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【go语言圣经1.6】

article 2025/3/18 0:03:37

目标

学习如何利用 Go 语言的 goroutine 和 channel 实现并发网络请求；

理解如何使用 io.Copy 进行流式数据传输，从而避免一次性申请大缓冲区；

掌握如何通过时间测量和错误传递来构建一个健壮、并发友好的网络请求程序。

总之学习Go 语言并发编程的基础，为探索更复杂的并发场景和高级特性打基础。

概念

要点（案例）

这段代码实现了一个并发网络请求程序，其核心目标是同时发起多个 HTTP 请求，并在所有请求结束后报告每个请求的响应大小以及耗时。整体设计思路包括：

并发执行：利用 Go 的 goroutine 机制同时发起多个网络请求，使程序总执行时间接近单个耗时最长的请求，而不是所有请求时间的总和。
结果同步：通过 channel 在各个 goroutine 与主函数之间传递结果，确保最后输出时不会出现输出交错的问题。
性能监控：通过记录程序开始时间和每个请求的耗时，直观地展示并发请求的效率。

主函数

func main() {
	start := time.Now() // 记录程序开始时间
	ch := make(chan string) // 建一个用于传递字符串的channel
	
	// 针对命令行传入的每个URL，启动一个新的goroutine并发执行fetch函数
	for _,url := range os.Args[1:] {
		go fetch(url, ch) // 使用go关键字启动goroutine
	}
	
	// 循环接收所有goroutine传回的结果，保证每个请求都被处理
   for range os.Args[1:] {
        fmt.Println(<-ch)         // 从channel中接收结果并打印
   }
   
   // 打印整个程序的耗时，单位为秒
   fmt.Printf("%.2fs elapsed\n", time.Since(start).Seconds())
	
}

goroutine：
- 是 Go 语言中轻量级的并发执行单元，可以理解为比线程更小的执行体。启动一个 goroutine 非常简单，只需在函数调用前加上 go 关键字。
  - go fetch(url, ch) 表示为每个 URL 启动一个新的并发执行实例，彼此之间互不干扰。
channel：
- 是一种用于不同 goroutine 之间通信的工具，通过发送和接收数据来进行同步。
- 本例中创建了一个 chan string，用于在各个并发任务与主函数之间传递结果。
- 发送（ch <- ...）和接收（<-ch）操作都是阻塞的，保证数据在通信过程中不会丢失或混乱。

并发函数fetch

func fetch(url string, ch chan<- string) {

	start := time.Now()
	
	// 发起HTTP GET请求
  resp, err := http.Get(url)
  if err != nil {
      ch <- fmt.Sprint(err)         // 出错时，将错误信息发送到channel中
      return
  }
  // 使用 io.Copy 将响应体拷贝到 ioutil.Discard（垃圾桶），只关心字节数
  nbytes, err := io.Copy(ioutil.Discard, resp.Body)
  resp.Body.Close()                 // 关闭响应体，防止资源泄露
  if err != nil {
      ch <- fmt.Sprintf("while reading %s: %v", url, err)
      return
  }

  // 计算本次请求的耗时
  secs := time.Since(start).Seconds()

  // 将(耗时、字节数、URL）发送到channel中
  ch <- fmt.Sprintf("%.2fs  %7d  %s", secs, nbytes, url)
  
	
}

ioutil.Discard：其实是一个实现了 io.Writer 接口的对象，它会丢弃写入的数据，相当于一个“黑洞”。这样做的目的是：我们只关心数据传输的字节数，而不需要保存数据本身。
与一次性将所有数据读取到一个缓冲区相比，io.Copy 会采用分块（chunk）的方式读取数据，这样能有效降低内存使用，尤其是在响应体较大的情况下。
将耗时、读取的字节数以及 URL 格式化为字符串，通过 channel 发送回主函数。这种方式使得各个并发任务的输出能在主函数中统一处理，避免多个 goroutine 同时输出导致的混乱。

语言特性

goroutine 的并发执行

每个 go fetch(url, ch) 都会在一个独立的执行流中运行，不会阻塞主函数。这意味着所有网络请求是同时进行的，程序总执行时间受限于最慢的请求，而不是所有请求的累加时间。

channel 的阻塞特性
- 发送阻塞：当一个 goroutine 试图发送数据到 channel 而没有接收者时，它会阻塞，直到有其他 goroutine 从 channel 接收数据。
- 接收阻塞：同理，接收操作在 channel 为空时会阻塞，直到有数据可取。
- 在本例中，主函数通过循环接收（<-ch）确保每个 fetch 的结果都被正确处理。这样既实现了任务同步，又避免了输出顺序混乱。
错误传递
- 每个 fetch 中的错误都会通过 channel 传递到主函数，这种方式使得错误处理集中且易于管理

总结与反思

并发执行实例：

指的是程序中可以同时运行的多个任务或执行单元。这些任务可以独立执行，共享程序的资源，并在某种程度上并行或交替运行。
goroutine：

是 Go 语言中用于实现并发执行的核心概念。它是一种轻量级的执行单元，由 Go 运行时调度管理，相比于传统的线程开销更低。每个 goroutine 都可以看作是一个并发执行实例，它们共同构成了程序的并发部分。
每个通过 go 关键字启动的函数调用就是一个 goroutine，也就是一个并发执行实例。Go 语言利用 goroutine 提供了简单而高效的并发模型，让你可以轻松启动成百上千的并发任务，而不必担心传统线程所带来的高昂开销。

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