Golang作為一個實用主義的程式語言，非常注重效能，在語言特性上天然支援併發，它有多種併發模型，通過流水線模型系列文章，你會更好的使用Golang併發特性，提高你的程式效能。

這篇文章主要介紹流水線模型的流水線概念，後面文章介紹流水線模型的FAN-IN和FAN-OUT，最後介紹下如何合理的關閉流水線的協程。

Golang的併發核心思路

Golang併發核心思路是關注資料流動。資料流動的過程交給channel，資料處理的每個環節都交給goroutine，把這些流程畫起來，有始有終形成一條線，那就能構成流水線模型。

但我們先從簡單的入手。

從一個簡單的流水線入手

流水線並不是什麼新奇的概念，它能極大的提高生產效率，在當代社會流水線非常普遍，我們用的幾乎任何產品（手機、電腦、汽車、水杯），都是從流水線上生產出來的。以汽車為例，整個汽車流水線要經過幾百個組裝點，而在某個組裝點只組裝固定的零部件，然後傳遞給下一個組裝點，最終一臺完整的汽車從流水線上生產出來。

Golang的併發模型靈感其實都來自我們生活，對軟體而言，高的生產效率就是高的效能。

在Golang中，流水線由多個階段組成，每個階段之間通過channel連線，每個節點可以由多個同時執行的goroutine組成。

從最簡單的流水線入手。下圖的流水線由3個階段組成，分別是A、B、C，A和B之間是通道aCh

流水線中，第一個階段的協程是生產者，它們只生產資料。最後一個階段的協程是消費者，它們只消費資料。下圖中A是生成者，C是消費者，而B只是中間過程的處理者。

舉個例子，設計一個程式：計算一個整數切片中元素的平方值並把它打印出來。非併發的方式是使用for遍歷整個切片，然後計算平方，列印結果。

我們使用流水線模型實現這個簡單的功能，從流水線的角度，可以分為3個階段：

1. 遍歷切片，這是生產者。
2. 計算平方值。
3. 列印結果，這是消費者。

下面這段程式碼：

• producer()負責生產資料，它會把資料寫入通道，並把它寫資料的通道返回。
• square()負責從某個通道讀數字，然後計算平方，將結果寫入通道，並把它的輸出通道返回。
• main()負責啟動producer和square，並且還是消費者，讀取suqre的結果，並打印出來。

package main

import (
	"fmt"
)

func producer(nums ...int) <-chan int {
	out := make(chan int)
	go func() {
		defer close(out)
		for _, n := range nums {
			out <- n
		}
	}()
	return out
}

func square(inCh <-chan int) <-chan int {
	out := make(chan int)
	go func() {
		defer close(out)
		for n := range inCh {
			out <- n * n
		}
	}()

	return out
}

func main() {
	in := producer(1, 2, 3, 4)
	ch := square(in)

	// consumer
	for ret := range ch {
		fmt.Printf("%3d", ret)
	}
	fmt.Println()
}

結果：

➜  awesome git:(master) ✗ go run hi.go
  1  4  9 16

這是一種原始的流水線模型，這種原始能讓我們掌握流水線的思路。

流水線的特點

1. 每個階段把資料通過channel傳遞給下一個階段。
2. 每個階段要建立1個goroutine和1個通道，這個goroutine向裡面寫資料，函式要返回這個通道。
3. 有1個函式來組織流水線，我們例子中是main函式。

如果你沒了解過流水線，建議自己把以上的程式寫一遍，如果遇到問題解決了，那才真正掌握了流水線模型的思路。

完整示例程式碼

本文所有程式碼都在倉庫，可檢視完整示例程式碼：https://github.com/Shitaibin/golang_pipeline_step_by_step

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下一篇，我將介紹流水線模型的FAN-IN、FAN-OUT，歡迎關注。

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2. 本文作者：大彬
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