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Go语言管道1

article 2024/11/13 14:46:58

本篇文章主要介绍Go语言无缓冲管道和有缓冲管道概念，特点及其使用示例。

无缓冲通道

有缓冲的管道

语法

特点

代码示例

未分配空间示例

读取次数不一致示例

For-range遍历

总结

无缓冲通道

sync.RWMutex{}

当涉及到多go程时，c语言使用互斥量，上锁来保持资源同步，免资源竞争问题

go语言也支持这种方式，但是go语言更好的解决方案是使用管道、通道

使用管道不需要我们去进行加解锁

A 往管道里面写数据 B从管道里面读数据，go自动帮我们做好了数据同步。

示例如下：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   // 创建管道：创建一个装数字的管道 ==》 channel
   // strChan := make(chan string) // 装字符串的管道

   // 装数字的管道，使用管道的时候一定要make，同map一样，否则nil
   // 此时是无缓冲的管道
   numChan := make(chan int)

   // 创建两个go程，父写数据，子读数据
   go func() {
      for i := 0; i < 50; i++ {
         data := <-numChan
         fmt.Println("data:", data)
      }
   }()

   for i := 0; i < 50; i++ {
      // 向管道中写入数据
      numChan <- i
      fmt.Println("===> 主go程，写入数据：", i)
   }

   time.Sleep(5 * time.Second)
}

运行结果：

data: 0
===> 主go程，写入数据： 0
===> 主go程，写入数据： 1
data: 1
data: 2
===> 主go程，写入数据： 2
===> 主go程，写入数据： 3
data: 3
data: 4
===> 主go程，写入数据： 4
===> 主go程，写入数据： 5
data: 5
data: 6
===> 主go程，写入数据： 6
===> 主go程，写入数据： 7

写入和读取无规律，可能读在写的前面打印出来。

有缓冲的管道

语法

numsChan := make(chan int,10)

特点

1.当缓冲写满的时候，写阻塞，当被读取后，再恢复写入

2.当缓冲区读取完毕，读阻塞

3.如果管道没有使用make分配空间，那么管道默认是ni1的，读取、写入都会阻塞

4.对一个管道，读与写次数必须对等

代码示例

通过创建一个数字管道，主go程和一个子go程写入数据，另一个子go程读取数据。

需要注意写入数据的总条数与读取数据的总条数相等。

示例如下：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   // 有缓冲的管道
   numChan := make(chan int, 10)

   go func() {
      for i := 0; i < 50; i++ {
         // 从管道中读取数据
         data := <- numChan
         fmt.Println("子go程1 读取数据 ==》 data:", data)
      }
   }()

   go func() {
      for i := 0; i < 20; i++ {
         // 从管道中读取数据
         numChan <- i
         fmt.Println("子go程2 写入数据:", i)
      }
   }()

   for i := 20; i < 50; i++ {
      // 向管道中写入数据
      numChan <- i
      fmt.Println("===> 主go程，写入数据：", i)
   }

   time.Sleep(5 * time.Second)
}

运行结果：

===> 主go程，写入数据： 20
===> 主go程，写入数据： 21
===> 主go程，写入数据： 22
===> 主go程，写入数据： 23
===> 主go程，写入数据： 24
===> 主go程，写入数据： 25
子go程2 写入数据: 0
子go程2 写入数据: 1
子go程2 写入数据: 2
子go程2 写入数据: 3
===> 主go程，写入数据： 26
子go程1 读取数据 ==》 data: 20
子go程1 读取数据 ==》 data: 0
子go程1 读取数据 ==》 data: 21
子go程1 读取数据 ==》 data: 22
子go程1 读取数据 ==》 data: 23
子go程1 读取数据 ==》 data: 24
子go程1 读取数据 ==》 data: 25
子go程1 读取数据 ==》 data: 26
子go程1 读取数据 ==》 data: 1
子go程1 读取数据 ==》 data: 2

未分配空间示例

如果管道不分配空间直接使用，会怎么样呢？

示例如下：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {
   var names chan string // 默认是nil的
   go func() {
      fmt.Println("names:", names)
   }()

   names <- "hello world"
   time.Sleep(1 * time.Second)
}

运行结果：

$ go run 不分配空间.go
names: <nil>
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

解决方法进行分配空间

示例如下：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {

   //var names chan string // 默认是nil的
   names := make(chan string, 10)

   go func() {
      fmt.Println("names:", names)
   }()

   names <- "hello world" // 由于names是nil的，写操作会阻塞在这里
   time.Sleep(1 * time.Second)
}

读取次数不一致示例

读，当主程序被管道阻塞时，那么程序将锁死崩溃

要求我们一定要读写次数保持一致

示例如下：

package main

import (
   "fmt"
   "time"
)

func main() {

   numsChan1 := make(chan int, 20)

   //写
   go func() {
      for i := 0; i < 15; i++ {
         // 向管道中写入数据
         numsChan1 <- i
         fmt.Println("===> 子go程，写入数据：", i)
      }
   }()


   // 读
   for i := 0; i < 20; i++ {
      // 从管道中读取数据
      data := <- numsChan1
      fmt.Println("主go程 读取数据 ==》 data:", data)
   }

   time.Sleep(5 * time.Second)
}

当管道的读写次数不一致的时候

如果阻塞在主go程，那么程序会崩溃

如果阻塞在子go程，那么会出现内存泄漏

For-range遍历

避免出现读写不一致，直接使用for-range写法。

示例如下：

numsChan2 := make(chan int, 20)

//写
go func() {
   for i := 0; i < 15; i++ {
      // 向管道中写入数据
      numsChan2 <- i
      fmt.Println("===> 子go程，写入数据：", i)
   }
   fmt.Println("数据全部写入完毕，准备关闭管道")
   close(numsChan2)
}()


// 读
// 遍历管道时，只返回一个值
// for range并不知道管道是否已经写完了，所以会一直在这里等待
// 在写入端，将管道关闭，for range遍历关闭管道时，会退出
for v := range numsChan2{
   fmt.Println("读取数据：", v)
}

time.Sleep(5 * time.Second)