Programmation en Go/Goroutines

Définition

Une goroutine est un fil d'exécution tournant en parallèle avec d'autres goroutines à l'intérieur du même espace d'adressage (le processus).

Les goroutines permettent de paralléliser des tâches en les répartissant sur plusieurs cœurs ou processeurs. Le mot clé go permet de lancer un appel de fonction en une goroutine, et de ne pas attendre le résultat:

 go list.Sort() // trie une liste en parallèle

Il est courant d'utiliser une fonction littérale pour appeler une goroutine:

 go func(arguments, ...) {
   commandes...
 } (paramètres, ...)

Les canaux (de communication)

Un canal est un type de base de Go, et se déclare en plaçant chan (comme channel ou canal en anglais) avant le type de ses éléments. On peut créer un canal avec make:

 c := make(chan int)

Ensuite on peut envoyer et recevoir des données du type précisé, et la première donnée reçue est la première donnée envoyée. (First In First Out)

On dit qu'on envoie une donnée à travers un canal avec canal<-valeur et qu'on reçoit une donnée d'un canal avec = <-canal.

Dans cet exemple, on lance une goroutine et on attend sa fin en recevant le signal qu'elle va envoyer:

 go func() {
    list.Sort()
    c <- 1  // Envoie un signal, la valeur importe peu
 }()
 blahBlahPendantUnMoment()
 <-c   // Attend la fin du tri de la liste à la réception du signal

Canaux avec tampon

On peut créer un canal avec un tampon en fournissant la taille du tampon en argument de make().

Lorsque le canal n'a pas de tampon, la goroutine qui enfile une valeur doit attendre qu'une autre goroutine dépile cette valeur. En revanche, avec un tampon, la goroutine qui enfile une donnée attend seulement que le tampon dispose d'une case vide pour y mettre la donnée.

Dans l'exemple suivant, MaxTaches tâches peuvent se dérouler en parallèle:

 var sem = make(chan int, MaxTaches)

 func handle(r *Requete) {
    sem <- 1    // attend que sem soit disponible
    process(r)  // cela peut prendre un certain temps.
    <-sem       // cela permet à la prochaine tâche de démarrer
 }
 
 func Serve(file chan *Requete) {
    for {
        requete := <-file
        go handle(requete)  // lance la goroutine
    }
 }

La syntaxe suivante permet de savoir si une case est disponible dans le canal:

 v,ok = <- canal

Select

Select est une structure de contrôle similaire à switch. Elle permet de gérer une multitude d'envois et de réceptions à travers des canaux différents.

Voici sa syntaxe:

 select {
 case canal <- valeur: commandes...
 case var = <-canal: ...
 case var := <-canal: ...
 default: ...
 }

Les différentes alternatives sont évaluées dans l'ordre de leur écriture, la première réception ou émission dans un canal déclenche l'exécution des commandes correspondant à l'alternative. Si aucune de ces opérations ne réussit, le cas par défaut est exécuté, sinon l'opération bloque jusqu'à la réception ou l'envoi d'une donnée.

Le choix entre les différentes alternatives est basé sur un processus pseudo-aléatoire.

Enfin, une structure select sans aucune alternative bloque éternellement.

Définir le nombre de processeurs

En définissant la variable d'environnement GOMAXPROCS comme étant égale au moins au nombre de processeurs, ou en appelant runtime.GOMAXPROCS() avec ce nombre, on peut répartir les goroutines sur les différents cœurs ou processeurs sur un ordinateur particulier.