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ネットワークプログラミングクイックスタート: Go 言語での同時プログラミング

WBOY

リリース： 2023-06-18 10:01:40

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ネットワークプログラミングクイックスタート: Go 言語での同時プログラミング

インターネットの発展に伴い、ネットワークプログラミングはプログラマーが習得しなければならないスキルの 1 つになりました。同時プログラミングは、特に同時実行性が高い状況では、ネットワークプログラミングに不可欠な部分です。 Go 言語は効率的な同時プログラミングを特徴とするプログラミング言語であり、その同時実行モデルは他の言語に比べて単純かつ明確です。この記事では、初心者がすぐに始められるように、Go 言語での同時プログラミングを紹介します。

Goroutine

Goroutine は Go 言語の軽量スレッドであり、Go 言語の同時実行性は Goroutine を通じて実現されます。各ゴルーチンは異なるコードを同時に実行でき、ゴルーチンのオーバーヘッドは非常に小さいため、メモリ消費を気にせずに数万のゴルーチンを簡単に開くことができます。 Goroutine の基本的な使い方は非常に簡単で、関数呼び出しの前に go キーワードを追加するだけで Goroutine を起動します。

たとえば、次のコードを通じて Goroutine を作成できます:

func main() {
    go printHello()
}

func printHello() {
    fmt.Println("Hello, world!")
}

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上記のコードでは、Go プログラムが go printHello() を実行すると、実行する新しい Goroutine が開始されます。 printHello 関数。 printHello 関数は main 関数とは独立して実行されるため、プログラムはすぐに「Hello, world!」を出力します。

チャネル

ゴルーチン間の通信はチャネルを通じて行われます。チャネルはゴルーチン間のパイプラインとして見ることができ、データの送受信に使用できます。 Go 言語のチャネルはデータを同期的に送信でき、非同期プログラミングの実装にも使用できます。 Channel の作成と使用方法も非常に簡単で、make 関数を使用して作成し、<- 演算子を使用してデータを送受信するだけです。

たとえば、次のコードを通じてチャネルを作成し、データを送信できます:

func main() {
    ch := make(chan int)
    go send(ch)
    fmt.Println(<-ch)
}

func send(ch chan int) {
    ch <- 1
}

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上記のコードでは、整数のチャネルを作成し、データ送信用のゴルーチンを開始します。 main 関数はチャネルが <-ch ステートメントを通じてデータを送信するのをブロックして待ち、データを受信した後、プログラムは "1" を出力します。

チャネルを使用すると、複数のゴルーチン間でデータを送信でき、共有メモリを使用するときに考慮する必要がある同期の問題を回避できます。さらに、チャネルを通じて複数のゴルーチン間の調整と同期を実現できるため、複雑な同時プログラミングタスクを実現できます。

Select

複数のゴルーチンの複数のチャネルからデータを読み取る場合、Go 言語の選択構文を使用して処理できます。 select 構文は Switch 構文に似ています。複数のチャネルのデータ相互作用を監視できます。チャネルの 1 つにデータが表示されると、対応するコードブロックがトリガーされます。

たとえば、次のコードを通じて 2 つのゴルーチンを作成し、選択構文を使用して Chanenl の読み取りを処理できます。

func main() {
    ch1 := make(chan int)
    ch2 := make(chan int)
    go func() {
        ch1 <- 1
    }()
    go func() {
        ch2 <- 2
    }()
    select {
        case x := <- ch1:
            fmt.Println("Received from ch1:", x)
        case x := <- ch2:
            fmt.Println("Received from ch2:", x)
    }
}

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上記のコードでは、メッセージを送信する 2 つのゴルーチンを作成しました。 2 つのチャネルがそれぞれデータを送信します。 select ステートメントを使用して 2 つのチャネルのデータ送信を監視し、一方のチャネルがデータを送信している限り、対応するコードブロックが実行され、受信データが出力されます。

Mutex

Go 言語は、同じ変数に同時にアクセスするための複数のスレッドをサポートしています。変数を同時に書き込むときのデータの不整合の問題を解決するために、Go は言語はロックへの Mutex ミューテックスロックを提供します。変数を変更するときは、最初に Mutex.Lock() メソッドを通じてロックを開きます。この時点では 1 つのスレッドのみがロックを取得しており、この時点でロックを取得しようとすると他のスレッドはブロックされます。変数の使用が終了したら、手動で Mutex.Unlock() メソッドを使用してロックを解除し、ロックリソースを解放する必要があります。

たとえば、次のコードを通じて Mutex の使用をデモンストレーションできます:

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

var wg sync.WaitGroup
var mutex sync.Mutex
var counter int

func main() {
  for i := 0; i < 10; i++ {
    wg.Add(1)
    go increment()
  }
  wg.Wait()
  fmt.Println("Final counter:", counter)
}

func increment() {
  mutex.Lock()
  defer mutex.Unlock()
  counter++
  time.Sleep(time.Second)
  fmt.Println("Counter value:", counter)
  wg.Done()
}

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上記のコードでは、10 個のゴルーチンを作成し、各ゴルーチンがカウンター変数に 1 つ追加します。データの正確性を確保するために、Mutex を使用してカウンターを保護します。 Goroutine で Mutex.Lock() メソッドを呼び出してロックを取得し、操作後に Mutex.Unlock() メソッドを呼び出してロックを解除します。 WaitGroup を使用してすべての Goroutine の実行が完了するのを待った後、最終的なカウンター値を出力します。

概要

Go 言語での同時プログラミングは、データ送信に Goroutine と Channel を使用し、Mutex を使用して変数の同期と保護を行い、select を使用して複数の Channel を読み取ります。これらのメカニズムを合理的に使用することで、同時実行性の高いアプリケーションシナリオで強力な役割を果たす、効率的で明確で保守が容易な同時実行プログラムを作成できます。

以上がネットワークプログラミングクイックスタート: Go 言語での同時プログラミングの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。