golang 实现并发求和

130 阅读 0 评论 86 点赞

我是靠谱客的博主迅速萝莉，最近开发中收集的这篇文章主要介绍golang 实现并发求和，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

使用golang并发求和，作为对golang并发的一个练习.

为了验证结果的正确性，要给出最传统的版本：

func sum1(data []int) int {
 s := 0
 l := len(data)
 for i := 0; i < l; i++ {
  s += data[i]
 }
 return s
}

第二种方法

使用N个goroutine，然后将N个分段的和写入N个channel中：

func sum2(data []int) int {
 s := 0
 l := len(data)
 const N = 5
 seg := l / N
 var chs [N]<-chan int
 for i := 0; i < N; i++ {
  chs[i] = worker(data[i*seg : (i+1)*seg])
 }
 for i := 0; i < N; i++ {
  s += <-chs[i]
 }
 return s
}
func worker(s []int) <-chan int {
 out := make(chan int)
 go func() {
  length := len(s)
  sum := 0
  for i := 0; i < length; i++ {
   sum += s[i]
  }
  out <- sum
 }()
 return out
}

对于一个求和的任务来说，用worker这种“模式”可能太过麻烦，

看第三种

直接一个函数写出来：

func sum3(data []int) int {
 s := 0
 l := len(data)
 const N = 5
 seg := l / N
 var mu sync.Mutex
 var wg sync.WaitGroup
 wg.Add(N) // 直接加N个
 for i := 0; i < N; i++ {
  go func(ii int) {
   tmpS := data[ii*seg : (ii+1)*seg]
   ll := len(tmpS)
   mu.Lock()
   for i := 0; i < ll; i++ {
    s += tmpS[i]
   }
   mu.Unlock()
   wg.Done() // 一个goroutine运行完
  }(i)
 }
 wg.Wait() // 等N个goroutine都运行完
 return s
}

注意sum3要在读写s的地方加锁，因为s可能被多个goroutine并发读写。

最后一种方法有data race问题

不过运行结果是对的，看一下思路：

var sum4Tmp int
var sum4mu sync.Mutex
// 这个有data race问题，可以用WaitGroup改，只是提供一种思路
func sum4(data []int) int {
 //s := 0
 l := len(data)
 const N = 5
 seg := l / N
 for i := 0; i < N; i++ {
  go subsum4(data[i*seg : (i+1)*seg])
 }
 // 这里是>1，因为要排除main
 // 这种方法不可靠，只是一种思路
 for runtime.NumGoroutine() > 1 {
 }
 // go run -race sum.go会报data race问题
 // main goroutine对它读
 // 别的goroutine会对它写（go subsum4)
 return sum4Tmp
}
func subsum4(s []int) {
 length := len(s)
 sum := 0
 sum4mu.Lock()
 for i := 0; i < length; i++ {
  sum += s[i]
 }
 sum4Tmp = sum4Tmp + sum
 defer sum4mu.Unlock()
}

最后测试如下：

首先创建一个slice, 放1e8(1亿)个整数(范围[0,10))进去,

然后用4种方法进行计算

func calcTime(f func([]int) int, arr []int, tag string) {
 t1 := time.Now().UnixNano()
 s := f(arr)
 t2 := time.Now().UnixNano() - t1
 fmt.Printf("%15s: time: %d, sum: %dn", tag, t2, s)
}
func main() {
 const MAX = 1e8 // 1亿
 arr := make([]int, MAX)
 for i := 0; i < MAX; i++ {
  arr[i] = rand.Intn(10)
 }
 calcTime(sum1, arr, "for")
 calcTime(sum2, arr, "worker")
 calcTime(sum3, arr, "WaitGroup")
 calcTime(sum4, arr, "NumGoroutine")
}

我的笔记本输出结果：

for: time: 61834200, sum: 450032946

worker: time: 51861100, sum: 450032946

WaitGroup: time: 153628200, sum: 450032946

NumGoroutine: time: 63791300, sum: 450032946

欢迎补充指正！

补充：Golang并发求和（竞争而非分段）

举例

如果要求2个goroutine并发完成1到100的和而不是分段的情况如何解决呢？

解决方案：

var wg sync.WaitGroup
var ch chan int32
var receiveCh chan int32
func add(){
	var sum int32
	sum = 0
	Loop:
	for {
		select {
		case val, ok := <-ch:
			if ok {
				atomic.AddInt32(&sum, val)
			} else {
				break Loop
			}
		}
	}
	receiveCh <- sum
	wg.Done()
}
func main() {
	wg.Add(3)
	ch = make(chan int32)
	receiveCh = make(chan int32, 2)
	go func(){
		for i := 1; i <= 100; i++{
			n := i //避免数据竞争
			ch <- int32(n) 
		}
		close(ch)
		wg.Done()
	}()
	go add()
	go add()
	wg.Wait()
	close(receiveCh)
	var sum int32
	sum = 0
	for res := range receiveCh{
		sum += res
	}
	fmt.Println("sum:",sum)
}

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靠谱客。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。