Golang 之协程的用法讲解

什么是协程

协程（Coroutines），也称为轻量级线程（Light Weight Thread），是一种用户态线程，不依赖于操作系统内核，由程序自己实现调度，可以在一条线程中运行多个协程，协程之间可以独立运行，也可以通过通道（Channel）进行通信和同步。协程通常用于实现事件驱动、异步编程、并发计算等技术领域。

协程的用法

在 Golang 中，协程的创建非常简单，只需要使用关键字 go，将一个函数调用前缀即可。例如：

go func() {
    // 协程要执行的代码
}()

上述代码定义了一个匿名函数，并放置在一个新的协程中执行。

除了匿名函数，我们也可以使用普通的函数。例如：

func worker() {
    // 协程要执行的代码
}

go worker()

协程创建后，程序不会等待协程执行完毕，而是继续执行主流程，所以协程创建后可以与主流程并行执行。

协程在执行过程中，可以通过 time.Sleep() 或者 select 等方式等待一段时间，也可以通过 sync.WaitGroup 等方式等待协程全部执行完毕。

示例一：使用协程实现并发计数器

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var count int
    var lock sync.Mutex

    for i := 0; i < 10000; i++ {
        go func() {
            lock.Lock()
            count++
            lock.Unlock()
        }()
    }

    // 确保所有协程执行完毕
    for count < 10000 {
        // do nothing
    }

    fmt.Println(count)
}

上述代码定义了一个计数器变量 count，并使用 sync.Mutex 做为锁，保证对 count 的并发访问是安全的。

在一个循环中启动了 10000 个协程，每个协程都对 count 进行加一操作，在加一操作前使用锁进行了同步，从而保证了并发安全。

最后使用一个循环等待所有协程执行完毕，然后输出计数器的值。

示例二：使用协程实现并发送邮件

package main

import (
    "fmt"
    "net/smtp"
)

func main() {
    var to = []string{"[e-mail]", "[e-mail]", "[e-mail]"}

    for _, addr := range to {
        go func(addr string) {
            sendMail(addr, "Subject", "Content")
        }(addr)
    }

    // 等待所有协程执行完毕
    fmt.Println("Sending mails...")
}

func sendMail(to, subject, body string) error {
    from := "[e-mail]"
    auth := smtp.PlainAuth("", from, "password", "smtp.example.com")

    msg := "From: " + from + "\n" +
        "To: " + to + "\n" +
        "Subject: " + subject + "\n\n" +
        body

    err := smtp.SendMail("smtp.example.com:25", auth, from, []string{to}, []byte(msg))
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return err
    }

    fmt.Println("Mail sent to", to)
    return nil
}

上述代码定义了一个接收地址列表 to，并在循环中启动了多个协程，每个协程使用 sendMail 函数向一个地址发送邮件。

sendMail 函数中，使用 smtp.PlainAuth 构造了一个 smtp.Auth 实例，用于进行 SMTP 认证。

接下来，构造了邮件的内容 msg，并使用 smtp.SendMail 函数发送邮件。

在协程完成邮件发送后，输出提示信息。

总结

协程是 Golang 中非常强大的并发编程模型。使用协程可以轻松地实现事件驱动、异步编程、并发计算等技术领域的需求。在使用协程时，需要注意协程间的同步和数据共享问题，可以使用锁、通道、等待组等技术保证并发安全。