轉自：https://blog.csdn.net/huwh_/article/details/74858134
（一）併發基礎
1.概念
併發意味着程序在運行時有多個執行上下文，對應多個調用棧。
併發與並行的區別：
併發的主流實現模型：
實現模型 | 說明 | 特點 |
|---|---|---|
| 多進程 | 操作系統層面的併發模式 | 處理簡單，互不影響，但開銷大 |
| 多線程 | 系統層面的併發模式 | 有效，開銷較大，高併發時影響效率 |
| 基於回調的非阻塞/異步IO | 多用於高併發服務器開發中 | 編程複雜，開銷小 |
| 協程 | 用戶態線程，不需要操作系統搶佔調度，寄存於線程中 | 編程簡單，結構簡單，開銷極小，但需要語言的支持 |
共享內存系統：線程之間採用共享內存的方式通信，通過加鎖來避免死鎖或資源競爭。
消息傳遞系統：將線程間共享狀態封裝在消息中，通過發送消息來共享內存，而非通過共享內存來通信。
2.協程
執行體是個抽象的概念，在操作系統中分爲三個級別：進程（process），進程內的線程（thread），進程內的協程（coroutine，輕量級線程）。協程的數量級可達到上百萬個，進程和線程的數量級最多不超過一萬個。Go語言中的協程叫goroutine，Go標準庫提供的調用操作，IO操作都會出讓CPU給其他goroutine，讓協程間的切換管理不依賴系統的線程和進程，不依賴CPU的核心數量。
3.併發通信
併發編程的難度在於協調，協調需要通過通信，併發通信模型分爲共享數據和消息。共享數據即多個併發單元保持對同一個數據的引用，數據可以是內存數據塊，磁盤文件，網絡數據等。數據共享通過加鎖的方式來避免死鎖和資源競爭。Go語言則採取消息機制來通信，每個併發單元是獨立的個體，有獨立的變量，不同併發單元間這些變量不共享，每個併發單元的輸入輸出只通過消息的方式。
（二）goroutine
//定義調用體func Add(x,y int){ z:=x+y fmt.Println(z)}//go關鍵字執行調用，即會產生一個goroutine併發執行//當函數返回時，goroutine自動結束，如果有返回值,返回值會自動被丟棄go Add(1,1)//併發執行func main(){ for i:=0;i<10;i++{//主函數啓動了10個goroutine，然後返回，程序退出，並不會等待其他goroutine結束 go Add(i,i) //所以需要通過channel通信來保證其他goroutine可以順利執行 }} |
（三）channel
channel就像管道的形式，是goroutine之間的通信方式，是進程內的通信方式，跨進程通信建議用分佈式系統的方法來解決，例如Socket或http等通信協議。channel是類型相關，即一個channel只能傳遞一種類型的值，在聲明時指定。
1、基本語法
//1、channel聲明，聲明一個管道chanName，該管道可以傳遞的類型是ElementType//管道是一種複合類型，[chan ElementType],表示可以傳遞ElementType類型的管道[類似定語從句的修飾方法]var chanName chan ElementTypevar ch chan int //聲明一個可以傳遞int類型的管道var m map[string] chan bool //聲明一個map，值的類型爲可以傳遞bool類型的管道//2、初始化ch:=make(chan int) //make一般用來聲明一個複合類型，參數爲複合類型的屬性//3、管道寫入,把值想象成一個球，"<-"的方向，表示球的流向，ch即爲管道//寫入時，當管道已滿（管道有緩衝長度）則會導致程序堵塞，直到有goroutine從中讀取出值ch <- value//管道讀取，"<-"表示從管道把球倒出來賦值給一個變量//當管道爲空，讀取數據會導致程序阻塞，直到有goroutine寫入值value:= <-ch //4、每個case必須是一個IO操作，面向channel的操作，只執行其中的一個case操作，一旦滿足則結束select過程//面向channel的操作無非三種情況：成功讀出；成功寫入；即沒有讀出也沒有寫入select{ case <-chan1: //如果chan1讀到數據，則進行該case處理語句 case chan2<-1: //如果成功向chan2寫入數據，則進入該case處理語句 default: //如果上面都沒有成功，則進入default處理流程} |
2、緩衝和超時機制
//1、緩衝機制：爲管道指定空間長度，達到類似消息隊列的效果c:=make(chan int,1024) //第二個參數爲緩衝區大小，與切片的空間大小類似//通過range關鍵字來實現依次讀取管道的數據，與數組或切片的range使用方法類似for i :=range c{ fmt.Println("Received:",i)}//2、超時機制：利用select只要一個case滿足，程序就繼續執行而不考慮其他case的情況的特性實現超時機制timeout:=make(chan bool,1) //設置一個超時管道go func(){ time.Sleep(1e9) //設置超時時間，等待一秒鐘 timeout<-true //一分鐘後往管道放一個true的值}()//select { case <-ch: //如果讀到數據，則會結束select過程 //從ch中讀取數據 case <-timeout: //如果前面的case沒有調用到，必定會讀到true值，結束select，避免永久等待 //一直沒有從ch中讀取到數據，但從timeout中讀取到了數據} |
3、channel的傳遞
//1、channel的傳遞，來實現Linux系統中管道的功能，以插件的方式增加數據處理的流程type PipeData struct{ value int handler func(int) int //handler是屬性？ next chan int //可以把[chan int]看成一個整體，表示放int類型的管道}func handler(queue chan *PipeData){ //queue是一個存放*PipeDate類型的管道，可改變管道里的數據塊內容 for data:=range queue{ //data的類型就是管道存放定義的類型，即PipeData data.next <- data.handler(data.value) //該方法實現將PipeData的value值存放到next的管道中 }}//2、單向channel：只能用於接收或發送數據，是對channel的一種使用限制//單向channel的聲明var ch1 chan int //正常channel，可讀寫var ch2 chan<- int //單向只寫channel [chan<- int]看成一個整體，表示流入管道var ch3 <-chan int //單向只讀channel [<-chan int]看成一個整體，表示流出管道//管道類型強制轉換ch4:=make(chan int) //ch4爲雙向管道ch5:=<-chan int(ch4) //把[<-chan int]看成單向只讀管道類型，對ch4進行強制類型轉換ch6:=chan<- int(ch4) //把[chan<- int]看成單向只寫管道類型，對ch4進行強制類型轉換func Parse(ch <-chan int){ //最小權限原則 for value:=range ch{ fmt.Println("Parsing value",value) }}//3、關閉channel，使用內置函數close()函數即可close(ch)//判斷channel是否關閉x,ok:=<-ch //ok==false表示channel已經關閉if !ok { //如果channel關閉，ok==false，!ok==true //執行體} |
（四）多核並行化與同步
//多核並行化runtime.GOMAXPROCS(16) //設置環境變量GOMAXPROCS的值來控制使用多少個CPU核心runtime.NumCPU() //來獲取核心數//出讓時間片runtime.Gosched() //在每個goroutine中控制何時出讓時間片給其他goroutine//同步//同步鎖sync.Mutex //單讀單寫：佔用Mutex後，其他goroutine只能等到其釋放該Mutexsync.RWMutex //單寫多讀：會阻止寫，不會阻止讀RLock() //讀鎖Lock() //寫鎖RUnlock() //解鎖（讀鎖）Unlock() //解鎖（寫鎖）//全局唯一性操作//once的Do方法保證全局只調用指定函數(setup)一次，其他goroutine在調用到此函數是會阻塞，直到once調用結束才繼續once.Do(setup) |