Golang闭包问题及并发闭包问题
目录
- Golang闭包问题及并发闭包问题
- 匿名函数
- 闭包
- 闭包可以不传入外部参数,仍然可以访问外部变量
- 闭包提供数据隔离
- 并发闭包
- 为什么
- 解决方法
Golang闭包问题及并发闭包问题
参考原文链接:https://blog.csdn.net/qq_35976351/article/details/81986496
- https://www.calhoun.io/what-is-a-closure/
- https://blog.cloudflare.com/a-go-gotcha-when-closures-and-goroutines-collide/
匿名函数
在引入闭包之前,我们需要先认识匿名函数。匿名函数与普通函数相同,但它没有名称 , 因此称为“匿名函数”。相反,匿名函数是动态创建的,就像变量一样。
我们可以创建一个具有函数类型的变量,然后就可以创建匿名函数并将其分配给变量。
// 声明函数类型变量var fun func() // 将匿名函数赋值给函数类型变量fun = func() {fmt.Println("匿名函数") }// 调用函数fun()
匿名函数可以接受参数,返回数据,并执行普通函数可以执行的几乎任何其他操作.
闭包
闭包是一种特殊类型的匿名函数,它引用在函数本身之外声明的变量;是匿名函数与匿名函数所引用环境的组合
不仅仅是存储了一个函数的返回值,它同时存储了一个闭包的状态。
闭包可以不传入外部参数,仍然可以访问外部变量
这与常规函数引用全局变量的方式非常相似。你可能不会将这些变量作为参数直接传递到函数中,但函数在调用时可以访问它们。
package mainimport "fmt"func main() {n := 0add := func() int {n += 1return n}fmt.Println(add()) // 1fmt.Println(add()) // 2
}
注意:匿名函数可以访问变量 n,但在调用时从未将其作为参数传入。这就是使它成为关闭的原因!
闭包提供数据隔离
package mainimport "fmt"func main() {counter := newCounter()fmt.Println(counter()) // 1fmt.Println(counter()) // 2// fmt.Println(n) 报错 函数外无法访问闭包变量n ,只有闭包函数才可以持续访问修改变量n
}
// 闭包作为函数返回值
func newCounter() func() int {n := 0return func() int {n += 1return n}
}
在这个例子中,闭包引用变量,即使在函数完成运行之后也是如此。这意味着我们的闭包可以访问一个变量,该变量跟踪它被调用了多少次,但函数之外的其他代码无法访问该变量。这是闭包的众多好处之一 - 我们可以在函数调用之间持久化数据,同时将数据与其他代码隔离。
并发闭包
package mainimport "fmt"func main() {for i := 0; i < 10; i++ {fmt.Printf("%d ", i)}
}
//结果很容易看到是: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
但如果,我们引入groutines并发运行,结果可能会出乎你的意料
让代码并发执行,最大效率地利用 CPU
格式:runtime.GOMAXPROCS(逻辑CPU数量)这里的逻辑CPU数量可以有如下几种数值:<1:不修改任何数值。=1:单核心执行。>1:多核并发执行。
一般情况下,可以使用 runtime.NumCPU() 查询 CPU 数量,并使用 runtime.GOMAXPROCS() 函数进行设置,例如:
runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())
package mainimport ("fmt""runtime""sync"
)func main() {// 让代码并发执行,最大效率地利用 CPUruntime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())var wg sync.WaitGroupfor i := 0; i < 10; i++ {wg.Add(1)go func() {fmt.Printf("%d ", i)wg.Done()}()}wg.Wait()
}
如果你同时思考,那么你可能会预测输出将是数字 0 到 9 以某种随机顺序,具体取决于 10 个 goroutines 的精确运行时间。
但输出实际上是:
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
为什么
为什么?
因为每个 goroutines 的匿名函数 都在用每个 goroutines 生成的十个闭包之间共享单个变量 i。
goroutines 的输出将取决于它们何时开始运行的值。在上面的示例中,直到循环终止并具有值 10 之前,它们才真正开始运行。
这种现象的原因在于闭包共享外部的变量i,注意到,每次调用go就会启动一个goroutine,这需要一定时间;但是,启动的goroutine与for循环变量递增的groutine不是在同一个goroutine,可以把i认为处于主goroutine中。启动一个goroutine的速度远大于循环执行的速度,所以即使是第一个goroutine刚起启动时,外层的循环也执行到了最后一步了。由于所有的goroutine共享i,而且这个i会在最后一个使用它的goroutine结束后被销毁,所以最后的输出结果都是最后一步的i==10。
总的来说就是:
外层for循环执行,遇到内层go,就启动协程,然后循环+1,但是启动内层协程速度要慢于多个外层循环+1。
可能等到最后一个循环+1,第一个内层go协程才开始运行,加上闭包影响,每个协程并发执行,但是访问的i都是同一个i,都是10.
在外层循环中增加延时效果进行验证
func main() {runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())var wg sync.WaitGroupfor i := 0; i < 10; i++ {wg.Add(1)go func() {fmt.Println(i)wg.Done()}()time.Sleep(1 * time.Second) // 每次外层for循环+1就时间延时1秒;// 每一步循环至少间隔一秒,而这一秒的时间足够启动一个goroutine了// 这样我们就可以输出正确结果了}wg.Wait()
}
解决方法
在实际的工程中,不可能进行延时,这样就没有并发的优势,一般采取下面两种方法:
-
共享的环境变量作为函数参数传递:
func main() {runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())var wg sync.WaitGroupfor i := 0; i < 5; i++ {wg.Add(1)go func(i int) {fmt.Println(i)wg.Done()}(i)}wg.Wait() } /* 输出: 4 0 3 1 2 */输出结果不一定按照顺序,这取决于每个
goroutine的实际情况,但是最后的结果是不变的。可以理解为,函数参数的传递是瞬时的,而且是在一个goroutine执行之前就完成,所以此时执行的闭包存储了当前i的状态。2.使用同名的变量保留当前的状态
func main() {runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())var wg sync.WaitGroupfor i := 0; i < 5; i++ {wg.Add(1)i := i // 注意这里的同名变量覆盖go func() {fmt.Println(i)wg.Done()}()}wg.Wait()
}
/*
输出结果:
4
2
0
3
1
*/
同名的变量i作为内部的局部变量,覆盖了原来循环中的i,此时闭包中的变量不再是共享外循环的i,而是都有各自的内部同名变量i,赋值过程发生于循环过程中,因此保证了独立。
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