細說 goroutine 和 channel

goroutine 看一個需求
- 需求：要求統計 1 - 90000000000 的數字中，那些是素數？
分析思路：
- 傳統的方法，就是使用一個循環，循環的判斷各個數是不是素數「效率很低」
- 使用併發或者並行的方式，將統計素數的任務分配個多個goroutine去完成，這時就會使用到goroutine「速度提高很多」
- goroutine 基本介紹
進程和線程介紹
- 進程就是程序程序在操作系統中的一次執行過程，是系統進行資源分配和調度的基本單元
- 線程是進程的一個執行實例，是程序執行的最小單元，它是比進程更小的能獨立運行的基本單元
- 一個進程可以創建和銷燬多個線程，同一個進程中的多個線程可以併發執行
- 一個程序至少有一個進程，一個進程至少有一個線程

併發和並行
- 多線程程序在單核上運行，就是併發
- 多線程程序在多核上運行，就是並行
小結
- 併發：因爲是在一個cpu上，比如有10個線程，每個線程執行10ms(進行輪詢操作)，從人的角度看，好像這10個線程都在運行，但是從微觀上看，

在某個時間點看，其實只有一個線程在執行，這就是併發。

並行：因爲是在多個cpu上(比如有10個cpu)，比如有10個線程，每個線程執行10ms(各自在不同的cpu上執行)，從人的角度看，這10個線程都在運行，但是從微觀上看，在某個時間點看，也同時有10個線程在執行，這就是並行

go 協程和go主線程
- go主線程(有程序員直接稱爲線程/也可以理解程進程) : 一個go線程上，可以起多個協程，你可以這裏理解，協程是輕量級的線程「編譯器做優化」
go 協程的特點
- 有獨立的棧空間
- 共享程序堆空間
- 調度由用戶控制
- 協程是輕量級的線程

channel (管道)-看個需求
- 需求：現在要計算1-200 的各個數的階乘，並且把各個數的階乘放入到map中，最後顯示出來，要求使用goroutine完成

分析思路

使用goroutine來完成，效率高，但是會出現併發/並行安全問題
這裏就提出了不同的goroutine如何通信的問題

代碼實現

使用goroutine 來完成(看看使用goroutine併發完成會出現什麼問題? 然後我們去解決)
在運行某個程序時，如何知道是否存在資源競爭問題，方法很簡單，在編譯程序時。增加一個參數。 -race即可
代碼實現見 goroutine 和 channel/goroutine_channel.go

上面的案例就出現了資源的競爭的問題

不同goroutine之間如何通訊
- 全局變量的互斥鎖
- 使用管道channel來解決
使用全局變量加鎖同步改進程序
- 因爲沒有對全局變量m加鎖，因此會出現資源爭奪問題，代碼會出現錯誤，提示 fatal error: concurrent map writes
- 解決方案: 加入互斥鎖
- 我們的數的階乘很大，結果會越界，可以將求階乘改成sum+=uint64(i)
- 改進代碼實現見 goroutine 和 channel/goroutine_channel_new.go
爲什麼需要channel
- 前面使用全局變量加鎖同步來解決goroutine 的通訊，但不完美
- 主線程在等待所有goroutine全部完成的時間很難確定，我們這裏設置10s,僅僅是估算
- 如果主線程休眠時間長了，會加長等待時間，如果時間短了，可能還有goroutine處於工作狀態，這時也會隨主線程的退出而銷燬
- 同步全局變量加鎖同步來通訊，也不利用多個協程對全局變量的讀寫操作
- 上面種種分析都在呼喚一個新的通訊機制- channel
channel 的基本介紹
- channel本質就是一個數據結構-隊列
- 數據是先進先出（FIFO： first in first out）
- 線程安全，多goroutine訪問時，不需要加鎖，就是說channel本身就是線程安全的
- channel有類型的，一個string的channel只能存放string類型數據
- channel 是線程安全的，多個協程操作同一個管道時，不會發生資源競爭問題
定義/聲明channel
- var 變量名 chan 數據類型
- 舉例：
```
var intChan chan int (intChan 用戶存放int數據)
var mapChan chan map[int]string (mapChan 用戶存放map[int]string類型)
var perChan chan Person
var PerChan2 chan *Person
....
```
  說明
  - channel 是引用類型
  - channel必須初始化才能寫入數據，即make後才能使用
  - 管道是有類型的，intChan只能寫入整型int
管道的初始化，寫入數據到管道，從管道讀取數據以及基本注意事項
- 代碼實現見 goroutine 和 channel/channel.go
channel 使用的注意事項
- channel 中只能存放指定的數據類型
- channel 的數據放滿後，就不能再放入了
- 如果從channel取出數據後，可以繼續放入
- 在沒有使用協程的情況下，如果channel數據取完了，在取，就會報dead lock
讀寫channel 案例演示
- 案例見 goroutine 和 channel/intChan.go