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Go并发编程的用例与场景详解

WBOY

发布： 2024-06-02 13:38:56

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并发编程在 Go 中通过 goroutine 实现，允许同时执行多个任务，提高效率。其用例包括：并行处理事件处理I/O 密集型操作HTTP 服务任务调度

Go并发编程的用例与场景详解

Go 并发编程的用例与场景详解

简介
并发编程是一种编程范式，它允许我们同时执行多个任务。在 Go 语言中，并发编程通过 goroutine 实现，goroutine 是轻量级线程。本篇文章将探讨 Go 中并发编程的用例和场景，并提供实际示例。

用例和场景

1. 并行处理

将大型任务分解为较小的子任务并并行处理它们，以提高效率。
示例：使用 Goroutines paralleize 图片处理任务。

2. 事件处理

监听传入事件并使用 goroutine 并行处理每个事件。
示例：使用 Goroutines 处理来自 WebSocket 连接的传入消息。

3. I/O 密集型操作

对于 I/O 密集型操作，例如文件读取或网络调用，使用 Goroutines 可以提高性能。
示例：使用 Goroutines 从多个文件中并行读取数据。

4. HTTP 服务

在 HTTP 服务中，使用 Goroutines 处理传入请求可以提高并发性。
示例：用 Goroutines 处理来自 Web 服务器的传入 HTTP 请求。

5. 任务调度

使用 Goroutines 管理和调度需要在特定时间或周期性执行的任务。
示例：使用 Goroutine 实现 Cron 定时器来调度作业。

实战示例

示例 1：并发图片处理

package main

import (
    "fmt"
    "image"
    "image/color"
    "image/draw"
    "runtime"
)

func main() {
    width, height := 1000, 1000
    images := []image.Image{}

    // 并行创建 100 个图像
    for i := 0; i < 100; i++ {
        img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, width, height))
        draw.Draw(img, img.Bounds(), &image.Uniform{color.RGBA{0, 0, 0, 255}}, image.ZP, draw.Src)
        images = append(images, img)
    }

    // 计算创建图像所花费的时间
    numCPUs := runtime.NumCPU()
    start := time.Now()
    for i := 0; i < 100; i++ {
        go createImage(images[i])
    }

    // 等待所有 Goroutine 完成
    time.Sleep(10 * time.Second)
    elapsed := time.Since(start)
    fmt.Printf("Creating %d images using %d CPUs took %s\n", len(images), numCPUs, elapsed)
}

func createImage(img image.Image) {
    // 模拟耗时的图像处理操作
    time.Sleep(500 * time.Millisecond)
}

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示例 2：处理 WebSocket 消息

package main

import (
    "errors"
    "fmt"
    "net/http"
    "sync/atomic"

    "github.com/gorilla/websocket"
)

type client struct {
    conn *websocket.Conn
    name string
}

var (
    upgrader = websocket.Upgrader{}
    messages = make(chan string)
)

var connectedClients uint64

func main() {
    http.HandleFunc("/websocket", serveWebSocket)

    // 启动 Goroutine 来处理传入消息
    go handleMessage()

    if err := http.ListenAndServe(":8080", nil); err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
}

func serveWebSocket(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    conn, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }

    atomic.AddUint64(&connectedClients, 1)

    go handleConnection(conn)
}

func handleConnection(conn *websocket.Conn) {
    defer func() {
        conn.Close()
        atomic.AddUint64(&connectedClients, -1)
    }()

    // 监听来自客户端的消息
    for {
        _, message, err := conn.ReadMessage()
        if err != nil {
            if websocket.IsUnexpectedCloseError(err, websocket.CloseGoingAway, websocket.CloseAbnormalClosure) {
                fmt.Println(err)
            }
            return
        }

        messages <- message
    }
}

func handleMessage() {
    for message := range messages {
        // 处理消息逻辑
        fmt.Println("Received message:", message)

        // 例如，将消息广播给所有已连接的客户端
        for clients.Range(func(_, v interface{}) bool {
            client := v.(client)
            if err := client.conn.WriteMessage(websocket.TextMessage, []byte(message)); err != nil {
                if errors.Is(err, websocket.ErrCloseSent) {
                    clients.Delete(client.name)
                    fmt.Printf("Client %s disconnected\n", client.name)
                }
            }
            return true
        }) { }
    }
}

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