Go轻量级线程Goroutine

道阻且长，行则将至，行而不辍，未来可期。人生是一条且漫长且充满荆棘的道路，一路上充斥着各种欲望与诱惑，不断学习，不断修炼，不悔昨日，不畏将来！
希望这篇能够带给你们或多或少的帮助，诸位！顶峰见

Goroutine

• Golang中最迷人的一个优点就是从语言层面就支持并发
• 在Golang中的goroutine(协程)类似于其他语言的线程

我们可以理解goroutine是一个轻量级线程，所占用的栈空间很小（一般为2KB）且可以扩容与减小

goroutine的创建

在Go语言内可以通过go func来创建一个goroutine

package main

func hello()  {
	fmt.Println("Hello")
}

func main() {
	go hello()

	fmt.Println("Main")
}

Go程序开始时会创建一个 main goroutine。我们通过go关键字也会创建一个goroutine去执行hello程序，而此时main goroutine会继续执行。
此时程序里面会有两个goroutine并发执行，当main函数结束后 main goroutine会结束，由main goroutine创建的其它goroutine也会立即结束
所以这里hello是有可能打印不出来的

执行结果：

Main

所以为了避免main函数代码运行结束，而其它goroutine仍在运行中，所以我们需要main函数阻塞等待其它goroutine执行结束

暴力等待可通过time.Sleep 。这里使用sync模块，利用计数等待实现

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var ws sync.WaitGroup

func hello() {
	// goroutine函数结束后，Done表示计数减1
	defer ws.Done()

	fmt.Println("Hello")
}

func main() {
	// 开启一个goroutine之前进行计数
	ws.Add(1)

	go hello()

	fmt.Println("Main")

	// 当计数为0的时候才结束，否则阻塞等待
	ws.Wait()
}

执行结果：

Main
Hello

GPM介绍

操作系统的线程一般都有固定的栈（通常为2MB），而Go语言中的goroutine非常轻量级，一个goroutine的初始栈空间很小（一般为2KB），并且goroutine的栈空间大小不是固定的，通常可以根据内容进行扩容增大或减小，Go的runtime会自动分配合适的goroutine的栈空间。

由于线程间切换需要进行一个完整的上下文切换过程开销较大，Go语言本身具有一套调度goroutine的系统。它将按照一定规则将goroutine调度到操作系统线程上执行，经过数个版本的迭代，Go语言调度器目前按照GPM模型

• G：表示goroutine，通过go func关键字创建，包含执行的函数和上下文信息

  全局队列：存放等待运行的G

• P：表示goroutine执行所需要的资源，最多有GOMAXPROCS个（CPU的核心）

  P本地队列：也是存放等待运行G的地方，创建G之后会优先放到P的队列，不过P队列存放的G数量有限，不超过256。如果P本地队列满了则会批量移动部分G到全局队列

• M：线程想运行任务就得获取P。从P本地队列获取G，如果P队列为空，则尝试从其它的P队列获取都没有的话则尝试从全局队列获取。M运行G，G执行之后，M又会继续获取G，不断重复

goroutine调度器和操作调度器是通过M结合的，每个M代表1个内核线程，操作系统调度器负责把内核线程分配到CPU核上运行

从线程来讲：Go语言的goroutine相较于其它语言开启线程的优势在于，其它线程的线程是由内核来调度的，goroutine则是Go语言运行时自己调度的，完全是在用户态下面完成的，不涉及内核与用户态之间频繁切换

goroutine调度

goroutine的执行顺序并不是按照创建时间来的，而是取决于哪个G优先被M执行

猜测该函数执行后的打印结果：

func f() {
	ws.Add(5)
	for i := 0; i < 5; i++ {
		go func() {
			fmt.Println(i)
			ws.Done()
		}()
	}
}

执行结果：

5
5
5
5
5

程序解析：

go关键字会创建goroutine去执行里面的匿名函数，而从创建->执行中间需要一定的时间，而for循环却在继续，匿名函数里面访问的是外部变量i，所以在实际执行到这个goroutine的时候，循环可能已经结束了，而i的值最终会变成5。所以大部分情况会打印5 5 5 5 5。也可能存在goroutine执行较快的情况，某个goroutine在循环未结束之前就执行了，可能会打印出其它数字。

猜测该函数执行后的打印结果：

func f2() {
	ws.Add(5)
	for i := 0; i < 5; i++ {
		go func(j int) {
			fmt.Println(j)
			ws.Done()
		}(i)
}

程序解析：

该函数与f不同的是，i由于传递到了匿名函数里面，那么打印的值是确认的，而由于goroutine并不是按顺序执行的，所以最终打印的结果就是：所有数字都会打印出来，只是顺序不同