Go语言并发模型的案例分析 - 问答

Go语言的并发模型是其核心特性之一，它通过goroutines和channels提供了一种相对简单而强大的方式来处理并发任务。下面我将通过几个案例分析来展示Go语言并发模型的应用。

案例一：并发HTTP服务器

假设我们要构建一个并发HTTP服务器，该服务器能够同时处理多个客户端请求。我们可以使用goroutines来实现这一点。

package main

import (
 "fmt"
 "net/http"
)

func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 fmt.Fprintf(w, "Hello, World!")
}

func main() {
 http.HandleFunc("/", handler)
 http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

在上面的代码中，我们定义了一个简单的HTTP处理函数handler，它只是向客户端发送一条"Hello, World!"消息。在main函数中，我们使用http.HandleFunc将处理函数与路径"/"关联起来，并使用http.ListenAndServe启动服务器监听8080端口。由于HTTP请求是并发的，服务器会为每个请求创建一个新的goroutine来处理，从而实现并发处理。

案例二：并发任务调度

假设我们要构建一个并发任务调度系统，该系统能够同时执行多个任务。我们可以使用goroutines和channels来实现这一点。

package main

import (
 "fmt"
 "sync"
)

func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {
 for j := range jobs {
 fmt.Printf("Worker %d started job %d\n", id, j)
 // 模拟任务执行时间
 fmt.Printf("Worker %d finished job %d\n", id, j)
 results <- j * 2
 }
}

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

 var wg sync.WaitGroup
 for w := 1; w <= 3; w++ {
 wg.Add(1)
 go worker(w, jobs, results)
 }

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

 // 等待所有工作完成
 wg.Wait()

 // 打印结果
 for a := 1; a <= numJobs; a++ {
 fmt.Println("Result:", <-results)
 }
}

在上面的代码中，我们定义了一个worker函数，它从jobs通道接收任务并执行，然后将结果发送到results通道。在main函数中，我们创建了三个工作goroutine，并使用sync.WaitGroup来等待它们完成。然后，我们向jobs通道发送任务，并在所有任务完成后关闭通道。最后，我们从results通道接收并打印结果。

案例三：并发文件读写

假设我们要构建一个并发文件读写系统，该系统能够同时读取和写入多个文件。我们可以使用goroutines和channels来实现这一点。

package main

import (
 "fmt"
 "io/ioutil"
 "os"
 "sync"
)

func readFile(filename string, wg *sync.WaitGroup, results chan<- string) {
 defer wg.Done()
 data, err := ioutil.ReadFile(filename)
 if err != nil {
 results <- fmt.Sprintf("Error reading %s: %v", filename, err)
 return
 }
 results <- string(data)
}

func writeFile(filename string, data string, wg *sync.WaitGroup) {
 defer wg.Done()
 err := ioutil.WriteFile(filename, []byte(data), 0644)
 if err != nil {
 fmt.Printf("Error writing %s: %v\n", filename, err)
 return
 }
}

func main() {
 filenames := []string{"file1.txt", "file2.txt", "file3.txt"}
 data := "Hello, World!"

 var wg sync.WaitGroup
 results := make(chan string, len(filenames))

 // 启动读取goroutines
 for _, filename := range filenames {
 wg.Add(1)
 go readFile(filename, &wg, results)
 }

 // 等待读取完成
 go func() {
 wg.Wait()
 close(results)
 }()

 // 处理读取结果
 for result := range results {
 fmt.Println(result)
 }

 // 启动写入goroutines
 for _, filename := range filenames {
 wg.Add(1)
 go writeFile(filename, data, &wg)
 }

 // 等待写入完成
 wg.Wait()

 fmt.Println("All files have been processed.")
}

在上面的代码中，我们定义了readFile和writeFile函数，分别用于读取和写入文件。在main函数中，我们创建了读取和写入goroutines，并使用sync.WaitGroup来等待它们完成。我们还使用了一个results通道来收集读取结果。最后，我们打印处理结果并等待所有写入操作完成。

这些案例展示了Go语言并发模型的强大功能和灵活性。通过使用goroutines和channels，我们可以轻松地构建并发应用程序，并有效地处理并发任务。

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