【Go语言快速上手(五)】文件操作&协程操作

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GO快速上手

• 1. 前言
• 2. GO语言的文件操作
• 2. 初识协程
• 3. 协程的等待问题
• 4. 协程的资源竞争问题
• 5. 总结以及拓展

  1. 前言

  本篇文章将会将GO语言的一大杀器,那就是协程. 为啥很多大厂都在慢慢的转GO.看完这篇文章你可能会有所感悟

  本章重点:

  本篇文章会讲解GO语言中如何读写/创建文件,也就是我们所谓的IO流的用法. 然后, 会讲解协程的基本概念和GO语言中是如何操控协程的, 在协程的讲解中会穿插资源竞争下的锁问题,会讲解互斥锁和读写锁在GO语言中是如何使用的. 最后会给大家讲解GO语言中的特殊的类型: channel管道

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  2. GO语言的文件操作

  这里就不多叙述什么是IO操作了,毕竟本系列的文章不是0基础. 首先最经典的IO操作函数,open和close:

  请注意, open是函数,而close是方法,他们的用法是不同的,并且,open函数位于os包下,使用前记得import包进去. 除此之外,打开文件后不能直接读取内容,需要创建一个流,这个流你可以理解为是一条管道,连接被打开的文件和程序, 利用这条管道来读取文件中的数据

  package main
  import (
  	"bufio"
  	"fmt"
  	"os"
  )
  func main() {//打开文件
  	 f, err := os.Open("test.txt")
  	if err != nil{fmt.Println("打开文件失败
  	}
  	defer f.close() //函数执行完后关闭
  	//创建一个流)
  	reader := bufio.NewReader(f)
  	//读取操作
  	for{//以回车作为标识符,遇见\n后就是一次读取
  		str.err := reader.ReadString("\n")
  		if err!=io.EOF{break
  		}
  		fmt.Println(str)
  	}
  }
  

  其实你对操作系统有一点理解的话,你应该能猜出来,所谓的GO语言的open,close,,newreader函数,无非就是封装了内几个系统调用

  还有一种写法可以不用使用open和close就能读取/写入文件:

  context,err := ioutil.ReadFile("文件路径")//返回值是[]byte,err
  if err != nil{fmt.Println("读取出错",err)
  }
  fmt.Printf("%v",string(context))//将[]byte转换为string输出
  

  还有一种打开文件的方法:

  这和Linux下调用系统调用打开文件时,设置权限类似:

  writer, err := os.OpenFile("test.txt", os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND, 0)
  	defer writer.Close()
  	if err != nil {fmt.Println("openfile err")
  		return
  	}
  	//一个流对应到一个文件上(管道)
  	writefile := bufio.NewWriter(writer)
  	//只是将数据写入了缓冲区,而还没有刷新到文件中
  	writefile.WriteString("\nneokou will be the best")
  	writefile.Flush()
  

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  2. 初识协程

  在学习线程时,理解线程是轻量级的进程,使用多个线程完成不同的任务带来的损耗远比全部使用进程要少. 虽然线程已经够优秀了,但是进行上下文切换也会浪费很多时间, 于是引入了协程的概念, 协程可以理解为是微线程, 协程不像进程和线程一样需要进行上下文的切换, 协程的上下文切换由开发人员决定. 多的概念不说,GPT一搜遍地都是.总之协程是用来替代线程去完成高并发任务的

  话不多说,直接上案例:

  func Routine(){for i:=0;i<10;i++{fmt.Println("hello routine")
  		//阻塞一秒
  		time.Sleep(time.Second*1)
  	}
  	func main(){go routine()
  	for i:=0;i<10;i++{fmt.Println("hello main")
  		time.Sleep(time.Second*1)
  	}
  }
  

  是的你没看错,这就是GO语言的大杀器,一个简单的关键字go,蕴含了多少功力? go后面加上一个函数,就是启动一个协程去执行此函数.除此之外,主线程退出后,协程也会跟着退出

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  3. 协程的等待问题

  和线程甚至是进程一样, 协程启动后,主线程需要等待协程将代码执行完才能结束程序,否则一旦主线程退出,那么协程也会跟着退出,在Linux中的waitpid函数,或是pthread_join函数都是在做这一件事情. 而GO语言中的等待比较特殊, 通过add函数增加计数,通过done函数减少计数,而主程序等待计数器变为0后,就可以往后执行了

  package main
  import (
  	"fmt"
  	"sync"
  	"time"
  )
  var wg sync.WaitGroup
  var sum int
  func add() {defer wg.Done() //函数执行完后,计数器减一
  	for i := 0; i < 10000; i++ {sum++
  	}
  }
  func main() {//设置计数为3代表要启动三个协程
  	wg.Add(3)
  	go add()
  	go add()
  	go add()
  	wg.Wait()
  	fmt.Println(sum)
  }
  

  当三个协程都执行完add函数后,计数器才会变成0,那么wg.Wait函数才会继续往后执行. 等待相关函数在sync包下,并且后面要讲解的加解锁函数也在sync包下

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  4. 协程的资源竞争问题

  和线程一样,协程并发执行时也会有共享资源竞争的问题,这个问题的具体内容相信大家都是了解的,所以我们需要通过加解锁的方式来避免出现问题:

  直接上案例:

  package main
  import (
  	"fmt"
  	"sync"
  )
  var wg sync.WaitGroup //定义waitgroup结构体
  var sum int
  var lock sync.Mutex //定义锁结构
  func add() {defer wg.Done()
  	for i := 0; i < 10000; i++ {lock.Lock()
  		sum++
  		lock.Unlock()
  	}
  }
  func main() {wg.Wait() //阻塞等待协程计数器减为0 
  	wg.Add(3)
  	go add()
  	go add()
  	go add()
  	wg.Wait()
  	fmt.Println(sum)
  }
  

  相信有一点基础的你,看见这份代码是心里一笑,嘴角上扬,根本没有难度, 我们知道纯粹的互斥锁使用起来效率比较低,特别是在读多写少的场景下更是让人头疼,所以引入读写锁也是很有必要的.就是将读锁和写锁分开.如果你之前了解过读写锁,那么这些对你来说将会是小菜一碟

  package main
  import (
  	"fmt"
  	"sync"
  	"time"
  )
  var rwlock sync.RWMutex //第一读写锁结构
  var wg sync.WaitGroup
  var sum int
  func add() {defer wg.Done()
  	for i := 0; i < 10000; i++ {rwlock.Lock() //lock默认为写锁枷锁
  		sum++
  		rwlock.Unlock()
  	}
  }
  func read(n int) {defer wg.Done()
  	rwlock.RLock() //读锁加锁
  	fmt.Println("开始读取: ", n)
  	time.Sleep(time.Second * 2)
  	fmt.Println("读取成功 ", n)
  	rwlock.RUnlock()
  }
  func main() {wg.Add(4)
  	go add()
  	go read(1)
  	go read(2)
  	go read(3)
  	wg.Wait()
  	fmt.Println(sum)
  }
  

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  5. 总结以及拓展

  其实协程的用法和线程非常类似,只不过它比线程更轻量,使用起来也更加的方便.所以说协程是GO语言的一大杀器, 直接使用go关键字就能开启协程. 这CPP看了都流泪了啊

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