GOLANG进阶 之 接口(interface) 与 管道(channel)

news2024/11/23 3:51:32

        好久没有跟新过文章了,小编最近有点忙,写文章的频率下降了许多,但是还是会持续跟新的,希望关注的同学仔细学习。

        首先讲一下接口具体是个啥?小白可以结合官方定义和小编自己的理解共同学习下

        官方解释:接口(interface)定义了一个对象的行为规范,只定义规范不实现,由具体的对象来实现规范的细节。

        自己理解:面向过程的开发 变成  面向对象编程;相当于生成了一个类,需要这个类的功能直接调用就好,不用再重新定义

       

怎么做?简单来说就是:接口调用(结构体作为函数入参):第二步和第三步可以合并


第一步:结构体
type User struct {
         属性名  值

        ..................................
}

第二步:定义方法
func (z *User ) Pay(amount int64) {
  fmt.Printf("测试保留两位小数:%.2f。\n", float64(amount/100))
}

第三步:定义方法
func Checkout(obj *User ) {
    obj.Pay(100)
}

第四步:主方法调用
func main() {
    Checkout(&User {})
}

输出值:测试保留两位小数:100.00

最基础的就是这样的,其余的以后会结合项目讲解,先打好基础,后面学习才会更轻松

        管道(channel)又是个啥?等小编一一解释(这里有必要学习一下调度机制GPM,这个后面小编会单独讲解)

        官方解释:可以看作是一个通信的桥梁,用于连接不同操作的 goroutine。当多个 goroutine 同时访问同一资源时,我们就需要使用管道来协调它们的访问,锁具有一定的局限性,因为当我们使用锁时,它只允许一个 goroutine 访问资源,而通常情况下我们需要更高效的方法协调 goroutine 的并发操作,这时就需要用到管道。并且管道是一种并发安全的数据结构

        自己理解:一个goroutine的队列,保证goroutine的有序执行

        了解知识:并发模型

            线程&锁模型
            Actor模型
            CSP模型
            Fork&Join模型

下面以代码的形式来理解下:

代码片段1:

func hello() {
    fmt.Println("hello")
}

func main() {
    hello()
    fmt.Println("你好")
}

输出:
hello
你好

代码片段2:

func hello() {
    fmt.Println("hello")
}

func main() {
    go hello() // 启动另外一个goroutine去执行hello函数
    fmt.Println("你好")
}

输出:
你好

为什么会出现这样的情况?

        go关键字:启动一个 goroutine 去执行 hello 这个函数,这样可以模拟并发

为什么只执行了最后的输出?
        其实在 Go 程序启动时,Go 程序就会为 main 函数创建一个默认的 goroutine

        在上面的代码中我们在 main 函数中使用 go 关键字创建了另外一个 goroutine 去执行 hello 函数,而此时 main goroutine 还在继续往下执行,我们的程序中此时存在两个并发执行的 goroutine。
        当 main 函数结束时整个程序也就结束了,同时 main goroutine 也结束了,所有由 main goroutine 创建的 goroutine 也会一同退出。也就是说我们的 main 函数退出太快,另外一个 goroutine 中的函数还未执行完程序就退出了,导致未打印出“hello”。

图形解释:(解释代码片段1)

所以要有输出两个值的效果就需要sync 包中的WaitGroup的功能

var wg sync.WaitGroup

func hello() {
    fmt.Println("hello")
    wg.Done() // 当前goroutine完成
}

func main() {
    wg.Add(1) // 登记1个goroutine
    go hello()
    fmt.Println("你好")
    wg.Wait() // 阻塞等待的goroutine完成
}

输出:
    hello
    你好

图形解释:

        虽然可以使用共享内存进行数据交换,但是共享内存在不同的 goroutine 中容易发生竞态问题,为了保证数据交换的正确性,很多并发模型中必须使用互斥量对内存进行加锁,这种做法势必造成性能问题

        Go语言采用的并发模型是CSP(Communicating Sequential Processes),提倡通过通信共享内存而不是通过共享内存而实现通信。

        重点:如果说 goroutine 是Go程序并发的执行体,channel就是它们之间的连接。channel是可以让一个 goroutine 发送特定值到另一个 goroutine 的通信机制。通道像一个传送带或者队列,总是遵循先入先出(First In First Out)的规则,保证收发数据的顺序。每一个通道都是一个具体类型的导管,也就是声明channel的时候需要为其指定元素类型。

初始化管道:       

var ch1 chan int   // 声明一个传递整型的通道
var ch2 chan bool  // 声明一个传递布尔型的通道
var ch3 chan []int // 声明一个传递int切片的通道
ch4 := make(chan int)
ch5 := make(chan bool, 1)  // 声明一个缓冲区大小为1的通道

管道的使用:将一个值发送到通道中
ch1 <- 10 

管道的使用:从一个通道中接收值
x := <- ch1

管道的使用:关闭管道
close(ch1 )
基础使用方法已经讲解完成,后面延伸讲一下:
    


无缓冲管道:

func main() {
    ch := make(chan int)
    ch <- 10
    fmt.Println("发送成功")
}
报错信息:

fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! //所有goroutine都处于休眠状态-死锁!
goroutine 1 [chan send]:

        首先无缓冲通道ch上的发送操作会阻塞,直到另一个 goroutine 在该通道上执行接收操作,这时数字10才能发送成功,两个 goroutine 将继续执行。
        相反,如果接收操作先执行,接收方所在的 goroutine 将阻塞,直到 main goroutine 中向该通道发送数字10。
        使用无缓冲通道进行通信将导致发送和接收的 goroutine 同步化。因此,无缓冲通道也被称为同步通道
    

解决办法1:为什么这个就可以?

        首先无缓冲通道ch上的发送操作会阻塞,直到另一个 goroutine 在该通道上执行接收操作,这时数字10才能发送成功,两个 goroutine 将继续执行。

        相反,如果接收操作先执行,接收方所在的 goroutine 将阻塞直到 main goroutine 中向该通道发送数字10
        使用无缓冲通道进行通信将导致发送和接收的 goroutine 同步化。因此,无缓冲通道也被称为
同步通道


func recv(c chan int) {
    ret := <-c
    fmt.Println("接收成功", ret)
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go recv(ch) 
    ch <- 10
    fmt.Println("发送成功")
}
    
    
解决办法2:缓冲管道

func main() {
    ch := make(chan int, 1) // 创建一个容量为1的有缓冲区通道
    ch <- 10
    fmt.Println("发送成功")
}
    

现阶段理解到这个程度就可以了,后续深入的小编再讲,结合项目实战讲

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