Go CSP并發(fā)模型

Go的CSP并發(fā)模型

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Go實(shí)現(xiàn)了兩種并發(fā)形式。第一種是大家普遍認(rèn)知的：多線程共享內(nèi)存。其實(shí)就是Java或者C++等語言中的多線程開發(fā)。另外一種是Go語言特有的，也是Go語言推薦的：CSP（communicating sequential processes）并發(fā)模型。

CSP 是 Communicating Sequential Process 的簡稱，中文可以叫做通信順序進(jìn)程，是一種并發(fā)編程模型，由 Tony Hoare 于 1977 年提出。簡單來說，CSP 模型由并發(fā)執(zhí)行的實(shí)體（線程或者進(jìn)程）所組成，實(shí)體之間通過發(fā)送消息進(jìn)行通信，這里發(fā)送消息時使用的就是通道，或者叫 channel。CSP 模型的關(guān)鍵是關(guān)注 channel，而不關(guān)注發(fā)送消息的實(shí)體。 Go 語言實(shí)現(xiàn)了 CSP 部分理論 。

“ 不要以共享內(nèi)存的方式來通信，相反， 要通過通信來共享內(nèi)存?！?/p>

Go的CSP并發(fā)模型，是通過 goroutine和channel 來實(shí)現(xiàn)的。

goroutine 是Go語言中并發(fā)的執(zhí)行單位。其實(shí)就是協(xié)程。

channel是Go語言中各個并發(fā)結(jié)構(gòu)體(goroutine)之前的通信機(jī)制。 通俗的講，就是各個goroutine之間通信的”管道“，有點(diǎn)類似于Linux中的管道。

Channel

Goroutine

Go 語言 channel 的阻塞問題

Hello，大家好，又見面了！上一遍我們將 channel 相關(guān)基礎(chǔ)以及使用場景。這一篇，還需要再次進(jìn)階理解channel 阻塞問題。以下創(chuàng)建一個chan類型為int，cap 為3。

channel 內(nèi)部其實(shí)是一個環(huán)形buf數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，是一種滑動窗口機(jī)制，當(dāng)make完后，就分配在 Heap 上。

上面，向 chan 發(fā)送一條“hello”數(shù)據(jù)：

如果 G1 發(fā)送數(shù)據(jù)超過指定cap時，會出現(xiàn)什么情況？

看下面實(shí)例：

以上會出現(xiàn)什么，chan 緩沖區(qū)允許大小為1，如果再往chan仍數(shù)據(jù)，滿了就會被阻塞，那么是如何實(shí)現(xiàn)阻塞的呢？當(dāng) chan 滿時，會進(jìn)入 gopark，此時 G1 進(jìn)入一個 waiting 狀態(tài)，然后會創(chuàng)建一個 sudog 對象，其實(shí)就sendq隊(duì)列，把 200放進(jìn)去。等 buf 不滿的時候，再喚醒放入buf里面。

通過如下源碼，你會更加清晰：

上面，從 chan 獲取數(shù)據(jù)：

Go 語言核心思想：“Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.” 你可以看看這本書名叫：Effective Go

如果接收者，接收一個空對象，也會發(fā)生什么情況？

代碼示例 ：

也會報錯如下：

上面，從 chan 取出數(shù)據(jù)，可是沒有數(shù)據(jù)了。此時，它會把 接收者 G2 阻塞掉，也是和G1發(fā)送者一樣，也會執(zhí)行 gopark 將狀態(tài)改為 waiting，不一樣的點(diǎn)就是。

正常情況下，接收者G2作為取出數(shù)據(jù)是去 buf 讀取數(shù)據(jù)的，但現(xiàn)在，buf 為空了，此時，接收者G2會將sudog導(dǎo)出來，因?yàn)楝F(xiàn)在G2已經(jīng)被阻塞了嘛，會把G2給G，然后將 t := -ch 中變量 t 是在棧上的地址，放進(jìn)去 elem ，也就是說，只存它的地址指針在sudog里面。

最后， ch - 200 當(dāng)G1往 chan 添加200這個數(shù)據(jù)，正常情況是將數(shù)據(jù)添加到buf里面，然后喚醒 G2 是吧，而現(xiàn)在是將 G1 的添加200數(shù)據(jù)直接干到剛才G2阻塞的t這里變量里面。

你會認(rèn)為，這樣真的可以嗎？想一想，G2 本來就是已經(jīng)阻塞了，然后我們直接這么干肯定沒有什么毛病，而且效率提高了，不需要再次放入buf再取出，這個過程也是需要時間。不然，不得往chan添加數(shù)據(jù)需要加鎖、拷貝、解鎖一序列操作，那肯定就慢了，我想Go語言是為了高效及內(nèi)存使用率的考慮這樣設(shè)計(jì)的。（注意，一般都是在runtime里面完成，不然會出現(xiàn)象安全問題。）

總結(jié) ：

chan 類型的特點(diǎn)：chan 如果為空，receiver 接收數(shù)據(jù)的時候就會阻塞等待，直到 chan 被關(guān)閉或者有新的數(shù)據(jù)到來。有這種個機(jī)制，就可以實(shí)現(xiàn) wait/notify 的設(shè)計(jì)模式。

相關(guān)面試題：

Go語言怎么樣？

根據(jù)Go趨勢報告顯示，全球范圍內(nèi)有 110 萬專業(yè)開發(fā)者選擇Go作為其主要開發(fā)語言。如果把以其他編程語言作為主要開發(fā)語言，同時也在使用Go的開發(fā)者計(jì)算在內(nèi)，這一數(shù)字將高達(dá)270萬，中國的Go語言開發(fā)者排名第一，全球占比超過16%。

Go 語言能夠支持并構(gòu)建與微服務(wù)結(jié)合的內(nèi)部工具、架構(gòu)和后端服務(wù)而深受IT企業(yè)歡迎，許多IT架構(gòu)工具由Go構(gòu)建而成，例如大型的Kubernetes、Docker和Vault等。數(shù)據(jù)顯示，有63%的具有統(tǒng)治力的云原生項(xiàng)目都是用Go構(gòu)建。

因此，博睿數(shù)據(jù)在國內(nèi)首發(fā)支持Go語言智能探針，對于提升業(yè)務(wù)性能，助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型有著非常重要的意義。

SmartAgent探針技術(shù)集結(jié)主流編程語言

SmartAgent是博睿數(shù)據(jù)自研的自動化部署的一體化探針，在已支持JAVA，PHP，.net，Nodejs，.NET Core，Python的基礎(chǔ)上，新增了對Go語言的支持。

相較而言，傳統(tǒng)探針技術(shù)需要客戶配合修改應(yīng)用程序代碼，風(fēng)險不可控，需要客戶重新編譯程序集成探針，耦合度高。

不同于行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)探針技術(shù)，博睿數(shù)據(jù)GoAgent探針直接后臺安裝即可，主動注入和嵌碼，降低與客戶程序耦合、無需二次修改代碼、提高 GoAgent 技術(shù)易用性。無論是動態(tài)編譯還是靜態(tài)編譯的代碼，博睿數(shù)據(jù)Samrt Agent技術(shù)都可以在不進(jìn)行任何修改的情況下進(jìn)行服務(wù)級別和代碼級別的分布式鏈路跟蹤，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的可觀測性。

GoAgent探針支持六大功能，實(shí)現(xiàn)全鏈路追蹤