golang 并发编程之生产者消费者详解

来到golang学习网的大家，相信都是编程学习爱好者，希望在这里学习Golang相关编程知识。下面本篇文章就来带大家聊聊《golang 并发编程之生产者消费者详解》，介绍一下生产者、消费者，希望对大家的知识积累有所帮助，助力实战开发！

golang 最吸引人的地方可能就是并发了，无论代码的编写上，还是性能上面，golang 都有绝对的优势

学习一个语言的并发特性，我喜欢实现一个生产者消费者模型，这个模型非常经典，适用于很多的并发场景，下面我通过这个模型，来简单介绍一下 golang 的并发编程

go 并发语法

协程 go

协程是 golang 并发的最小单元，类似于其他语言的线程，只不过线程的实现借助了操作系统的实现，每次线程的调度都是一次系统调用，需要从用户态切换到内核态，这是一项非常耗时的操作，因此一般的程序里面线程太多会导致大量的性能耗费在线程切换上。而在 golang 内部实现了这种调度，协程在这种调度下面的切换非常的轻量级，成百上千的协程跑在一个 golang 程序里面是很正常的事情

golang 为并发而生，启动一个协程的语法非常简单，使用 go 关键字即可

go func () {
    // do something
}

同步信号 sync.WaitGroup

多个协程之间可以通过 sync.WaitGroup 同步，这个类似于 Linux 里面的信号量

var wg sync.WaitGroup  // 申明一个信号量
wg.Add(1)   // 信号量加一
wg.Done()   // 信号量减一
wg.Wait()   // 信号量为正时阻塞，直到信号量为0时被唤醒

通道 chan

通道可以理解为一个消息队列，生产者往队列里面放，消费者从队列里面取。通道可以使用 close 关闭

ic := make(chan int, 10)  // 申明一个通道
ic 

<h2>生产者消费者实现</h2>
<h3>定义产品类</h3>
<p>这个产品类根据具体的业务需求定义</p>

<pre class="brush:plain;">
type Product struct {
    name  int
    value int
}

生产者

如果 stop 标志不为 false，不断地往通道里面放 product，完成之后信号量完成

func producer(wg *sync.WaitGroup, products chan

<h3>消费者</h3>
<p>不断地从通道里面取 product，然后作对应的处理，直到通道被关闭，并且 products 里面为空， for 循环才会终止，而这正是我们期望的</p>

<pre class="brush:plain;">
func consumer(wg *sync.WaitGroup, products 

<h3>主线程</h3>

<pre class="brush:plain;">
var wgp sync.WaitGroup
var wgc sync.WaitGroup
stop := false
products := make(chan Product, 10)
// 创建 5 个生产者和 5 个消费者
for i := 0; i 

<p><strong>补充：Go并发编程--通过channel实现生产者消费者模型</strong></p>
<h2>概述</h2>
<p>生产者消费者模型是多线程设计的经典模型，该模型被广泛的应用到各个系统的多线程/进程模型设计中。</p>
<p>本文介绍了Go语言中channel的特性，并通过Go语言实现了两个生产者消费者模型。</p>
<h2>channel的一些特性</h2>
<p>在Go中channel是非常重要的协程通信的手段，channel是双向的通道，通过channel可以实现协程间数据的传递，通过channel也可以实现协程间的同步（后面会有介绍）。</p>
<p>本文介绍的生产者消费者模型主要用到了channel的以下特性：任意时刻只能有一个协程能够对channel中某一个item进行访问。</p>
<h2>单生产者单消费者模型</h2>
<p>把生产者和消费者都放到一个无线循环中，这个和我们的服务器端的任务处理非常相似。生产者不断的向channel中放入数据，而消费者不断的从channel中取出数据，并对数据进行处理（打印）。</p>
<p>由于生产者的协程不会退出，所以channel的写入会永久存在，这样当channel中没有放入数据时，消费者端将会阻塞，等待生产者端放入数据。</p>
<p>代码的实现如下：</p>

<pre class="brush:plain;">
package main
import (
    "fmt"
    "time"
)
var ch1 chan int = make(chan int)
var bufChan chan int = make(chan int, 1000)
var msgChan chan int = make(chan int)
func sum(a int, b int) {
    ch1 

<h2>多生产者消费者模型</h2>
<p>我们可以利用channel在某个时间点只能有一个协程能够访问其中的某一个数据，的特性来实现生产者消费者模型。由于channel具有这样的特性，我们在放数据和消费数据时可以不需要加锁。</p>

<pre class="brush:plain;">
package main
import (
    "time"
    "fmt"
    "os"
)
var ch1 chan int = make(chan int)
var bufChan chan int = make(chan int, 1000)
var msgChan chan string = make(chan string)
func sum(a int, b int) {
    ch1 

<p>输出如下：</p>
<blockquote>
<p>read3 read value: 0</p>
<p>80731 write: 0</p>
<p>80731 write: 0</p>
<p>read1 read value: 0</p>
<p>80731 write: 1</p>
<p>read2 read value: 1</p>
<p>80731 write: 1</p>
<p>read3 read value: 1</p>
<p>80731 write: 2</p>
<p>read2 read value: 2</p>
<p>80731 write: 2</p>
<p>... ...</p>
</blockquote>
<h2>总结</h2>
<p>本文通过channel实现了经典的生产者和消费者模型，利用了channel的特性。但要注意，当消费者的速度小于生产者时，channel就有可能产生拥塞，导致占用内存增加，所以，在实际场景中需要考虑channel的缓冲区的大小。</p>
<p>设置了channel的大小，当生产的数据大于channel的容量时，生产者将会阻塞，这些问题都是要在实际场景中需要考虑的。</p>
<p>一个解决办法就是使用一个固定的数组或切片作为环形缓冲区，而非channel，通过Sync包的机制来进行同步，实现生产者消费者模型，这样可以避免由于channel满而导致消费者端阻塞。</p>
<p>但，对于环形缓冲区而言，可能会覆盖老的数据，同样需要考虑具体的使用场景。关于环形缓冲区的原理和实现，在分析Sync包的使用时再进一步分析。</p>
<p>以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持golang学习网。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。</p><p>今天关于《golang 并发编程之生产者消费者详解》的内容介绍就到此结束，如果有什么疑问或者建议，可以在golang学习网公众号下多多回复交流；文中若有不正之处，也希望回复留言以告知！</p>