Tutoriel avancé de programmation simultanée Golang : Exploration du mécanisme interne des Goroutines

Tutoriel avancé de programmation simultanée Golang : Explorez le mécanisme interne des Goroutines

Introduction :
Golang est un langage de programmation de haut niveau qui prend en charge la programmation simultanée. Dans Golang, nous utilisons Goroutines pour implémenter des opérations simultanées. Les Goroutines sont des threads légers qui peuvent effectuer plusieurs tâches simultanément dans un programme. Cet article explorera le mécanisme interne de Goroutines et comprendra comment il implémente des opérations simultanées.

1. Le principe de base des Goroutines
Le principe de base des Goroutines est d'encapsuler un appel de fonction dans une unité d'exécution indépendante. Lorsque nous appelons une fonction à l'aide du mot-clé go, un nouveau Goroutines est créé et la fonction y est exécutée. Lorsqu'une fonction est appelée à l'aide du mot-clé go, le programme revient immédiatement et continue d'exécuter la ligne de code suivante sans attendre la fin de l'exécution de la fonction.

Voici un exemple de code simple :

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func sayHello() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("Hello")
        time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
}

func main() {
    go sayHello()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("World")
        time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
    time.Sleep(time.Second)
}

Dans le code ci-dessus, nous définissons une fonction sayHello pour imprimer la chaîne "Hello". Dans la fonction principale, nous appelons la fonction sayHello en utilisant le mot-clé go, créons un nouveau Goroutines et l'exécutons dedans. Dans le même temps, la fonction principale continuera à exécuter le code suivant.

En exécutant le code ci-dessus, nous pouvons voir que "Hello" et "World" sont imprimés alternativement, indiquant que la fonction sayHello et la fonction main sont exécutées simultanément.

2. Le planificateur de Goroutines
Le planificateur de Goroutines fait partie du système d'exécution Golang et est responsable de la gestion de l'exécution simultanée de Goroutines. Le planificateur détermine quels Goroutines doivent s'exécuter, mettre en pause et reprendre l'exécution. Le planificateur alloue des tranches de temps aux différentes Goroutines selon certaines stratégies pour réaliser une exécution simultanée.

Le planificateur de Golang adopte une planification préemptive, c'est-à-dire qu'après l'exécution d'un Goroutines pendant un certain temps, le planificateur l'interrompra et passera à l'exécution d'un autre Goroutines. Cette méthode peut garantir que chaque Goroutines peut obtenir un certain temps d'exécution, évitant ainsi la situation dans laquelle certains Goroutines occupent le processeur pendant une longue période et empêchent d'autres Goroutines de s'exécuter.

3. Le principe de concurrence des Goroutines
La concurrence des Goroutines est obtenue grâce au multi-threading. Dans un programme Golang, le planificateur créera plusieurs threads du système d'exploitation en fonction de la situation réelle du système, et chaque thread peut exécuter plusieurs Goroutines en même temps. Lorsqu'un Goroutines se bloque, le planificateur le met en pause et passe à d'autres Goroutines exécutables pour poursuivre l'exécution.

Le planificateur de Golang planifie entre les threads et les Goroutines, garantissant l'exécution simultanée des Goroutines. Grâce à une exécution simultanée, les programmes Golang peuvent exploiter pleinement la puissance de calcul des processeurs multicœurs pour améliorer les performances du programme et la vitesse de réponse.

4. Mécanisme de communication des Goroutines
Pour réaliser une programmation simultanée, non seulement la capacité d'exécution simultanée est requise, mais également la communication entre les différentes Goroutines. Golang fournit un mécanisme de communication léger - Channel.

Un canal est un objet utilisé pour transmettre des données entre Goroutines. Grâce aux canaux, les Goroutines peuvent envoyer et recevoir des données en toute sécurité, réalisant ainsi la synchronisation et le partage des données.

Ce qui suit est un exemple de code pour utiliser des canaux pour le transfert de données :

package main

import (
    "fmt"
)

func sender(ch chan<- int) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        ch <- i
    }
    close(ch)
}

func receiver(ch <-chan int) {
    for val := range ch {
        fmt.Println(val)
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int)
    go sender(ch)
    receiver(ch)
}

Dans le code ci-dessus, nous définissons une fonction d'expéditeur et une fonction de récepteur. Via le canal ch, envoyez des données à ch dans la fonction d'expéditeur, et recevez et émettez les données dans la fonction de récepteur.

En exécutant le code ci-dessus, nous pouvons voir que la fonction d'expéditeur envoie les nombres 0 à 4 au canal ch dans l'ordre, et la fonction de récepteur reçoit les données du canal ch et les émet.

Grâce à l'utilisation de canaux, nous pouvons réaliser le transfert de données et la synchronisation entre différents Goroutines, améliorant ainsi la maintenabilité et l'évolutivité du programme.

Résumé :
Cet article explore le mécanisme interne des Goroutines et présente les principes de base, les planificateurs, les principes de concurrence et les mécanismes de communication des Goroutines. Grâce aux Goroutines et aux canaux, nous pouvons facilement mettre en œuvre une programmation simultanée et améliorer les performances du programme et la vitesse de réponse. La maîtrise du mécanisme interne de Goroutines est d'une grande importance pour utiliser efficacement Golang pour la programmation simultanée.

(Remarque : l'exemple de code ci-dessus est uniquement à titre d'illustration, l'utilisation réelle peut nécessiter des modifications et des ajustements appropriés en fonction de circonstances spécifiques)

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