解析器 parser 与之前相同,模型类也不变。

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注意:

见本小节文末分析。

Q1. 为什么在 scheduler 中每一个将 Request 添加到 chan 的任务都开启一个 Goroutine 来执行?

A:在 Go 语言学习9 - Channel 一节描述过,对于无缓冲的 channel, 如果两个 goroutine 没有同时准备好,通道会导致先执行发送或接收操作的 goroutine 阻塞等待 ,假设使用 s.workerChan - request 而不是 go func() { s.workerChan - request }() ,假设开启了 10 个 Worker Goroutine,这 10 个 goroutine 阻塞在 r := -in 阻塞等待获取 Request 上,假设 seeds 大于 10,例如 11,那么当 Engine 的这个循环执行到底 11 个的时候,将陷入等待

,因为所有的10个 Worker goroutine 此时都可能也处于等待中,即 in chan 没有接收方准备好接收数据,所以 engine 作为发送方也要阻塞等待;那么为什么10个 Worker goroutine 都会处于等待中呢?

因为10个 Worker Goroutine 都处理完了请求,并阻塞在 out - result ,由于 Engine 阻塞在 “将第11个 Request 发送到 in” 上,所以其无法进行后续的死循环去开启 result := -out ,到此为止,相互等待死锁形成!!!Engine 等待 Worker 准备好 r := -in ,而10个 Worker 等待 Engine 的 result := -out 。

当使用 go func() { s.workerChan - request }() 之后,Engine Goroutine 将不再阻塞,死锁等待被打破!!!

Q2. scheduler 方法为何使用指针接收者而不是值接收者?

A:在 Go 语言学习5 - 面向接口 中我们详细的介绍了什么时候使用指针接收者,什么时候使用值接收者,其中最重要的两条就是 “ 1. 如果要改变接收者内部的属性值,必须使用指针接收者,因为值接收者是对接收者副本的操作;2. 如果 struct 内一个方法是指针接收者,那么其全部方法都是用指针接收者 ”,在 scheduler 中,我们要将外界的 in chan 赋值给 scheduler 的 workChann,所以需要改变 workChann 的值,需要使用指针接收者。

go语言--Goroutines

1、goroutine:在go语言中,每一个并发的执行单元叫做goroutine,如果一个程序中包含多个goroutine,对两个函数的调用则可能发生在同一时刻

2、main goroutine:当一个程序启动时,其主函数即在一个单独的goroutine中运行,我们叫他为main gorountine

3、go goroutine:新的goroutine会用go语句来创建,go+函数名,go语句会使其语句中的函数在一新创建的goroutine中运行,而go语句本身会迅速地完成

4、goroutine的退出:主函数返回时,所有的goroutine都会被直接打断,程序退出,除了从主函数退出或者终止程序之外,没有其他方法能够让一个goroutine来打断另一个的执行,但是可以通过另一种方式来实现这个目的,通过goroutine之间的通信来让一个goroutine请求其他的goroutine,并让请求的goroutine自行结束执行

Go语言的应用

Go语言由Google公司开发,并于2009年开源,相比Java/Python/C等语言,Go尤其擅长并发编程,性能堪比C语言,开发效率肩比Python,被誉为“21世纪的C语言”。

Go语言在云计算、大数据、微服务、高并发领域应用应用非常广泛。BAT大厂正在把Go作为新项目开发的首选语言。

Go语言应用范围:

1、服务端开发:以前你使用C或者C++做的那些事情,用Go来做很合适,例如日志处理、文件系统、监控系统等;

2、DevOps:运维生态中的Docker、K8s、prometheus、grafana、open-falcon等都是使用Go语言开发;

3、网络编程:大量优秀的Web框架如Echo、Gin、Iris、beego等,而且Go内置的 net/http包十分的优秀;

4、Paas云平台领域:Kubernetes和Docker Swarm等;

5、分布式存储领域:etcd、Groupcache、TiDB、Cockroachdb、Influxdb等;

6、区块链领域:区块链里面有两个明星项目以太坊和fabric都使用Go语言;

7、容器虚拟化:大名鼎鼎的Docker就是使用Go语言实现的;

8、爬虫及大数据:Go语言天生支持并发,所以十分适合编写分布式爬虫及大数据处理。

Go CSP并发模型

Go的CSP并发模型

Go实现了两种并发形式。第一种是大家普遍认知的:多线程共享内存。其实就是Java或者C++等语言中的多线程开发。另外一种是Go语言特有的,也是Go语言推荐的:CSP(communicating sequential processes)并发模型。

CSP 是 Communicating Sequential Process 的简称,中文可以叫做通信顺序进程,是一种并发编程模型,由 Tony Hoare 于 1977 年提出。简单来说,CSP 模型由并发执行的实体(线程或者进程)所组成,实体之间通过发送消息进行通信,这里发送消息时使用的就是通道,或者叫 channel。CSP 模型的关键是关注 channel,而不关注发送消息的实体。 Go 语言实现了 CSP 部分理论 。

“ 不要以共享内存的方式来通信,相反, 要通过通信来共享内存。”

Go的CSP并发模型,是通过 goroutine和channel 来实现的。

goroutine 是Go语言中并发的执行单位。其实就是协程。

channel是Go语言中各个并发结构体(goroutine)之前的通信机制。 通俗的讲,就是各个goroutine之间通信的”管道“,有点类似于Linux中的管道。

Channel

Goroutine

Go语言——goroutine并发模型

参考:

Goroutine并发调度模型深度解析手撸一个协程池

Golang 的 goroutine 是如何实现的?

Golang - 调度剖析【第二部分】

OS线程初始栈为2MB。Go语言中,每个goroutine采用动态扩容方式,初始2KB,按需增长,最大1G。此外GC会收缩栈空间。

BTW,增长扩容都是有代价的,需要copy数据到新的stack,所以初始2KB可能有些性能问题。

更多关于stack的内容,可以参见大佬的文章。 聊一聊goroutine stack

用户线程的调度以及生命周期管理都是用户层面,Go语言自己实现的,不借助OS系统调用,减少系统资源消耗。

Go语言采用两级线程模型,即用户线程与内核线程KSE(kernel scheduling entity)是M:N的。最终goroutine还是会交给OS线程执行,但是需要一个中介,提供上下文。这就是G-M-P模型

Go调度器有两个不同的运行队列:

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go调度器根据事件进行上下文切换。

调度的目的就是防止M堵塞,空闲,系统进程切换。

详见 Golang - 调度剖析【第二部分】

Linux可以通过epoll实现网络调用,统称网络轮询器N(Net Poller)。

文件IO操作

上面都是防止M堵塞,任务窃取是防止M空闲

每个M都有一个特殊的G,g0。用于执行调度,gc,栈管理等任务,所以g0的栈称为调度栈。g0的栈不会自动增长,不会被gc,来自os线程的栈。

go1.10\src\runtime\proc.go

G没办法自己运行,必须通过M运行

M通过通过调度,执行G

从M挂载P的runq中找到G,执行G


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