（四十三）golang--管道
假设我们现在有这么一个需求：
计算1-200之间各个数的阶乘，并将每个结果保存在map中，最终显示出来，要求使用goroutine。
分析：
（1）使用goroutine完成，效率高，但是会出现并发/并行安全问题；
（2）不同协程之间如何通信；
对于（1）：不同协程之间可能同时对一块内存进行操作，导致数据的混乱，即并发/并行不安全；主协程运行完了，计算阶乘的协程却没有运行完，功能并不能够准确实现；可利用互斥锁解决该问题；
对于（2）：可以利用利用管道；
正常的代码：
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package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var (
myMap = make(map[int]int, 10)
)
func cal(n int) {
res := 1
for i := 1; i <= n; i++ {
res *= i
}
myMap[n] = res
}
func main() {
for i := 1; i <= 15; i++ {
go cal(i)
}
for i, v := range myMap {
fmt.Printf("map[%d]=%d\n", i, v)
}
}
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运行结果：会报错
1.利用互斥锁
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package main
import (
"fmt"
"sync"
""
)
var (
myMap = make(map[int]int, 10)
//lock是全局互斥锁,synchornized
lock sync.Mutex
)
func cal(n int) {
res := 1
for i := 1; i <= n; i++ {
res *= i
}
lock.Lock()
myMap[n] = res
lock.Unlock()
}
func main() {
for i := 1; i <= 15; i++ {
go cal(i)
}
for i, v := range myMap {
fmt.Printf("map[%d]=%d\n", i, v)
}
}
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有可能主程序运行完了而cal还没运行完（上面结果只到13，没有14,15），需要加上time.Sleep(time.Seconde*3)，而在输出时，由于主协程并不知道程序已经完成了，底层仍然可能出现竞争资源，所以在输出阶段也要加上互斥锁。最终代码如下：
复制代码
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
var (
myMap = make(map[int]int, 10)
//lock是全局互斥锁,synchornized
lock sync.Mutex
)
func cal(n int) {
res := 1
for i := 1; i <= n; i++ {
res *= i
}
lock.Lock()
myMap[n] = res
lock.Unlock()
}
func main() {
for i := 1; i <= 15; i++ {
go cal(i)
}
time.Sleep(time.Second * 4)
lock.Lock()
for i, v := range myMap {
fmt.Printf("map[%d]=%d\n", i, v)
}
lock.Unlock()
}
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为什么需要管道？
（1）主线程在等待所有协程全部完成的时间很难确定；
（2）如果主线程休眠时间长了，会加长等待时间，如果等待时间短了，可能协程还处于工作状态，这时也会随着主协程的结束而销毁；
（3）通过全局变量加锁同步来实现通讯，也并不利于多个协程对全局变量的读写操作；
管道的介绍：
（1）管道的本质就是一种数据结构--队列；
（2）数据先进先出；
（3）线程安全，多协程访问时，不需要加锁；
（4）管道只能存储相同的数据类型；
管道的声明：
var intChan chan int;
var stringChan chan string;
var mapChan chan map[int]string;
var perChan chan Person;
var perChan chan *Person;
注意：管道是引用类型；管道必须初始化后才能写入数据；管道是有类型的，即IntChan只能写入int；
管道初始化：
var intChan chan int
intChan = make(chan int,10)
向管道中读写数据：
num := 10
intChan<-num
var num2 int
num2<-intChan
注意：管道容量满了则不能继续写入，在没有使用协程的情况下，管道空了不能继续读取。
如何使管道中存储任意数据类型？
channel的关闭：
使用内置的close可以关闭管道，关闭后不能再进行写入，但是可以进行读取；
channel的遍历：
channel可以使用for range进行遍历 ，但是要注意：
在遍历时，如果channel没有关闭，则会出现deadlock错误；
在遍历时，如果channel已经关闭，则会正常遍历数据，遍历完成后退出；（即在遍历前需要先关闭管道）
2.利用管道实现边写边读
流程图：
复制代码
package main
import (
"fmt"
)
var (
myMap = make(map[int]int, 10)
)
func cal(n int) map[int]int {
res := 1
for i := 1; i <= n; i++ {
res *= i
}
myMap[n] = res
return myMap
}
func write(myChan chan map[int]int) {
for i := 0; i <= 15; i++ {
myChan <- cal(i)
fmt.Println("writer data：", cal(i))
}
close(myChan)
}
func read(myChan chan map[int]int, exitChan chan bool) {
for {
v, ok := <-myChan
if !ok {
break
}
fmt.Println("read data：", v)
}
exitChan <- true
close(exitChan)
}
func main() {
var myChan chan map[int]int
myChan = make(chan map[int]int, 20)
var exitChan chan bool
exitChan = make(chan bool, 1)
go write(myChan)
go read(myChan, exitChan)
for {
_, ok := <-exitChan
if !ok {
break
}
}
}
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结果：
思考：假设我们注销掉go read(myChan,exitChan)会发生什么呢？
也就是说，只有写入myChan而没有读取myChan，当存入myChan里面的数据达到了myChan的容量，再继续存入就会报deadlock错误。同时，由于exitChan需要写入一个true，而exitChan需要读取完myChan中的数据后才写入一个true，但是现在不能进行读取，也就是说，true不会写入exitChan，就形成了阻塞。假设我们打开go read(myChan,exitChan)，我们设置其每隔1秒才读取一条数据，而写入则让其正常运行，也就是说，写入很快，读取很慢，这样会导致deadlock吗？答案是不会，只要有读取，golang会有个机制，不会让myChan存储的值超过myChan的容量。
管道的使用注意事项：
（1）在默认情况下，管道是双向的。管道是可以声明是只读还是只写；
var intChan chan<-int（只写）
intChan = make(chan int,3)
var intChan2 <-chan int
（2）使用select可以解决从管道取数据阻塞问题；
复制代码
func Test2() {
intChan := make(chan int, 10)
for i := 0; i < 10; i++ {
intChan <- i
}
strChan := make(chan string, 5)
for i := 0; i < 5; i++ {
strChan <- "hello" + fmt.Sprintf("%d", i)
}
//传统方法是可用close关闭，但是当不知道什么时候需要关闭时，这就不可用
//实际开发中可以使用select解决
for {
select {
case v := <-intChan:
fmt.Printf("从intChan中读取数据%d\n", v)
case v := <-strChan:
fmt.Printf("从strChan中读取数据%s\n", v)
default:
fmt.Println("都取不到数据了")
return
}
}
}
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运行结果：
（4）goroutine中使用recover，解决协程中出现panic，导致程序崩溃问题。
说明：如果我们建立了一个协程，但是这个协程出现了panic，如果我们没有捕获这个panic，则会造成整个程序的崩溃，这时，我们可以在goroutine中使用recover来捕获panic，进行处理，这样即使这个协程发生了问题，但是主线程仍然不受影响。
复制代码
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func sayHello() {
for i := 0; i < 10; i++ {
time.Sleep(time.Millisecond * 3)
fmt.Println("hello")
}
}
func test() {
//这里我们可以使用defer revover解决nil
defer func() {
if err := recover(); err != nil {
fmt.Println("test()发生错误，error=", err)
}
}()
var myMap map[int]string
myMap[0] = "golang"
}
func main() {
go sayHello()
go test()
for i := 0; i < 10; i++ {
time.Sleep(time.Millisecond * 3)
fmt.Println("main() ok=", i)
}
}https://www.cnblogs.com/xiximayou/p/11953584.html