在当今互联网时代,高并发场景已经不再是新鲜事物。很多应用在面对并发量较高的情况下,会出现一些问题,例如服务崩溃、响应慢等。针对这些问题,Golang 作为一门高性能语言,提供了一些特性来应对高并发。 一、Golang 的并发模型 在 Golang 中,goroutine 是一种轻量级的线程,一个程序可以同时启动成千上万个 goroutine,每个 goroutine 都是一个独立的执行流程。它们在同一个地址空间内运行,共享内存,避免了传统线程切换的开销,能够更高效地利用 CPU。 Golang 还提供了一种特殊的通信机制——channel,可以用来在 goroutine 之间传递消息。channel 既可以用来传递数据,也可以用来传递信号。 二、Golang 的锁机制 在多个 goroutine 同时修改一个共享变量时,容易出现数据竞争。在 Golang 中,sync 包提供了两种锁机制——mutex 和 RWMutex,来避免多个 goroutine 同时修改共享变量时的问题。 1. mutex Mutex 是一种互斥锁,只有一个 goroutine 能够获得锁,其他 goroutine 只能等待锁的释放。Mutex 提供了两个方法:Lock和Unlock。 mutex.Lock()//获取锁 //临界区代码 mutex.Unlock()//释放锁 2. RWMutex RWMutex 是一种读写锁,可以同时有多个 goroutine 获得读锁,但只能有一个 goroutine 获得写锁。RWMutex 提供四个方法:RLock、RUnlock、Lock和Unlock。 //读操作 rwmutex.RLock()//获取读锁 //读操作代码 rwmutex.RUnlock()//释放读锁 //写操作 rwmutex.Lock()//获取写锁 //写操作代码 rwmutex.Unlock()//释放写锁 三、Golang 的并发限制 在 Golang 中,可以使用 sync 包中的 WaitGroup 和 Semaphore 来限制 goroutine 的数量。 1. WaitGroup WaitGroup 是一种等待组,可以等待一组 goroutine 完成。主程序调用 Add 方法来设定等待的 goroutine 数量,goroutine 在完成时调用 Done 方法。主线程可以调用 Wait 方法来等待所有 goroutine 完成。 2. Semaphore Semaphore 是一种信号量,可以用来控制并发量。在 Golang 中,可以使用 chan 来实现 Semaphore 的功能。创建一个容量为 n 的 chan,每次 goroutine 进入时,就往 chan 中发送一个元素,当 chan 容量满时,后续的 goroutine 就会阻塞。 四、Golang 的并发调度 在 Golang 中,goroutine 的调度是由 Golang 的运行时系统(Runtime)掌控的。Golang 的调度器采用的是抢占式调度,当一个 goroutine 阻塞时,调度器会自动把 CPU 分配给其他可运行的 goroutine,避免了传统的线程模型中的线程饥饿问题。 Golang 通过使用 GOMAXPROCS 环境变量来控制可以并行运行的 goroutine 的数量。GOMAXPROCS 的值设定为 n,表示应该使用 n 个逻辑处理器(CPU 核心)来执行 goroutine。 五、总结 Golang 通过 goroutine、channel、锁机制、并发限制以及并发调度等特性,来应对高并发场景。Golang 的设计思想中,强调了并发和简洁性,可以在处理高并发情况下,提升运行效率,提高系统的可维护性。