go语言--goroutine

Posted 2022-11-27 wudiffs

一、goroutine

• goroutine就是Go语言提供的一种用户态线程。Go自己实现了goroutine的调度器（Scheduler），Go的调度器由三部分组成：
• M:指的是Machine，一个M直接关联了一个内核线程。
• P:指的processer，代表M所需的上下文环境，也是处理用户级代码逻辑的处理器。P的数量可以通过GOMAXPROCS()来设置，默认值是CPU的核数。
• G:指的是goroutine，其实本质上也是一种轻量级的线程。

二、goroutine和线程的区别

1、内存占用

创建一个goroutine大概2KB的栈空间，新创建的线程会占用1MB的内存空间。

2、创建和销毁的开销

线程需要从操作系统里请求资源并在用完之后释放回去，因此创建和销毁线程的开销非常大。
goroutine的创建和销毁是由运行环境（runtime）完成的，这些操作的开销就比较小。

3、切换开销

当切换一个线程的时候，调度器需要保存／恢复所有的寄存器。这包括16个通用寄存器，程序指针（program counter），栈指针（stack pointer），段寄存器（segment registers）和16个XMM寄存器，浮点协处理器状态，16个AVX寄存器，所有的特殊模块寄存器（MSR）等。当在线程间快速切换的时候这些开销就变得非常大了
Goroutine的调度是协同合作式的（cooperatively）。当切换goroutine的时候，调度器只需要保存和恢复三个寄存器 - 程序指针，栈指针和DX。切换的开销就小多了。

三、goroutine执行过程

四、goroutine并发

并行：是让不同的代码片段同时在不同的物理处理器上执行，并行的关键是同时做很多事情。
并发：指同时管理很多事情，这些事情可能只做了一半就被暂停去做别的事情了,goroutine是一种并发机制。

五、goroutine代码示例

• 下面例子只会输出2，不会输出 1 3，因为当程序优先执行主线程，当主线程执行完后就退出了。

package main

import "fmt"

func main() 

    var i = 3

    go func(a int) 
        fmt.Println(a)
        fmt.Println("1")
    (i)

    fmt.Println("2")

• 这个例子是分部打印三次大小写字母，大家可以把runtime.GOMAXPROCS(2)或者time.Sleep(time.Millisecond)注释取消掉，再看下运行结果,每次输出都不一样有助于进一步理解goroutine。

package main

import (
    "runtime"
    "sync"
    "fmt"
)

func main() 

    // 分配一个逻辑处理器给调度器使用
    runtime.GOMAXPROCS(1)

    // wg用来等待程序完成，计数加2，表示要等待两个goroutine
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    fmt.Println("Start Goroutines")

    // 声明一个匿名函数，并创建一个goroutine
    go func() 
        // 延时调用，在函数退出时调用done来通知main函数工作已经完成
        defer wg.Done()
        // 显示字母表三次
        for count := 0; count < 3; count ++ 
            for char := 'a'; char < 'a' + 26 ; char ++  
                fmt.Printf("%c ", char)
            
        
    ()
    go func() 
        defer wg.Done()
        for count := 0; count < 3; count ++ 
            for char := 'A'; char < 'A' + 26 ; char ++  
                //time.Sleep(time.Millisecond)
                fmt.Printf("%c ", char)
            
        
    ()
    fmt.Println("Wating To Finish")
    wg.Wait()
    fmt.Println("\\nTerminating Program")