Golang并发机制及CSP并发模型

Golang 并发机制及 CSP 并发模型

Golang 是一门为并发而生的语言,其并发机制基于 CSP(Communicating Sequential Processes,通信顺序过程) 模型。CSP 是一种描述并发系统中交互模式的正式语言,强调通过通信来共享内存,而不是通过共享内存来通信。
在这里插入图片描述


CSP 模型简介

CSP 模型由 Tony Hoare 在 20 世纪 70 年代提出,是一种基于消息传递的并发模型。其核心思想是:

  • 通信代替共享:并发实体(如 Goroutine)通过 Channel 进行通信,而不是直接共享内存。
  • Channel 是第一类对象:Channel 是 CSP 模型的核心,用于在并发实体之间传递消息。
  • 同步通信:发送和接收操作是阻塞的,确保消息的同步传递。

CSP 模型的优势在于:

  • 避免了传统多线程编程中的锁竞争问题。
  • 简化了并发编程的复杂性。
  • 提高了程序的可读性和可维护性。

Golang 中的 CSP 实现

Golang 通过 GoroutineChannel 实现了 CSP 模型。

1. Goroutine

Goroutine 是 Golang 中的并发执行单位,类似于线程,但比线程更轻量。其特点包括:

  • 用户态调度:Goroutine 由 Go 运行时调度,避免了内核态和用户态的切换开销。
  • 低成本创建:每个 Goroutine 的栈空间初始很小(通常为 2KB),可以轻松创建成千上万的 Goroutine。
  • 动态扩展:Goroutine 的栈空间会根据需要动态扩展和收缩。
2. Channel

Channel 是 Goroutine 之间的通信机制,用于传递数据。其特点包括:

  • 类型安全:Channel 有明确的类型,只能传递指定类型的数据。
  • 同步通信:发送和接收操作是阻塞的,确保数据的同步传递。
  • 双向或单向:Channel 可以是双向的,也可以是单向的(只发送或只接收)。

GPM 调度模型

Golang 的并发调度由 GPM 模型 实现,即:

  • G(Goroutine):用户级的轻量级线程,每个 Goroutine 保存自己的上下文信息。
  • P(Processor):逻辑处理器,负责调度 Goroutine 和线程(M)之间的关联关系。
  • M(Machine):操作系统线程,负责执行 Goroutine。
GPM 的工作原理
  1. 初始化:Go 程序启动时,会创建多个 P(默认等于 CPU 核心数),每个 P 绑定一个 M。
  2. Goroutine 调度
    • 每个 P 维护一个本地 Goroutine 队列(Local Runqueue)。
    • 当一个 Goroutine 被创建时,会被放入某个 P 的本地队列中。
    • M 从绑定的 P 的本地队列中获取 Goroutine 并执行。
  3. 阻塞处理
    • 如果 Goroutine 发生阻塞(如 IO 操作),M 会释放 P,P 会绑定到另一个 M 继续执行其他 Goroutine。
    • 当阻塞的 Goroutine 恢复时,会被放入全局队列(Global Runqueue)或某个 P 的本地队列中。
  4. 负载均衡
    • 如果某个 P 的本地队列为空,它会从全局队列或其他 P 的本地队列中“偷取” Goroutine。
    • 如果全局队列也为空,M 会进入休眠状态,直到有新的 Goroutine 被创建。

GPM 调度模型
G Goroutine
P Processor
M Machine
用户级轻量级线程
保存上下文信息
逻辑处理器
调度 Goroutine 和 M 的关系
操作系统线程
执行 Goroutine
维护本地 Goroutine 队列
从队列中获取 Goroutine
执行 Goroutine
是否阻塞?
释放 PM 绑定到其他 P
继续执行
阻塞恢复后放入全局队列
其他 P 从全局队列中偷取 Goroutine
以下是 Golang 中使用 Goroutine 和 Channel 实现并发通信的示例:
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {
    for job := range jobs {
        fmt.Printf("Worker %d started job %d\n", id, job)
        time.Sleep(time.Second) // 模拟任务执行
        fmt.Printf("Worker %d finished job %d\n", id, job)
        results <- job * 2 // 将结果发送到 results Channel
    }
}

func main() {
    const numJobs = 5
    jobs := make(chan int, numJobs)
    results := make(chan int, numJobs)

    // 启动 3 个 Worker Goroutine
    for w := 1; w <= 3; w++ {
        go worker(w, jobs, results)
    }

    // 发送任务到 jobs Channel
    for j := 1; j <= numJobs; j++ {
        jobs <- j
    }
    close(jobs)

    // 从 results Channel 中接收结果
    for a := 1; a <= numJobs; a++ {
        fmt.Println("Result:", <-results)
    }
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/960984.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

HTML5+SVG+CSS3实现雪中点亮的圣诞树动画效果源码

源码介绍 这是一款基于HTML5SVGCSS3实现雪中点亮的圣诞树动画效果源码。画面中的圣诞树矗立在雪地中&#xff0c;天上飘落着雪花。当鼠标滑过圣诞树时&#xff0c;可见到圣诞树上的灯光闪烁&#xff0c;同时左下角探出雪怪模样的半个脑袋&#xff0c;四处张望着。整体画面栩栩…

基于蓝牙6.0的RSSI和UWB融合定位方法,可行性分析

融合RSSI&#xff08;接收信号强度指示&#xff09;和UWB&#xff08;超宽带&#xff09;两种技术进行蓝牙6.0定位是完全可行的&#xff0c;并且可以带来更高的定位精度和稳定性。本文给出分析和MATLAB仿真结果 文章目录 技术优势RSSIUWB融合的优势 实现方案数据融合算法硬件要…

Openfga 授权模型搭建

1.根据项目去启动 配置一个 openfga 服务器 先创建一个 config.yaml文件 cd /opt/openFGA/conf touch ./config.yaml 怎么配置&#xff1f; 根据官网来看 https://github.com/openfga/openfga/blob/main/.config-schema.json 这里讲述详细的每一个配置每一个类型 这些配…

零刻SER7接口及配置跑分

今天入手了一台迷你机-零刻SER7 &#xff0c;不得不说这机身是真的小啊&#xff0c;相比于传统台式机&#xff0c;它几乎不占空间&#xff0c;可以轻松放置在桌面、电视柜甚至背包中&#xff0c;非常适合需要频繁移动或空间有限的用户。尽管体积小巧&#xff0c;但零刻SER7在性…

ResNeSt: Split-Attention Networks 参考论文

参考文献 [1] Tensorflow Efficientnet. https://github.com/tensorflow/tpu/tree/master/models/official/efficientnet. Accessed: 2020-03-04. 中文翻译&#xff1a;[1] TensorFlow EfficientNet. https://github.com/tensorflow/tpu/tree/master/models/official/efficien…

能够对设备的历史数据进行学习与分析,通过与设备当前状态的比对,识别潜在故障并做出预判的名厨亮灶开源了。

明厨亮灶视频监控平台是一款功能强大且简单易用的实时算法视频监控系统。它的愿景是最底层打通各大芯片厂商相互间的壁垒&#xff0c;省去繁琐重复的适配流程&#xff0c;实现芯片、算法、应用的全流程组合&#xff0c;从而大大减少企业级应用约95%的开发成本。AI技术可以24小时…

大数据学习之Kafka消息队列、Spark分布式计算框架一

Kafka消息队列 章节一.kafka入门 4.kafka入门_消息队列两种模式 5.kafka入门_架构相关名词 Kafka 入门 _ 架构相关名词 事件 记录了世界或您的业务中 “ 发生了某事 ” 的事实。在文档中 也称为记录或消息。当您向 Kafka 读取或写入数据时&#xff0c;您以事件的 形式执行…

爱书爱考平台说明

最近我开发了一个综合性的考试平台&#xff0c;内容包括但不限于职业资格证考试、成人教育、国家公务员考试等内容。目前1.0版本已经开发完成&#xff0c;其他的功能陆续完善中。 微信小程序搜索"爱书爱考" 微信小程序图标如下图: 目前维护了java相关的面试题的考题…

Docker/K8S

文章目录 项目地址一、Docker1.1 创建一个Node服务image1.2 volume1.3 网络1.4 docker compose 二、K8S2.1 集群组成2.2 Pod1. 如何使用Pod(1) 运行一个pod(2) 运行多个pod 2.3 pod的生命周期2.4 pod中的容器1. 容器的生命周期2. 生命周期的回调3. 容器重启策略4. 自定义容器启…

2023年吉林省职业院校技能大赛网络系统管理样题-网络配置(华三代码)

目录 附录1:拓扑图 附录2:地址规划表 1.S1 2.S3 3.S4 4.S5 5.S7 6.S8 7.S9 8.R1 9.R2 10.R3 11.EG1 12.EG2 13.AC1 14.AC2 附录1:拓扑图 编号 型号

HTML-新浪新闻-实现标题-排版

标题排版 图片标签&#xff1a;<img> src&#xff1a;指定图片的url&#xff08;绝对路径/相对路径&#xff09; width&#xff1a;图片的宽度&#xff08;像素/相对于父元素的百分比&#xff09; heigth&#xff1a;图片的高度&#xff08;像素/相对于父元素的百分比&a…

基于物联网的智能环境监测系统(论文+源码)

1系统的功能及方案设计 本课题为基于物联网的智能环境监测系统的设计与实现&#xff0c;整个系统采用stm32f103单片机作为主控制器&#xff0c;通过DHT11传感器实现智能环境监测系统温度和湿度的检测&#xff0c;通过MQ传感器实现CO2浓度检测&#xff0c;通过光照传感器实现光照…

全面解析文件上传下载删除漏洞:风险与应对

在数字化转型的时代&#xff0c;文件上传、下载与删除功能已经成为各类应用程序的标准配置&#xff0c;从日常办公使用的协同平台&#xff0c;到云端存储服务&#xff0c;再到社交网络应用&#xff0c;这些功能在给用户带来便捷体验、显著提升工作效率的同时&#xff0c;也隐藏…

1.2第1章DC/DC变换器的动态建模-1.2Buck-Boost 变换器的交流模型--电力电子系统建模及控制 (徐德鸿)--读书笔记

1.2 Buck-Boost 变换器的交流模型 Buck- Boost变换器是一种典型的DC/DC变换器&#xff0c;具有升压和降压功能其输出电压的极性与输入电压相反&#xff0c;见图1-4a。当电感L的电流i(t)连续时一个开关周期可以分为两个阶段。在阶段1&#xff0c;开关在位置1时&#xff0c;即&am…

06-AD向导自动创建P封装(以STM32-LQFP48格式为例)

自动向导创建封装 自动向导创建封装STM32-LQFP48Pin封装1.选则4排-LCC或者QUAD格式2.计算焊盘相定位长度3.设置默认引脚位置(芯片逆时针)4.特殊情况下:加额外的标记 其他问题测量距离:Ctrl M测量 && Ctrl C清除如何区分一脚和其他脚?芯片引脚是逆时针看的? 自动向导…

若依基本使用及改造记录

若依框架想必大家都了解得不少&#xff0c;不可否认这是一款及其简便易用的框架。 在某种情况下&#xff08;比如私活&#xff09;使用起来可谓是快得一匹。 在这里小兵结合自身实际使用情况&#xff0c;记录一下我对若依框架的使用和改造情况。 一、源码下载 前往码云进行…

面试经典150题——图

文章目录 1、岛屿数量1.1 题目链接1.2 题目描述1.3 解题代码1.4 解题思路 2、被围绕的区域2.1 题目链接2.2 题目描述2.3 解题代码2.4 解题思路 3、克隆图3.1 题目链接3.2 题目描述3.3 解题代码3.4 解题思路 4、除法求值4.1 题目链接4.2 题目描述4.3 解题代码4.4 解题思路 5、课…

基于SpringBoot电脑组装系统平台系统功能实现六

一、前言介绍&#xff1a; 1.1 项目摘要 随着科技的进步&#xff0c;计算机硬件技术日新月异&#xff0c;包括处理器&#xff08;CPU&#xff09;、主板、内存、显卡等关键部件的性能不断提升&#xff0c;为电脑组装提供了更多的选择和可能性。不同的硬件组合可以构建出不同类…

万字长文总结前端开发知识---JavaScriptVue3Axios

JavaScript学习目录 一、JavaScript1. 引入方式1.1 内部脚本 (Inline Script)1.2 外部脚本 (External Script) 2. 基础语法2.1 声明变量2.2 声明常量2.3 输出信息 3. 数据类型3.1 基本数据类型3.2 模板字符串 4. 函数4.1 具名函数 (Named Function)4.2 匿名函数 (Anonymous Fun…

MySQL(单表访问)

今天是新年&#xff0c;祝大家新年快乐&#xff0c;但是生活还是得继续。 后面也会持续更新&#xff0c;学到新东西会在其中补充。 建议按顺序食用&#xff0c;欢迎批评或者交流&#xff01; 缺什么东西欢迎评论&#xff01;我都会及时修改的&#xff01; 大部分截图和文章采…