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Go 并发概述

Go语言以其简洁的语法和强大的并发支持而闻名。并发编程是现代软件开发中的重要概念，它允许程序同时执行多个任务，从而提高效率。Go语言通过goroutine和channel等机制，使得并发编程变得简单且高效。

什么是并发？​

并发是指在同一时间段内处理多个任务的能力。与并行不同，并发并不一定意味着任务同时执行，而是任务可以在时间上重叠。Go语言通过goroutine实现了轻量级的并发。

Go routine​

Goroutine是Go语言中的轻量级线程，由Go运行时管理。与操作系统线程相比，goroutine的创建和销毁开销更小，因此可以轻松创建成千上万个goroutine。

创建Goroutine​

在Go中，只需在函数调用前加上go关键字即可创建一个goroutine：

go
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func printNumbers() {
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        fmt.Println(i)
        time.Sleep(500 * time.Millisecond)
    }
}

func main() {
    go printNumbers() // 创建一个goroutine
    time.Sleep(2 * time.Second) // 等待goroutine执行完毕
    fmt.Println("Main function finished")
}

输出：

1
2
3
4
5
Main function finished
备注

注意：time.Sleep用于确保主函数等待goroutine执行完毕。在实际应用中，通常会使用channel或sync.WaitGroup来同步goroutine。

Channel​

Channel是goroutine之间通信的管道。通过channel，goroutine可以安全地发送和接收数据。

创建和使用Channel​

go
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func sendData(ch chan string) {
    time.Sleep(2 * time.Second)
    ch <- "Hello from goroutine"
}

func main() {
    ch := make(chan string)
    go sendData(ch)
    msg := <-ch
    fmt.Println(msg)
}

输出：

Hello from goroutine
提示

Channel可以是带缓冲的或不带缓冲的。带缓冲的channel允许在没有接收者的情况下发送多个值。

实际应用场景​

并发下载文件​

假设我们需要并发下载多个文件，可以使用goroutine和channel来实现：

go
package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "net/http"
    "os"
    "sync"
)

func downloadFile(url string, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    resp, err := http.Get(url)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error downloading:", url, err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()

    out, err := os.Create("downloaded_file")
    if err != nil {
        fmt.Println("Error creating file:", err)
        return
    }
    defer out.Close()

    _, err = io.Copy(out, resp.Body)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error saving file:", err)
        return
    }
    fmt.Println("Downloaded:", url)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    urls := []string{
        "https://example.com/file1",
        "https://example.com/file2",
        "https://example.com/file3",
    }

    for _, url := range urls {
        wg.Add(1)
        go downloadFile(url, &wg)
    }

    wg.Wait()
    fmt.Println("All files downloaded")
}
警告

在实际应用中，请确保处理所有可能的错误，并考虑网络超时和重试机制。

总结​

Go语言的并发模型通过goroutine和channel提供了简单而强大的工具，使得并发编程变得容易。通过理解并掌握这些概念，你可以编写高效且可扩展的并发程序。

附加资源​

练习​

  1. 修改上面的并发下载文件示例，使其能够将下载的文件保存为不同的文件名。
  2. 创建一个程序，使用多个goroutine计算1到1000的平方和，并使用channel将结果汇总。