8.14GO之條件語句

Go語言條件語句

一些大題的和類C語言無異，但是：

• Go 沒有三目運算子，所以不支援 ?: 形式的條件判斷。

相當於Java中的：

  public boolean isEmpty(){
    return size == 0 ? true : false;
   }

Go之條件語句

Go條件語句之select語句

簡單理解：

• chan關鍵字定義了goroutine中的管道通訊，一個goroutine可以和另一個goroutine進行通訊。

什麼是goroutine

goroutine是Go中最基本的執行單元。

特點：

• 每一個Go程式至少有一個Goroutine：主Goroutine。

執行緒(Thread)

特點：

• 輕量級程序(Lightweight Process，LWP）

• 程式執行流的最小單元

一個標準執行緒的組成：

• 執行緒ID

• 當前指令指標(PC)

• 暫存器集合

• 堆

• 棧

一個執行緒的特點：

• 是程序中的一個實體，是被系統獨立排程和分派的基本單位

• 多執行緒之間 共享堆，不共享棧。 執行緒切換由作業系統排程

協程(coroutine)

特點：

• 稱微執行緒與子例程（或者稱為函式）

• 是一種程式元件。相對子例程而言，協程更為一般和靈活，但在實踐中使用沒有子例程那樣廣泛

一個協程的特點：

• 多協程之間 共享堆，不共享棧

執行緒與協程的不同點

• 執行緒切換由作業系統排程

• 協程的切換由程式設計師在程式碼中顯示控制

好處：

• 避免了上下文切換的額外耗費

• 兼顧了多執行緒的優點

• 簡化了高併發程式的複雜

Goroutine--->需要深入瞭解、實踐。目前還不是很明白。

特點：

• 協程不是併發的，而Goroutine支援併發的。

• Goroutine可以理解為一種Go語言的協程。

• 同時它可以執行在一個或多個執行緒上。-

• goroutine支援協程之間的互相通訊--->使用關鍵字chan是channel的簡寫

channel的特點

特點：

• 一個 channels 是一個通訊機制，可以讓一個 goroutine 通過它給另一個 goroutine 傳送值資訊。

• 每個 channel 都有一個特殊的型別，也就是 channels 可傳送資料的型別。一個可以傳送 int 型別資料的 channel 一般寫為 chan int。

和多執行緒ThreadLocal不一樣的地方：

ThreadLocal：

• ThreadLocal能夠放一個執行緒級別的變數

• 本身能夠被多個執行緒共享使用，又能達到執行緒安全的目的

• 在多執行緒環境下保證成員變數的安全

ThreadLocal相當於一個共享的記憶體區域，供多個執行緒共享堆的資料。執行緒只能共享堆的資料，不能共享棧的資料。

Goroutine：

• Go語言提倡使用通訊的方法代替共享記憶體

• 資源需要在 goroutine 之間共享時，通道在 goroutine 之間架起了一個管道，並提供了確保同步交換資料的機制。

• 因為go是強型別語言，所以宣告通道時，需要指定將要被共享的資料的型別。

• 可以通過通道共享goroutine當中的內建型別、命名型別、結構型別和引用型別的值或者指標。

可以說goroutine實現了協程之間的棧的資料的共享。

通訊的方法就是使用通道（channel），如下圖所示：

channel 是一種佇列一樣的結構。

channel規則的特點：

• 可以向一個goroutine建立多個channel通道

• 同時只能有一個 goroutine 訪問通道進行傳送和獲取資料。

• goroutine遵循先入先出（First In First Out）的規則，保證收發資料的順序。--->和棧空間的規則一樣

通道的使用方式

• 宣告通道

• 建立通道

• 使用通道傳送資料

通道本身需要一個型別進行修飾，就像切片型別需要標識元素型別。通道的元素型別就是在其內部傳輸的資料型別

宣告通道型別格式：

var 通道變數 chan 通道型別

• 通道型別：通道內的資料型別。

• 通道變數：儲存通道的變數。--->通道本身也是一個變數，

chan 型別的空值是 nil，聲明後需要配合 make 後才能使用。

建立通道格式--->通道本身是引用型別，需要使用make進行建立

通道例項 := make(chan 資料型別)

• 資料型別：通道內傳輸的元素型別。

• 通道例項：通過make建立的通道控制代碼。--->可以理解為在堆中開闢一個空間

示例：

package main
​
import (
    "expvar"
    "fmt"
)
​
func main() {
    ch1 := make(chan int) //建立一個整數型別的通道
    ch2 := make(chan interface{}) //建立一個空介面型別的通道, 可以存放任意格式
​
    type Equip struct {
        expvar.Var
    }
​
    ch2 := make(chan *Equip)
    fmt.Println()
}

使用通道傳送資料--->操作符：<-

通道傳送蘇劇的格式：

通道變數 <- 值

• 通道變數：通過make建立好的通道例項。--->這是一個堆裡面的實際物件，對應到一個堆的地址

• 值：可以是變數、常量、表示式或者函式返回值等。值的型別必須與ch通道的元素型別一致。

示例：

package main
​
func main() {
    ch1 := make(chan int) //建立一個整數型別的通道
    ch2 := make(chan interface{}) //建立一個空介面型別的通道, 可以存放任意格式
​
    ch1 <- 1
    ch2 <- 3.1415926
    ch2 <- "Hello,World!"
}

使用通道接受資料--->操作符：<-

通道接收資料的特徵：

• 通道的收發操作在不同的兩個 goroutine 間進行。

  • 通道的資料在沒有接收方處理時，資料傳送方會持續阻塞，因此通道的接收必定在另外一個 goroutine 中進行。

• 接收將持續阻塞直到傳送方傳送資料。

  • 接收方接收時，通道中沒有傳送方傳送資料，接收方也會發生阻塞，直到傳送方傳送資料為止。

• 每次接收一個元素。

  • 通道一次只能接收一個數據元素。

概括：

• 通過通道傳送資料需要兩個goroutine

• 傳送沒有接收會阻塞goroutine，接收沒有傳送資料也會阻塞goroutine--->非常類似Java多執行緒中的執行緒通訊模型

• 可以建立非阻塞接收資料的型別

接收資料的四種寫法：

1. 阻塞式接收資料
2. 非阻塞式接收資料
3. 接收任意資料，忽略接收的資料
4. 迴圈接收

阻塞式接收資料：

data <- ch

執行該語句時將會阻塞，直到接收到資料並賦值給 data 變數。

非阻塞式接收資料：

data, ok <- ch

• data：表示接收到的資料。未接收到資料時，data 為通道型別的零值。

• ok：表示是否接收到資料。

非阻塞的通道接收方法可能造成高的 CPU 佔用，因此使用非常少。如果需要實現接收超時檢測，可以配合 select 和計時器 channel 進行

接收任意資料，忽略接收的資料：

<- ch

阻塞接收資料後，忽略從通道返回的資料。執行該語句時將會發生阻塞，直到接收到資料，但接收到的資料會被忽略。

通過通道在 goroutine 間阻塞收發實現併發同步。

使用通道做同步併發的例項：

package main

import "fmt"

func main() {
	//構建一個通道
	ch := make(chan int)

	//開啟一個併發匿名函式
	go func() {
		fmt.Println("start goroutine")

		//通過通道通知main的goroutine
		ch <- 0
		fmt.Println("exit goroutine")
	}()

	fmt.Println("wait goroutine")

	//等待匿名goroutine
	<- ch

	fmt.Println("all done")
}

可以看到執行順序：

1. 先執行main中的構建和通道接收的內容。到<- ch此時goroutine進入阻塞狀態

2. 接著等到go func()當中的goroutine執行向通道ch中新增值

3. 最後main中收到了值以後解除阻塞狀態，往下執行

所以輸出順序是：

wait goroutine
start goroutine
exit goroutine
all done

程式碼說明：

ch := make(chan int) //構建一個同步用的通道。
go func() //開啟一個匿名函式的併發。
ch <- 0 //匿名 goroutine 即將結束時，通過通道通知 main 的 goroutine，這一句會一直阻塞直到 main 的 goroutine 接收為止。
<- ch //開啟 goroutine 後，馬上通過通道等待匿名 goroutine 結束。

雖然是併發執行但是通過阻塞的方式還是可以實現資料的安全、準確性

迴圈接收：

借用 for range 語句進行多個元素的接收操作

for data := range ch {
}

特點：

• 通道 ch 可以進行遍歷--->遍歷的結果就是接收到的資料。資料型別就是通道的資料型別。

• 通過 for 遍歷獲得的變數只有一個，即 data。

有點類似增強for迴圈

示例：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	//構建一個通道
	chNo2 := make(chan int)

	//開啟一個併發匿名函式
	go func() {

		//for迴圈，從3->0
		for i := 3; i > 0; i-- {
			//每次將迴圈的值傳送到main的goroutine中
			chNo2 <- i

			//每次傳送完時等待
			time.Sleep(time.Second)
		}
	}()

	//遍歷接收通道的資料
	for data := range chNo2 {
		//列印通道資料
		fmt.Println(data)

		//當遇到資料0時，退出接收迴圈
		if data == 0 {
			break
		}
	}
}

程式碼說明：

ch := make(chan int)
//通過 make 生成一個整型元素的通道。
go func() //將匿名函式併發執行。
ch <- i //將 3 到 0 之間的數值依次傳送到通道 ch 中。
for data := range ch  //使用 for 從通道中接收資料。

本篇內容參考：

Go語言通道（chan）——goroutine之間通訊的管道

Go goroutine理解 - SegmentFault 思否

go的併發實現原理在後續學習到以後會深入的記錄學習過程。