Go学习

Posted 2020-08-06 i++;

简介

Go语言是Google出了一个语言，基本概念我就不介绍了， GO语言从原生上支持高并发，并提供了简单的调用方式，我们就重点研究一下它的高并发

进程与线程

在介绍高并发之前，我们需要了解一下我们现在的进程和线程，以及用户态和内核态。
一个可运行程序在磁盘上的时候，是一个静态的，当运行被加载到内存的时候，就是一个进程，其内存被分割为几个区域，关于进程的概念可以参考我写的关于Java的一篇博客。
严格来说，进程是不能运行的，操作系统调度的最小单元是线程，所以当程序被加载到内存的时候，默认的就有一个线程，这个线程被称为主线程。
主线程可以创建多个线程，在一般的操作系统中，当你运行在用户态的程序准备一个线程的时候，程序会中断，由用户态转到内核态，在内核态创建一个线程，创建成功后，再转到用户态，创建的这个线程对用户态和内核态是可见的，操作系统的调度也是基于这些已经在内核态“注册”过的线程。

但是用户态的线程和内核态的线程并不总是１:１的关系，这里用户态线程和内核态线程的对应关系可以有以下两种：
1:1模型 即一个用户态线程对应一个内核态线程，这种模式最常见，可以利用多核的优势，但是线程的创建和切换会比较慢。
N:1模型：即多个用户态线程对应一个内核态线程，注意这里其实已经有协程的概念了， 这里Ｎ个用户态线程对与内核态来说并不知道，所有的用户态线程都对应到了一个内核态上。这种模式下，用户级线程之间的切换可以很快，但是不能很好的利用多核的优势。

协程

线程的创建是一个很耗时的过程，要为线程准备资源，要用户态和内核态的切换，Apache服务器就是这样的，所以如果Go采用这种模式，那也不会有高并发和高性能，这里GO之所以敢称高并发和高性能，是因为他有了协程的概念。
关于进程， 线程， 协程的关系：http://www.mamicode.com/info-detail-861488.html
这里我们暂时把协程称为轻量级线程，是因为
1. 创建的时候， 不经过核心态，直接在用户态创建，减少了系统调用。
2. 运行的时候，不受核心态管理，包括线程的上下文切换，

Go中的线程模型采用 M:N 的方式。简单说就是程序启动时设定启用几个线程，每个线程运行一个scheduler（由golang的runtime提供），在用户态内创建了多个协程，这些协程会被放到每个scheduler的Task列表内，程序运行时每个scheduler维护自己的task列表(goroutine），并进行调度。调度方式跟nodejs类似，遇到I/O时，把时间片让出来给其它任务使用。既要利用多核cpu系统的特性，同时还要增强上下文切换的速度。缺点就是，这会使得调度器的实现变得复杂。

总结

Go之所以敢称高并发，是因为它使用了协程的概念，协程的创建是不经过内核态，直接在用户态创建，创建的成本变得极小，另外，由于这些协程，并不受核心态的调度，所以要运行他们，就需要再有一个调度器来调度这些协程，所以GO中有一个很重要的概念就是调度器(scheduler)，最后的运行就是这样样子： 操作系统调度线程， 该线程上的scheduler就开始运行，而scheduler负责运行协程。