第12章 Go语言并发编程-【千锋教育】Go语言开发实战（慕课版）同步教案

千锋教育 Go语言开发实战 教学设计 课程名称： Go语言开发实战 授课年级： ______ ______________ ___ 授课学期： ___ ____ ________ ________ 教师姓名： ______________ ________ 2019年09月01日 课程名称 第12章 Go语言并发编程 计划学时 4学时 内容分析 本章主要介绍并发与并行、进程和线程、Goroutine、channel、time包中与channel相关的函数、select分支语句、sync语句 教学目标 与 教学要求 要求学生理解并发与并行，理解进程和线程，掌握Go语言中Goroutine和channel，掌握select分支语句，掌握sync包的应用。 教学重点 进程和线程、Goroutine、channel、time包中与channel相关的函数、select分支语句、sync语句 教学难点 Goroutine、channel、time包中与channel相关的函数、select分支语句、sync语句 教学方式 课堂讲解及ppt演示 教 学 过 程 第一课时 （并发与并行、进程和线程、Goroutine、channel） 回顾内容，引出本课时主题 1.回顾内容，引出本课时的主题 上节学习了Go语言数据库编程。本节将开始介绍Go语言并发编程的学习。并发指在同一时间内可以执行多个任务。大家可以观察到，电脑、平板、手机，它们都可以一边播放音乐一边玩游戏，同时还能上网聊天，每个程序都要同时渲染画面和发出声音。随着科技的发展与人类需求的增长，并发变得越来越重要。一台Web服务器会一次处理成千上万的请求。出色的并发性是Go语言的特色之一，本节详细介绍Go语言的并发机制。 2.明确学习目标 （1） 能够理解单道程序与多道程序 （2） 能够掌握并发与并行的区别 （3） 能够理解进程和线程 （4） 能够掌握Goroutine （5） 能够掌握channel 知识讲解 · 单道程序与多道程序 回到在Windows和Linux出现之前的古老年代，计算机编程使用单道程序设计模型，既串行，所有任务一个一个排序执行。一个任务运行完成之后，另一个任务才会被读取。即使CPU空闲，在人机交互时必须阻塞，不能同时播放音乐和浏览网页。显然，串行程序在很多场景下无法满足客户的要求 现代计算机编程采用多道程序设计模型，多个任务轮流使用CPU (当下常见CPU为纳秒级， 1秒可以执行近10亿条指令)。人们在使用计算机时可以边听音乐边上网，是因为人眼的反应速度是毫秒级，所以看似任务同时在运行。这种可以概括为，宏观并行，微观串行。 · 并发与并行的区别 在讨论如何在Go中进行并发处理之前，首先必须了解什么是并发，以及它与并行性有什么不同。 1. 并发 并发（Concurrency）是同时处理许多个任务。实际上是把任务在不同的时间点交给处理器进行处理。在微观层面，任务不会同时运行。 2. 并行 并行（Parallelism）是把一个任务分配给每一个处理器独立完成。多个任务一定是同时运行。并行就是同时做很多事情。乍听起来可能与并发类似，但实际上是不同的。 串行、并行、并发的区别如图所示。 生活中也有类似的场景，比如许多人去打水，多人排队使用一个水龙头，每个人一次性打满水后才轮到下一个人，这种情况就是串行。显然排在后面的人需要等很久才能打到水。 当多人使用一个水龙头时，每个人只能一次接水5秒，用完水后再去排队，这种情况就是并发。此时排在后面的人不需要等太久就能用到水了，宏观上看他们可以同时用到水。 当4个人同时使用4个水龙头打水时，这种情况就是并行，要求打水人数和水龙头数量相等才能做到。但是实际情况是需要打水的人往往要比水龙头的数量多，所以多数情况还是需要并发处理。 · 程序与进程 程序是编译好的二进制文件，在磁盘上，不占用系统资源（CPU、内存、设备）。进程是活跃的程序，占用系统资源。在内存中执行。程序运行起来，产生一个进程。程序就像是剧本，进程就像是演戏，同一个剧本可以在多个舞台同时上演。同样，同一个程序也可以加载为不同的进程（彼此之间互不影响），比如同时运行两个QQ。 · 进程与线程的区别 线程也叫轻量级进程，通常一个进程包含若干个线程；线程可以利用进程所拥有的资源，在引入线程的操作系统中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位，比如音乐进程，可以一边查看排行榜一边听音乐，互不影响。 · 进程与线程的联系 进程和线程是操作系统级别的两个基本概念。计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂，时刻在运行。进程就