Go并發(fā)編程之美-CAS操作

摘要： 一、前言 go語(yǔ)言類似Java JUC包也提供了一些列用于多線程之間進(jìn)行同步的措施，比如低級(jí)的同步措施有 鎖、CAS、原子變量操作類。相比Java來說go提供了獨(dú)特的基于通道的同步措施。本節(jié)我們先來看看go中CAS操作 二、CAS操作 go中的Cas操作與java中類似，都是借用了CPU提供的原子性指令來實(shí)現(xiàn)。

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go語(yǔ)言類似Java JUC包也提供了一些列用于多線程之間進(jìn)行同步的措施，比如低級(jí)的同步措施有 鎖、CAS、原子變量操作類。相比Java來說go提供了獨(dú)特的基于通道的同步措施。本節(jié)我們先來看看go中CAS操作

go中的Cas操作與java中類似，都是借用了CPU提供的原子性指令來實(shí)現(xiàn)。CAS操作修改共享變量時(shí)候不需要對(duì)共享變量加鎖，而是通過類似樂觀鎖的方式進(jìn)行檢查，本質(zhì)還是不斷的占用CPU 資源換取加鎖帶來的開銷（比如上下文切換開銷）。下面一個(gè)例子使用CAS來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器

go中CAS操作具有原子性，在解決多線程操作共享變量安全上可以有效的減少使用鎖所帶來的開銷，但是這是使用cpu資源做交換的。

我簡(jiǎn)單列舉了并發(fā)編程的大綱，需要詳細(xì)的私信“555”~~

Go CSP并發(fā)模型

Go的CSP并發(fā)模型

Go實(shí)現(xiàn)了兩種并發(fā)形式。第一種是大家普遍認(rèn)知的：多線程共享內(nèi)存。其實(shí)就是Java或者C++等語(yǔ)言中的多線程開發(fā)。另外一種是Go語(yǔ)言特有的，也是Go語(yǔ)言推薦的：CSP（communicating sequential processes）并發(fā)模型。

CSP 是 Communicating Sequential Process 的簡(jiǎn)稱，中文可以叫做通信順序進(jìn)程，是一種并發(fā)編程模型，由 Tony Hoare 于 1977 年提出。簡(jiǎn)單來說，CSP 模型由并發(fā)執(zhí)行的實(shí)體（線程或者進(jìn)程）所組成，實(shí)體之間通過發(fā)送消息進(jìn)行通信，這里發(fā)送消息時(shí)使用的就是通道，或者叫 channel。CSP 模型的關(guān)鍵是關(guān)注 channel，而不關(guān)注發(fā)送消息的實(shí)體。 Go 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了 CSP 部分理論 。

“ 不要以共享內(nèi)存的方式來通信，相反， 要通過通信來共享內(nèi)存。”

Go的CSP并發(fā)模型，是通過 goroutine和channel 來實(shí)現(xiàn)的。

goroutine 是Go語(yǔ)言中并發(fā)的執(zhí)行單位。其實(shí)就是協(xié)程。

channel是Go語(yǔ)言中各個(gè)并發(fā)結(jié)構(gòu)體(goroutine)之前的通信機(jī)制。 通俗的講，就是各個(gè)goroutine之間通信的”管道“，有點(diǎn)類似于Linux中的管道。

Channel

Goroutine

go是什么編程語(yǔ)言？主要應(yīng)用于哪些方面？

Go語(yǔ)言由Google公司開發(fā)，并于2009年開源，相比Java/Python/C等語(yǔ)言，Go尤其擅長(zhǎng)并發(fā)編程，性能堪比C語(yǔ)言，開發(fā)效率肩比Python，被譽(yù)為“21世紀(jì)的C語(yǔ)言”。

Go語(yǔ)言在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、微服務(wù)、高并發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用應(yīng)用非常廣泛。BAT大廠正在把Go作為新項(xiàng)目開發(fā)的首選語(yǔ)言。

Go語(yǔ)言能干什么?

1、服務(wù)端開發(fā)：以前你使用C或者C++做的那些事情，用Go來做很合適，例如日志處理、文件系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等;

2、DevOps：運(yùn)維生態(tài)中的Docker、K8s、prometheus、grafana、open-falcon等都是使用Go語(yǔ)言開發(fā);

3、網(wǎng)絡(luò)編程：大量?jī)?yōu)秀的Web框架如Echo、Gin、Iris、beego等，而且Go內(nèi)置的 net/http包十分的優(yōu)秀;

4、Paas云平臺(tái)領(lǐng)域：Kubernetes和Docker Swarm等;

5、分布式存儲(chǔ)領(lǐng)域：etcd、Groupcache、TiDB、Cockroachdb、Influxdb等;

6、區(qū)塊鏈領(lǐng)域：區(qū)塊鏈里面有兩個(gè)明星項(xiàng)目以太坊和fabric都使用Go語(yǔ)言;

7、容器虛擬化：大名鼎鼎的Docker就是使用Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的;

8、爬蟲及大數(shù)據(jù)：Go語(yǔ)言天生支持并發(fā)，所以十分適合編寫分布式爬蟲及大數(shù)據(jù)處理。

六星教育：Python和go語(yǔ)言都很火，我要怎么選？

python和go語(yǔ)言有區(qū)別：1、Python語(yǔ)法使用縮進(jìn)來指示代碼塊；Go語(yǔ)法基于打開和關(guān)閉括號(hào)；2、Python是基于面向?qū)ο缶幊痰亩喾妒秸Z(yǔ)言；Go是基于并發(fā)編程范式的過程編程語(yǔ)言。3、Python是動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，Go是靜態(tài)類型語(yǔ)言。

Go語(yǔ)言（又稱 Golang）是 Google 的 Robert Griesemer，Rob Pike 及 Ken Thompson 開發(fā)的一種靜態(tài)強(qiáng)類型、編譯型語(yǔ)言。Go 語(yǔ)言語(yǔ)法與 C 相近，但功能上有：內(nèi)存安全，GC（垃圾回收），結(jié)構(gòu)形態(tài)以及 CSP-style 并發(fā)計(jì)算。

python是一種廣泛使用的具有動(dòng)態(tài)語(yǔ)義的解釋型，面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程語(yǔ)言。

Python是一種面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程語(yǔ)言，具有集成的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義，主要用于Web和應(yīng)用程序開發(fā)。它在快速應(yīng)用程序開發(fā)領(lǐng)域極具吸引力，因?yàn)樗峁﹦?dòng)態(tài)類型和動(dòng)態(tài)綁定選項(xiàng)。

Python是一種解釋型語(yǔ)言，這意味著用Python編寫的程序不需要事先編譯就可以運(yùn)行，從而可以輕松地測(cè)試小段代碼并使用Python編寫的代碼更容易在平臺(tái)之間移動(dòng)。

python和go語(yǔ)言的區(qū)別：

1、語(yǔ)法

Python的語(yǔ)法使用縮進(jìn)來指示代碼塊。Go的語(yǔ)法基于打開和關(guān)閉括號(hào)。

2、范例

Python是一種基于面向?qū)ο缶幊痰亩喾妒?，命令式和函?shù)式編程語(yǔ)言。它堅(jiān)持這樣一種觀點(diǎn)，即如果一種語(yǔ)言在某些情境中表現(xiàn)出某種特定的方式，理想情況下它應(yīng)該在所有情境中都有相似的作用。但是，它又不是純粹的OOP語(yǔ)言，它不支持強(qiáng)封裝，這是OOP的主要原則之一。

Go是一種基于并發(fā)編程范式的過程編程語(yǔ)言，它與C具有表面相似性。實(shí)際上，Go更像是C的更新版本。

3、并發(fā)

Python沒有提供內(nèi)置的并發(fā)機(jī)制，而Go有內(nèi)置的并發(fā)機(jī)制。

4、類型化

Python是動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，而Go是一種靜態(tài)類型語(yǔ)言，它實(shí)際上有助于在編譯時(shí)捕獲錯(cuò)誤，這可以進(jìn)一步減少生產(chǎn)后期的嚴(yán)重錯(cuò)誤。

5、安全性

Python是一種強(qiáng)類型語(yǔ)言，它是經(jīng)過編譯的，因此增加了一層安全性。Go具有分配給每個(gè)變量的類型，因此，它提供了安全性。但是，如果發(fā)生任何錯(cuò)誤，用戶需要自己運(yùn)行整個(gè)代碼。

6、管理內(nèi)存

Go允許程序員在很大程度上管理內(nèi)存。而，Python中的內(nèi)存管理完全自動(dòng)化并由Python VM管理；它不允許程序員對(duì)內(nèi)存管理負(fù)責(zé)。

7、庫(kù)

與Go相比，Python提供的庫(kù)數(shù)量要大得多。然而，Go仍然是新的，并且還沒有取得很大進(jìn)展。

8、速度：

Go的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Python。

Python與Golang對(duì)比：

1、特點(diǎn)：

Golang

①靜態(tài)強(qiáng)類型、編譯型、并發(fā)型

靜態(tài)類型語(yǔ)言，但是有動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的感覺。(靜態(tài)類型的語(yǔ)言就是可以在編譯的時(shí)候檢查出來隱藏的大多數(shù)問題，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的感覺就是有很多的包可以使用，寫起來的效率很高)

可直接編譯成機(jī)器碼，不依賴其他庫(kù)，glibc的版本有一定要求，部署就是扔一個(gè)文件上去就完成了。

語(yǔ)言層面支持并發(fā)，這個(gè)就是Go最大的特色，天生的支持并發(fā)。Go就是基因里面支持的并發(fā)，可以充分地利用多核，很容易地使用并發(fā)。

②垃圾回收機(jī)制

內(nèi)置runtime，支持垃圾回收，這屬于動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的特性之一吧，雖然目前來說GC(內(nèi)存垃圾回收機(jī)制)不算完美，但是足以應(yīng)付我們所能遇到的大多數(shù)情況，特別是Go1.1之后的GC。

③支持面向?qū)ο缶幊?/p>

有接口類型和實(shí)現(xiàn)類型的概念，但是用嵌入替代了繼承。

④豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

Go目前已經(jīng)內(nèi)置了大量的庫(kù)，特別是網(wǎng)絡(luò)庫(kù)非常強(qiáng)大。

⑤內(nèi)嵌C支持

Go里面也可以直接包含C代碼，利用現(xiàn)有的豐富的C庫(kù)

Python

①解釋型語(yǔ)言

程序不需要在運(yùn)行前編譯，在運(yùn)行程序的時(shí)候才翻譯，專門的解釋器負(fù)責(zé)在每個(gè)語(yǔ)句執(zhí)行的時(shí)候解釋程序代碼。這樣解釋型語(yǔ)言每執(zhí)行一次就要翻譯一次，效率比較低。

②動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型　

支持重載運(yùn)算符，也支持泛型設(shè)計(jì)。（運(yùn)算符重載，就是對(duì)已有的運(yùn)算符重新進(jìn)行定義，賦予其另一種功能，以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類型。泛型設(shè)計(jì)就是定義的時(shí)候不需要指定類型，在客戶端使用的時(shí)候再去指定類型）

③完全面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言

函數(shù)，模塊，數(shù)字，字符串都是對(duì)象，在Python中，一切接對(duì)象

完全支持繼承，重載，多重繼承　

④擁有強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

Python語(yǔ)言的核心只包含數(shù)字，字符串，列表，元祖，字典，集合，文件等常見類型和函數(shù)，而由Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了系統(tǒng)管理，網(wǎng)絡(luò)通信，文本處理，數(shù)據(jù)庫(kù)接口，圖形系統(tǒng)，XML處理等額外的功能。

⑤社區(qū)提供了大量第三方庫(kù)

Python 社區(qū)提供了大量的第三方模塊，使用方式與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)類似。它們的功能覆蓋 科學(xué)計(jì)算、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、Web 開發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)接口、圖形系統(tǒng) 多個(gè)領(lǐng)域。

2、應(yīng)用

Python

①網(wǎng)絡(luò)編程

web應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)爬蟲

②數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)

③自動(dòng)化測(cè)試

④自動(dòng)化運(yùn)維

Golang

①服務(wù)器編程

處理日志、數(shù)據(jù)打包、虛擬機(jī)處理、文件系統(tǒng)等。

②分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)代理器等

③網(wǎng)絡(luò)編程

這一塊目前應(yīng)用最廣，包括Web應(yīng)用、API應(yīng)用、下載應(yīng)用。

④內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)

如google開發(fā)的groupcache，couchbase的部分組件。

⑥云平臺(tái)

Go語(yǔ)言和Python學(xué)哪個(gè)好?

Python 可以很好地集成到企業(yè)級(jí)應(yīng)用中，可用于機(jī)器語(yǔ)言和 AI 應(yīng)用。Go 語(yǔ)言的特點(diǎn)表明它具備輕量級(jí)線程實(shí)現(xiàn)(Goroutine)、智能標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、強(qiáng)大的內(nèi)置安全性，且可使用最簡(jiǎn)語(yǔ)法進(jìn)行編程。Go 在大部分案例中領(lǐng)先，被認(rèn)為是 Python 的有效替代方案。開發(fā)者在選擇編程語(yǔ)言時(shí)，應(yīng)考慮開發(fā)項(xiàng)目的性質(zhì)和規(guī)模，以及所需的技能組合。

放下個(gè)人偏見和喜好，從優(yōu)點(diǎn)和功能的角度來評(píng)價(jià)兩種語(yǔ)言。不管選擇了哪種語(yǔ)言，Go 和 Python 都在持續(xù)演進(jìn)。盡管在大多數(shù)情況下 Golang 可能是更好的選擇，但Python語(yǔ)言也是不斷更新迭代的。以上就是本次分享的全部?jī)?nèi)容，如果你也想學(xué)習(xí)一門編程語(yǔ)言，可以考慮下 六星教育 ，這里的課程體系，師資團(tuán)隊(duì)以及售后服務(wù)，一定不會(huì)讓你失望!

名稱欄目：go語(yǔ)言與并發(fā)編程 go語(yǔ)言并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)
新聞來源：http://www.rwnh.cn/article40/doshsho.html

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