淺談golang for 循環中使用協程的問題

兩個例子

package main 
import (
 "fmt"
 "time"
)
 
func Process1(tasks []string) {
 for _, task := range tasks {
 // 啟動協程並發處理任務
 go func() {
 fmt.Printf("Worker start process task: %s\n", task)
 }()
 }
}
 
func main() { 
 tasks := []string{"1", "2", "3", "4", "5"}
 Process1(tasks)
 time.Sleep(2 * time.Second)
}

結果:

第一次運行

Worker start process task: 3
Worker start process task: 4
Worker start process task: 4
Worker start process task: 5
Worker start process task: 5

第二次運行

Worker start process task: 2
Worker start process task: 5
Worker start process task: 5
Worker start process task: 5
Worker start process task: 5
package main 
import (
 "fmt"
 "time"
)
 
func Process1(tasks []string) {
 for _, task := range tasks {
 // 啟動協程並發處理任務
 go func() {
 fmt.Printf("Worker start process task: %s\n", task)
 }()
 }
}
 
func Process2(tasks []string) {
 for _, task := range tasks {
 // 啟動協程並發處理任務
 go func(t string) {
 fmt.Printf("Worker start process task: %s\n", t)
 }(task)
 }
}
func main() {
 tasks := []string{"1", "2", "3", "4", "5"}
 Process2(tasks)
 time.Sleep(2 * time.Second)
}

結果

第一次運行

Worker start process task: 5
Worker start process task: 4
Worker start process task: 2
Worker start process task: 3
Worker start process task: 1

第二次運行

Worker start process task: 2
Worker start process task: 5
Worker start process task: 4
Worker start process task: 1
Worker start process task: 3

上述問題,有個共同點就是都引用瞭循環變量。即在for index, value := range xxx語句中,

index和value便是循環變量。不同點是循環變量的使用方式,有的是直接在協程中引用(題目一),有的作為參數傳遞(題目二)。

循環變量是易變的

首先,循環變量實際上隻是一個普通的變量。

語句for index, value := range xxx中,每次循環index和value都會被重新賦值(並非生成新的變量)。

如果循環體中會啟動協程(並且協程會使用循環變量),就需要格外註意瞭,因為很可能循環結束後協程才開始執行,

此時,所有協程使用的循環變量有可能已被改寫。(是否會改寫取決於引用循環變量的方式)

循環變量需要綁定

在題目一中,協程函數體中引用瞭循環變量task,協程從被創建到被調度執行期間循環變量極有可能被改寫,所以會出現兩次結果相差較大,比如第一個協程啟動for range變量正好循環到3,for屬於主協程的一部分。go func是子協程,主子分開看。這種情況下,其實for range裡面的循環變量沒有跟子協程綁定,稱之為變量沒有綁定。所以,題目一打印結果是混亂的。很有可能(隨機)所有協程執行的task都是列表中的最後一個task,也可能不是。

在題目二中,協程函數體中並沒有直接引用循環變量task,而是使用的參數與協程進行瞭綁定。而在創建協程時,循環變量task

作為函數參數傳遞給瞭協程。參數傳遞的過程實際上也生成瞭新的變量,也即間接完成瞭綁定。

所以,題目二實際上是沒有問題的。就是實際參數順序是按照for range產生的變量順序綁定給子協程的。

ps:

簡單點來說

如果循環體沒有並發出現,則引用循環變量一般不會出現問題;

如果循環體有並發,則根據引用循環變量的位置不同而有所區別

通過參數完成綁定,則一般沒有問題;

函數體中引用,則需要顯式地綁定

補充:Go語言的協程中,寫死循環的註意點:

現象:

在寫Go的多協程程序時,出現過幾次無法理解的情況。

有一次,我想寫一個能跑滿cpu的程序,最容易想到的就是,開幾個Go的協程,每個協程裡寫死循環。沒想到,運行的時候發現,協程就隻開出瞭一個。

另一次,我寫瞭個程序,也是開瞭多個協程。因為如果不阻塞住主函數,主函數一結束,程序就會結束。所以我就在主函數結束前加瞭個死循環。然後就發現整個協程都被卡住瞭。

分析:

其實,這個東西是協程的特點。以前沒用過協程,加上Go又說可以當線程用。所以想當然的寫瞭死循環。

準確的說,是在Go語言裡,寫瞭死循環,並且死循環內並沒有什麼系統調用,隻有簡單的計算這類的。你就會發現,Go的協程調度就廢掉瞭。

協程並非像線程那樣,是由CPU中斷來觸發切換的。它不是應用程序能控制的(操作系統內核的某些關鍵操作會被保護,不被中斷)。即使你在線程裡寫瞭死循環,隻要周期一到,CPU產生終端,死循環會被打斷,重新調度。但是,協程就不是這樣瞭,協程的調度其實是在協程調用瞭某個系統調用時,自動跳到另一個協程執行。也就是這個“中斷”是程序主動產生的,而不是被”中斷”。

所以,協程中,如果你寫瞭死循環,那你的死循環就會一直跑著,而不會讓別的協程運行。主函數中也是一樣,而且主函數中執行這個會讓整個協程卡住,因為調度的代碼沒法被執行。

在Go語言中,如果你想寫死循環,循環裡面沒有系統調用,又想讓Go的協程能起作用,隻需要在死循環裡面加一條語句即可。估計系統調用時也是這個語句起的作用。

runtime.Gosched() //主動讓出時間片

還可以使用

select{}

來實現無限阻塞,而不是使用for{}

以上為個人經驗,希望能給大傢一個參考,也希望大傢多多支持WalkonNet。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。

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