golang 并发编程之生产者消费者详解

golang 最吸引人的地方可能就是并发了，无论代码的编写上，还是性能上面，golang 都有绝对的优势

学习一个语言的并发特性，我喜欢实现一个生产者消费者模型，这个模型非常经典，适用于很多的并发场景，下面我通过这个模型，来简单介绍一下 golang 的并发编程

go 并发语法

协程 go

协程是 golang 并发的最小单元，类似于其他语言的线程，只不过线程的实现借助了操作系统的实现，每次线程的调度都是一次系统调用，需要从用户态切换到内核态，这是一项非常耗时的操作，因此一般的程序里面线程太多会导致大量的性能耗费在线程切换上。而在 golang 内部实现了这种调度，协程在这种调度下面的切换非常的轻量级，成百上千的协程跑在一个 golang 程序里面是很正常的事情

golang 为并发而生，启动一个协程的语法非常简单，使用 go 关键字即可

同步信号 sync.waitgroup

多个协程之间可以通过 sync.waitgroup 同步，这个类似于 linux 里面的信号量

通道 chan

通道可以理解为一个消息队列，生产者往队列里面放，消费者从队列里面取。通道可以使用 close 关闭

生产者消费者实现

定义产品类

这个产品类根据具体的业务需求定义

生产者

如果 stop 标志不为 false，不断地往通道里面放 product，完成之后信号量完成

消费者

不断地从通道里面取 product，然后作对应的处理，直到通道被关闭，并且 products 里面为空， for 循环才会终止，而这正是我们期望的

主线程

补充：go并发编程--通过channel实现生产者消费者模型

概述

生产者消费者模型是多线程设计的经典模型，该模型被广泛的应用到各个系统的多线程/进程模型设计中。

本文介绍了go语言中channel的特性，并通过go语言实现了两个生产者消费者模型。

channel的一些特性

在go中channel是非常重要的协程通信的手段，channel是双向的通道，通过channel可以实现协程间数据的传递，通过channel也可以实现协程间的同步（后面会有介绍）。

本文介绍的生产者消费者模型主要用到了channel的以下特性：任意时刻只能有一个协程能够对channel中某一个item进行访问。

单生产者单消费者模型

把生产者和消费者都放到一个无线循环中，这个和我们的服务器端的任务处理非常相似。生产者不断的向channel中放入数据，而消费者不断的从channel中取出数据，并对数据进行处理（打印）。

由于生产者的协程不会退出，所以channel的写入会永久存在，这样当channel中没有放入数据时，消费者端将会阻塞，等待生产者端放入数据。

代码的实现如下：

多生产者消费者模型

我们可以利用channel在某个时间点只能有一个协程能够访问其中的某一个数据，的特性来实现生产者消费者模型。由于channel具有这样的特性，我们在放数据和消费数据时可以不需要加锁。

输出如下：

read3 read value: 0

80731 write: 0

80731 write: 0

read1 read value: 0

80731 write: 1

read2 read value: 1

80731 write: 1

read3 read value: 1

80731 write: 2

read2 read value: 2

80731 write: 2

... ...

总结

本文通过channel实现了经典的生产者和消费者模型，利用了channel的特性。但要注意，当消费者的速度小于生产者时，channel就有可能产生拥塞，导致占用内存增加，所以，在实际场景中需要考虑channel的缓冲区的大小。

设置了channel的大小，当生产的数据大于channel的容量时，生产者将会阻塞，这些问题都是要在实际场景中需要考虑的。

一个解决办法就是使用一个固定的数组或切片作为环形缓冲区，而非channel，通过sync包的机制来进行同步，实现生产者消费者模型，这样可以避免由于channel满而导致消费者端阻塞。

但，对于环形缓冲区而言，可能会覆盖老的数据，同样需要考虑具体的使用场景。关于环形缓冲区的原理和实现，在分析sync包的使用时再进一步分析。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。