Go 中的多线程。有人可以向我解释这些答案吗？

Question

我在模拟考试中遇到了两个问题。我得到了答案，但无法弄清楚它们背后的原理。

我将首先发布代码，然后发布问题和答案。也许有人会这么好心地向我解释答案？

package main

import "fmt"

func fact(n int, c chan int, d chan int) {

    k := /* code to compute factorial of n */

    z := <- d

    c <- k + z

    d <- z + 1

}

func main() {

    r := 0

    c := make(chan int)

    d := make(chan int)

    for i = 0 ; i < N ; i++ {

        go fact(i,c,d)

    }

    d <- 0

    for j = 0 ; j < N ; j++ {

        r = r + <-c

    }

    fmt.Printf("result = %d\n",r)

}

第一个问题是：

如果我们省略主程序中的“d <- 0”行，程序会怎样，为什么？

老师的回答是：

所有线程和主线程的状态都被阻塞。

第二个问题是：

如果交换fact过程的前两行，对整个程序的效率有什么影响？

答案是：

所有线程都将按顺序运行。每个线程只有在完成时才会触发另一个线程。

Answer 1

最好不要将其视为“多线程”。Go 为并发提供了直接的便利，而不是为线程提供了便利。它碰巧使用线程来实现其并发性，但这是一个实现细节。参见 Rob Pike 的演讲，Concurrency is not parallelism进行更深入的讨论。您问题的关键是默认情况下通道是同步的（如果它们在构建过程中没有被缓冲）。当一个 goroutine 写入一个通道时，它会阻塞，直到另一个 goroutine 从该通道读取。所以当这一行执行时：z := <- d在此行执行之前，它无法继续：d <- 0如果d频道上没有可用的价值，fact则永远不会继续。这对你来说很明显。但反过来也是如此。在从d通道读取某些内容之前，主 goroutine 无法继续。通过这种方式，无缓冲通道提供了跨并发 goroutine 的同步点。同样，主循环无法继续，直到某个值出现在 上c。我发现使用两个手指并指向每个 goroutine 中的当前代码行很有用。前进一根手指，直到进入频道操作。然后推进另一个，直到它到达一个通道操作。如果您的手指指向同一通道上的读取和写入，则您可以继续。如果他们不是，那么你就陷入了僵局。如果你仔细考虑一下，你就会发现一个问题。该程序泄漏了一个 goroutine。func fact(n int, c chan int, d chan int) {&nbsp; &nbsp; k := /* code to compute factorial of n */&nbsp; &nbsp; z := <- d // (1)&nbsp; &nbsp; c <- k + z&nbsp; &nbsp; d <- z + 1 // (2)}在 (2) 处，我们尝试写入d. 什么将允许它继续进行？另一个 goroutine 从d. 请记住，我们启动了Ngoroutines，并且它们都试图从d. 只有其中之一会成功。其他人将在 (1) 处阻塞，等待某些东西出现在 上d。当第一个到达（2）时会发生这种情况。然后那个 goroutine 退出，一个随机的 goroutine 将继续。但是会有一个最终的 goroutine 永远无法写入d并且会泄漏。为了解决这个问题，需要在 final 之前添加以下内容Printf：<-d这将允许最后一个 goroutine 退出。

Answer 2

如果我们省略主程序中的“d <- 0”行，程序会怎样，为什么？有了这行代码，每个 goroutine 开始go fact(...)都会等待来自 channel 的东西，在 statement 阻塞z := <- d。该fact()函数对d频道的内容没有实际影响- 它删除一些内容并添加一些内容。因此，如果通道中没有任何内容，则不会有任何进展，程序将陷入僵局。从同一通道读取和写入的 goroutine 要求死锁 - 在现实生活中避免！如果交换fact过程的前两行，对整个程序的效率有什么影响？在进行冗长的阶乘计算之前，fact()例程将等到它从d通道中获得令牌。因为d通道中一次只有一个令牌在播放，这意味着每个 goroutine 只会在收到令牌时进行昂贵的计算，从而有效地将它们序列化。与最初一样，昂贵的阶乘计算是在等待令牌之前并行完成的。在实践中，这不会像您希望的那样工作，因为 goroutine 不是预先调度的，仅用于阻塞操作和函数调用。