Golang 协程的理论知识部分

作为一门 21 世纪的语言，Go 原生支持应用之间的通信（网络，客户端和服务端，分布式计算，参见第 15 章）和程序的并发。程序可以在不同的处理器和计算机上同时执行不同的代码段。Go 语言为构建并发程序的基本代码块是 协程 (goroutine) 与通道 (channel)。他们需要语言，编译器，和 runtime 的支持。Go 语言提供的垃圾回收器对并发编程至关重要。

不要通过共享内存来通信，而通过通信来共享内存。

通信强制协作。

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为什么用协程不用线程？

 

并行是一种通过使用多处理器以提高速度的能力。所以并发程序可以是并行的，也可以不是。

公认的，使用多线程的应用难以做到准确，最主要的问题是内存中的数据共享，它们会被多线程以无法预知的方式进行操作，导致一些无法重现或者随机的结果（称作 竞态）。

不要使用全局变量或者共享内存，它们会给你的代码在并发运算的时候带来危险。

解决之道在于同步不同的线程，对数据加锁，这样同时就只有一个线程可以变更数据。在 Go 的标准库 sync 中有一些工具用来在低级别的代码中实现加锁；我们在第 9.3 节中讨论过这个问题。不过过去的软件开发经验告诉我们这会带来更高的复杂度，更容易使代码出错以及更低的性能，所以这个经典的方法明显不再适合现代多核 / 多处理器编程：thread-per-connection 模型不够有效。

Go 更倾向于其他的方式，在诸多比较合适的范式中，有个被称作 Communicating Sequential Processes（顺序通信处理）（CSP, C. Hoare 发明的）还有一个叫做 message passing-model（消息传递）（已经运用在了其他语言中，比如 Erlang）。

 

协程是轻量的，比线程更轻。它们痕迹非常不明显（使用少量的内存和资源）：使用 4K 的栈内存就可以在堆中创建它们。因为创建非常廉价，必要的时候可以轻松创建并运行大量的协程（在同一个地址空间中 100,000 个连续的协程）。并且它们对栈进行了分割，从而动态的增加（或缩减）内存的使用；栈的管理是自动的，但不是由垃圾回收器管理的，而是在协程退出后自动释放。

 

通过通信共享内存
并发编程是个很大的论题。但限于篇幅，这里仅讨论一些 Go 特有的东西。

在并发编程中，为实现对共享变量的正确访问需要精确的控制，这在多数环境下都很困难。 Go 语言另辟蹊径，它将共享的值通过信道传递，实际上，多个独立执行的线程从不会主动共享。 在任意给定的时间点，只有一个 Go 协程能够访问该值。数据竞争从设计上就被杜绝了。 为了提倡这种思考方式，我们将它简化为一句口号：

不要通过共享内存来通信，而应通过通信来共享内存。

这种方法意义深远。例如，引用计数通过为整数变量添加互斥锁来很好地实现。 但作为一种高级方法，通过信道来控制访问能够让你写出更简洁，正确的程序。

我们可以从典型的单线程运行在单 CPU 之上的情形来审视这种模型。它无需提供同步原语。 现在考虑另一种情况，它也无需同步。现在让它们俩进行通信。若将通信过程看做同步着， 那就完全不需要其它同步了。例如，Unix 管道就与这种模型完美契合。 尽管 Go 的并发处理方式来源于 Hoare 的通信顺序处理（CSP）， 它依然可以看做是类型安全的 Unix 管道的实现。

协程（goroutine）
我们称之为 Go 协程是因为现有的术语 — 线程、协程、进程等等 — 无法准确传达它的含义。 Go 协程具有简单的模型：它是与其它 Go 协程并发运行在同一地址空间的函数。它是轻量级的， 所有消耗几乎就只有栈空间的分配。而且栈最开始是非常小的，所以它们很廉价， 仅在需要时才会随着堆空间的分配（和释放）而变化。

Go 协程在多线程操作系统上可实现多路复用，因此若一个线程阻塞，比如说等待 I/O， 那么其它的线程就会运行。Go 协程的设计隐藏了线程创建和管理的诸多复杂性。

在函数或方法前添加 go 关键字能够在新的 Go 协程中调用它。当调用完成后， 该 Go 协程也会安静地退出。（效果有点像 Unix Shell 中的 & 符号，它能让命令在后台运行。）