#2.7 并发

有人把Go比作21世纪的C语言，第一是因为Go语言设计简单，第二，21世纪最重要的就是并行程序设计，而GO从语言层面就支持了并行。

##Goroutines

Goroutines是Go并行设计的核心。Goroutines说到底其实就是线程，但是他比线程更小，十几个Goroutines可能体现在底层就是五六个线程，Go语言内部帮你实现了这些Goroutines之间的内存共享。Go语言的作者经常说着这样一句话，不要通过共享来通信，而要通过通信来共享。

Goroutines是通过Go的runtime管理的一个线程管理器。Goroutines通过`go`关键字实现了，其实就是一个普通的函数。

	go hello(a, b, c)

通过关键字go就启动了一个Goroutines。我们来看一个例子

	package main

	import (
		"fmt"
		"runtime"
	)

	func say(s string) {
		for i := 0; i < 5; i++ {
			runtime.Gosched()
			fmt.Println(s)
		}
	}

	func main() {
		go say("world") //开一个新的Goroutines执行
		say("hello") //当前Goroutines执行
	}

	输出：
	hello
	world
	hello
	world
	hello
	world
	hello
	world
	hello

我们可以看到go关键字很方便的就实现了并发编程。
##channels
Goroutines运行在相同的地址空间，因此访问共享内存必须做好同步。那么Goroutines之间如何进行数据的通信呢，Go提供了一个很好的通信机制channel。channel可以与Unix shell 中的双向管道做类比：可以通过它发送或者接收值。这些值只能是特定的类型：channel类型。定义一个channel 时，也需要定义发送到channel 的值的类型。注意，必须使用make 创建channel：

	ci := make(chan int)
	cs := make(chan string)
	cf := make(chan interface{})

channel通过操作符`<-`来接收和发送数据

	ch <- v    // 发送v到channel ch.
	v := <-ch  // 从ch中接收数据，并赋值给v

我们把这些应用到我们的例子中来：

	package main

	import "fmt"

	func sum(a []int, c chan int) {
		sum := 0
		for _, v := range a {
			sum += v
		}
		c <- sum  // send sum to c
	}

	func main() {
		a := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}

		c := make(chan int)
		go sum(a[:len(a)/2], c)
		go sum(a[len(a)/2:], c)
		x, y := <-c, <-c  // receive from c

		fmt.Println(x, y, x + y)
	}

默认情况下，channel接收和发送数据都是阻塞的除非另一端已经准备好，这样就使得Goroutines同步变的更加的简单，而不需要显式的lock。所谓阻塞，也就是如果读取（value := <-ch）它将会被阻塞，直到有数据接收。其次，任何发送（ch<-5）将会被阻塞，直到数据被读出。无缓冲channel 是在多个goroutine之间同步很棒的工具。

##Buffered Channels
上面我们介绍了默认的非缓存类型的channel，不过Go也允许指定channel的缓冲大小，很简单，就是channel可以存储多少元素。ch:= make(chan bool, 4)，创建了可以存储4个元素的bool 型channel。在这个channel 中，前4个元素可以无阻塞的写入。当写入第5个元素时，代码将会阻塞，直到其他goroutine从channel 中读取一些元素，腾出空间。

	ch := make(chan type, value)

	value == 0 ! 无缓冲（阻塞）
	value > 0 ! 缓冲（非阻塞，直到value 个元素）

我们看一下下面这个例子，你可以在自己本机测试一下，修改相应的value值


	package main

	import "fmt"

	func main() {
		c := make(chan int, 2)//修改2为1就报错，修改2为3可以正常运行
		c <- 1
		c <- 2
		fmt.Println(<-c)
		fmt.Println(<-c)
	}

##Range和Close
上面这个例子中，我们需要读取两次c，这样不是很方便，Go考虑到了这一点，所以也可以通过range，像操作slice或者map一样操作缓存类型的channel，请看下面的例子

	package main

	import (
		"fmt"
	)

	func fibonacci(n int, c chan int) {
			x, y := 1, 1
			for i := 0; i < n; i++ {
					c <- x
					x, y = y, x + y
			}
			close(c)
	}

	func main() {
		c := make(chan int, 10)
		go fibonacci(cap(c), c)
		for i := range c {
			 fmt.Println(i)
		}
	}

`for i := range c`能够不断的读取channel里面的数据，直到该channel被显式的关闭。上面代码我们看到可以显式的关闭channel，生产者通过关键字`close`函数关闭channel。关闭channel之后就无法再发送任何数据了，在消费方可以通过语法`v, ok := <-ch`测试channel是否被关闭。如果ok返回false，那么说明channel已经没有任何数据并且已经被关闭。

>记住应该在生产者的地方关闭channel，而不是消费的地方去关闭它，这样容易引起panic

>另外记住一点的就是channel不像文件之类的，不需要经常去关闭，只有当你确实没有任何发送数据了，或者你想显式的结束range循环之类的

##Select
我们上面介绍的都是只有一个channel的情况，那么如果存在多个channel的时候，我们该如何操作呢，Go里面提供了一个关键字`select`，通过`select`可以监听channel上的数据流动。

`select`默认是阻塞的，只有当监听的channel中有发送或接收可以进行时才会运行，当多个channel都准备好的时候，select是随机的选择一个执行的。

	package main

	import "fmt"

	func fibonacci(c, quit chan int) {
		x, y := 1, 1
		for {
				select {
				case c <- x:
						  x, y = y, x + y
				case <-quit:
			fmt.Println("quit")
						return
				}
		}
	}

	func main() {
		c := make(chan int)
		quit := make(chan int)
		go func() {
			for i := 0; i < 10; i++ {
				fmt.Println(<-c)
			}
			quit <- 0
		}()
		fibonacci(c, quit)
	}

虽然goroutine是并发执行的，但是它们并不是并行运行的。如果不告诉Go额外的东西，同一时刻只会有一个goroutine执行逻辑代码。利用runtime.GOMAXPROCS(n)可以设置goroutine并行执行的数量。GOMAXPROCS 设置了同时运行逻辑代码的系统线程 的最大数量，并返回之前的设置。如果n < 1，不会改变当前设置。以后Go的新版本中调度得到改进后，这将被移除。

在`select`里面还有default语法，`select`其实就是类似switch的功能，default就是当监听的channel都没有准备好的时候，默认执行的（select不再阻塞等待channel）。

	select {
	case i := <-c:
		// use i
	default:
		// 当c阻塞的时候执行这里
	}


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