Go并发编程（一）Goroutine

系统管理员 2023-01-17 15:50 97阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  Go并发编程（一）Goroutine
 *   *  进程&线程&协程
     *  Go调度模型
     *   *  goroutine GMP调度模型
         *  整体调度流程
     *  基本使用

# Go并发编程（一）Goroutine #

## 进程&线程&协程 ##

**进程**

进程是程序和数据的一次动态执行的过程，是CPU资源的分配的基本的单位，进程的局限是进程的创建，撤销和切换的开销较大

**线程**

线程是进程之后发展出来的概念，也叫轻量级进程，是CPU调度的最小单位，线程需要共享同进程内的进程资源，创建，撤销和切换的代价小于进程

**协程**

协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制

## Go调度模型 ##

对比Java的线程模型，在Java中，用户线程和内核线程是1:1的，所以每次线程的创建，销毁和切换，都涉及到用户态和内核态的切换。但是在Go线程模型中，用户态和内核态的比例是M:N，goroutine是Go提供的用户态线程，相对线程来说，粒度更细，而且goroutine切换和销毁创建不需要设计系统态切换。

原来Java中的线程其实是不区分用户线程还是内核线程的，因为是1:1的关系：但是CPU的视角只能看到内核线程，他不知道一个内核线程绑定了多少个用户线程

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所以，go的思想就是将用户态的线程称为协程，内核态线程还是线程，将多个协程绑定到一个内核态线程

在go中使用的M：N的线程模型，M个协程绑定在N个线程上

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkyMjI4OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  1:1的模型中，协程的切换创建销毁都由CPU来执行，都需要切换到内核态，和java的线程模型无区别
 *  M：1的模型中，协程一旦阻塞会导致线程阻塞，影响其他协程执行

所以，为了解决M：1模型出现的阻塞导致的并发不可用问题，绑定了多个内核线程，当出现阻塞时，将其他线程转移到其他内核线程处理，这一步是通过Go实现的调度器完成

### goroutine GMP调度模型 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTkyMjI4OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

*  G：Goroutine，待执行的任务
 *  M：操作系统线程，由操作系统调度器调度和管理
 *  P：调度器，运行在线程上的本地调度器，调度器的作用是把goroutine分配到操作系统线程上，调度器的数量默认是CPU核心数
 *  全局队列：新建的Goroutine会优先放到调度的本地队列中，如果队列满了才则会将本地队列中一半的Goroutine放到全局队列

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> 针对之前M:1模型的阻塞问题：

如果一个协程导致一个内核线程阻塞，即某个M阻塞，线程就会释放P，如果有空闲的线程，则由该线程执行P，若无，则重新创建一个新的线程执行P，复用线程：避免频繁的创建、销毁线程，而是对线程的复用。这也是goroutine的hand off机制。

### 整体调度流程 ###

go func()调度流程：  
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work stealing机制：

*  当P的本地队列中没有待执行的协程时，会尝试从全局队列中偷取一半协程，如果全局队列为空，则尝试从其他调度器中偷取协程执行

Go调度本质是把大量的goroutine分配到少量线程上去执行，并利用多核并行，实现更强大的并发。

## 基本使用 ##

func GoPrintName(name string)  {
        
    	for i := 0;i < 5;i++{
        
    		fmt.Println(name)
    		time.Sleep(1 * time.Second)
    	}
    }
    
    func main()  {
        
    	fmt.Println("--------")
    	// go关键字开启协程
    	go GoPrintName("kevin")	// A协程
    	fmt.Println("--------")
    	go func() {
        					   // B协程
    		for i := 0; i < 10; i++ {
        
    			fmt.Println("demi")
    			time.Sleep(1 * time.Second)
    		}
    	}()
    	time.Sleep(10 * time.Second) // 以防主协程过快结束导致AB协程还没来得及执行就终止
    }

参考：

[调度器][Link 1]

[Golang的协程调度器原理及GMP设计思想][Golang_GMP]

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[Link 1]: https://draveness.me/golang/docs/part3-runtime/ch06-concurrency/golang-goroutine/#%E5%B0%8F%E7%BB%93
[Golang_GMP]: https://studygolang.com/articles/26795