Go学习(十六):并发编程-协程使用

1.什么是协程?

协程又称为微线程，是一种比线程更加轻量级的存在。正如一个进程可以拥有多个线程，一个线程也可以拥有多个协程。

协程是编译器级的，进程和线程是操作系统级的。协程不被操作系统内核管理，而完全由程序控制，因此没有线程切换的开销。

2.Goroutine

Go语言中的协程叫作Goroutine。Goroutine由Go程序运行时（runtime）调度和管理，Go程序会智能地将Goroutine中的任务合理地分配给每个CPU。创建Goroutine的成本很小，每个Goroutine的堆栈只有几kb，且堆栈可以根据应用程序的需要增长和收缩。

2.1 Coroutine与Goroutine的区别

• Goroutine能并行执行，Coroutine只能顺序执行；
• Goroutine可在多线程环境产生，Coroutine只能发生在单线程。
• Coroutine程序需要主动交出控制权，系统才能获得控制权并将控制权交给其他Coroutine。
• Coroutine的运行机制属于协作式任务处理，应用程序在不使用CPU时，需要主动交出CPU使用权。如果开发者无意间让应用程序长时间占用CPU，操作系统也无能为力，计算机很容易失去响应或者死机。
• Goroutine属于抢占式任务处理，和现有的多线程和多进程任务处理非常类似。应用程序对CPU的控制最终由操作系统来管理，如果操作系统发现一个应用程序长时间占用CPU，那么用户有权终止这个任务。

3.普通函数创建Goroutine

3.1 创建语法

使用go关键字创建Goroutine时，被调用的函数往往没有返回值，如果有返回值也会被忽略。如果需要在Goroutine中返回数据，必须使用channel，通过channel把数据从Goroutine中作为返回值传出。

// 创建Goroutine
go funcName()

3.2 使用

package main
import (
    "fmt"
    "strconv"
    "time"
)
func main() {
    go echoNum("张三")
    go echoNum("李四")
    go echoNum("王五")
    // 睡眠1秒
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("运行结束")
}
// 报数
func echoNum(who string)  {
    for i := 1; i < 3; i++ {
        fmt.Println(who + " "+ strconv.Itoa(i))
    }
}

/** 输出
  张三 1
  张三 2
  王五 1
  李四 1
  李四 2
  王五 2
  运行结束
*/

4. 匿名函数创建Goroutine

4.1 创建语法

go func(){
  // ...函数体
}()

4.2 使用

package main
import (
    "fmt"
    "strconv"
    "time"
)
func main() {
    go func(who string) {
        for i := 1; i < 3; i++ {
            fmt.Println(who + " "+ strconv.Itoa(i))
        }
    }("张三")
    go func(who string) {
        for i := 1; i < 3; i++ {
            fmt.Println(who + " "+ strconv.Itoa(i))
        }
    }("李四")
    go func(who string) {
        for i := 1; i < 3; i++ {
            fmt.Println(who + " "+ strconv.Itoa(i))
        }
    }("王五")
    // 睡眠1秒
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("运行结束")
}
/** 输出
  张三 1
  张三 2
  王五 1
  王五 2
  李四 1
  李四 2
  运行结束
*/

多个Goroutine随机调度，打印的结果是数字与字母交叉输出

5. 并发运行性能调整

5.1 设置运行的 cpu 数

为了充分了利用多 cpu 的优势，在 Golang 程序中，可以通过runtime.GOMAXPROCS() 函数 设置运行的 cpu 数目

• 使用格式

  runtime.GOMAXPROCS( 逻辑CPU)
  //逻辑CPU可以通过 runtime.NumCpu()函数获取

这里的逻辑CPU数量可以有如下几种数值:

数值	含义	示例
< 1	不修改任何数值	runtime.GOMAXPROCS(0)
= 1	单核执行	runtime.GOMAXPROCS(1)
> 1	多核并发执行	runtime.GOMAXPROCS(4) 4核并发执行

• Go 1.5版本之前，默认使用的是单核心执行。从Go 1.5版本开始，默认执行runtime.GOMAXPROCS（逻辑CPU数量）,让代码并发执行，最大效率地利用CPU。
• GOMAXPROCS同时也是一个环境变量，在应用程序启动前设置环境变量也可以起到相同的作用。

6.注意事项

• 所有Goroutine在main()函数结束时会一同结束。
• 如果需要在Goroutine中返回数据，必须使用channel，通过channel把数据从Goroutine中作为返回值传出。
• 启动多个Goroutine时，会随机调度。

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