一文了解go 并发与并行-kb88凯时官网登录

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时间:2024-08-28
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go语言,由google的robert griesemer、rob pike和ken thompson于2009年开发,是一种静态类型、垃圾回收、多线程并发的编程语言。go语言的设计目标是简单、高效、易于使用。它的并发模型非常强大,可以轻松地处理大量并发任务,这使得go语言成为现代高性能并发应用的理想选择。

在go语言(golang)中,并发(concurrency)和并行(parallelism)是两个既有联系又有所区别的概念

并发(concurrency)

并发指的是在一段时间内,多个任务能够开始、执行和完成,这些任务在宏观上看起来是同时进行的,尽管在微观层面上它们可能并不是真正的同时执行。go语言通过goroutines(轻量级线程)和channels(用于goroutines间通信的安全通道)来支持高效率的并发编程。并发的重点在于任务的组织和管理,使得即使在单个cpu核心上,也能通过时间切片和任务调度,给予用户多个任务同时进行的错觉。

并行(parallelism)

并行则是指在物理上或逻辑上的多个处理器(或多核cpu)同时执行多个任务。当程序能够充分利用多核处理器的多个核心,使得不同的任务或任务的部分确实同时在不同的处理器上执行,这就是并行。go语言的运行时能够自动利用多核处理器,使得当有足够的goroutines需要运行时,它们可以被分配到不同的cpu核心上并行执行,从而提升程序的执行效率。

goroutine的实现原理

goroutine的实现原理主要依赖于go语言的运行时(runtime)和调度器(scheduler)。当我们创建一个goroutine时,运行时会为其分配一个独立的栈空间,并将其加入到调度器的运行队列中。调度器会根据goroutine的优先级和状态(运行、休眠、阻塞等)来调度它们的执行。

channel的实现原理

channel的实现原理主要依赖于go语言的运行时和内存模型。当我们创建一个channel时,运行时会为其分配一个缓冲区,用于存储数据。channel的读写操作是原子的,这意味着它们不会被中断。当一个goroutine向channel中写入数据时,运行时会将数据放入缓冲区,并通知其他goroutine。当一个goroutine从channel中读取数据时,运行时会从缓冲区中取出数据,并通知其他goroutine。

关系与区别

  • 区别:并发关注的是任务的执行方式和任务间的协作,能够在单核或多核环境下工作,不保证任务绝对同时执行。而并行关注的是任务的实际同时执行,需要多核环境来实现。
  • 联系:并发是并行的基础,没有并发就没有并行。并发使得程序能够在逻辑上分解为多个独立执行的单元,而并行则是在硬件层面实现这些单元的同时执行,从而达到更高的性能。 
for i := 1; i <= 10; i   {
	go func() {
		fmt.println("123")
	}()
}

 这段代码展示了go语言中并发的特性。for循环与通过go关键字启动的goroutines之间是并发执行的。具体分析如下:

  • 并发性: 当for循环每次迭代时,它都会启动一个新的goroutine并通过go func() {...}()表达式。这意味着循环继续进行下一次迭代时,刚启动的goroutine几乎立刻开始执行,无需等待前一个goroutine完成。因此,这些goroutine的执行是并发的——它们的执行在时间上重叠,不过实际的执行顺序取决于go运行时的调度策略和可用的处理器核心。

  • 并行性: 是否并行执行(即是否同时在多个处理器核心上执行)则取决于运行时环境和当前系统的负载。如果系统有多个处理器核心且goroutines的数量足够多以至于它们不能全部在一个核心上高效执行,go的调度器可能会将这些goroutine分布在不同的核心上并行执行。然而,对于这段特定的代码,由于goroutine内的工作非常轻(仅打印一个空字符串),并行收益不大,甚至可能全部在一个核心上顺序快速执行完,因为启动goroutine和打印操作都非常快。

总结来说,这段代码展示了并发执行,而并行性取决于运行时的具体情况,但就这个简单的示例而言,并行效果可能不明显。

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