[golang note] 协程基础

协程概念

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√ 协程通常称为coroutine，在golang中称为goroutine。

√ 协程本质上是一种用户态线程，它不需要操作系统来进行抢占式调度，在实际实现中寄存在线程之中。

√ 协程系统开销极小，可有效提高单个线程的任务并发性，从而避免使用多线程。而且使用协程编程简单，结构清晰。缺点就是需要编程语言的支持，如果不支持，则需要用户在程序中自行实现调度器。

goroutine

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√ goroutine是golang中的轻量级线程实现，由go runtime管理。

• goroutine使用语法

// 定义协程函数
func MyRoutineFunction(参数列表) (返回值列表) {
    // 函数体
}

// 启动协程
go MyRoutineFunction(参数列表)

√ 启动一个goroutine使用go关键字，go是golang中最重要的关键字，因此这个语言也是以这个关键字命名。

√ 在一个函数前加上go关键字调用，这次调用就会在一个新的goroutine中并发执行，开启goroutine的线程将继续执行。

√ 当被go调用的函数返回时，这个goroutine也自动结束了。如果这个函数有返回值，那么这个返回值会被丢弃。

√ golang程序从main()函数开始执行，当main()函数返回时，程序结束且不等待其他goroutine结束。

• goroutine使用示例

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func Add(x, y int) {
    z := x + y
    fmt.Println(z)
}

func main() {
    for i := ; i < ; i++ {
        go Add(i, i)
    }

    fmt.Println("main goroutine finished!")
    time.Sleep( * time.Second)
}

程序运行两次的结果如下：

可以看出goroutine看上去的确是并发执行，结果具有不确定性。

并发与并行

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• 概念

√ 两个队列，一个Coffee机器，那是并发。

√ 两个队列，两个Coffee机器，那是并行。

• golang并发与并行

▶  并发执行

√ 如果在单核cpu情况下，golang所有的goroutine只能在一个线程里跑 。

√ 如果当前goroutine不发生阻塞，它是不会让出cpu时间给其他goroutine，除非调用runtime.Gosched()主动让出时间片。

√ 如果当前goroutine发生阻塞，它会主动让出cpu时间给其他goroutine执行。

√ golang的runtime包是goroutine的调度器，其中使用runtime.GOMAXPROCS(n)可以控制使用cpu核数。

▪ 例子一

package main

import "fmt"
import "time"
import "runtime"

func loop() {
    fmt.Println("loop starts!")
    for i := ; i < ; i++ {
        fmt.Printf("%d ", i)
    }
    fmt.Println()
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1) // 强制使用1个cpu
    go loop()
    go loop()

    time.Sleep( * time.Second)
}

运行结果如下：

▪ 例子二

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "time"
)

func Add(x, y int) {
    z := x + y
    fmt.Println(z)
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1) // 强制使用1个cpu
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )
    go Add(, )

    fmt.Println("main goroutine finished!")
    time.Sleep( * time.Second)
}

运行结果如下：

▶  并行执行

√ 默认情况下，golang是开启多核的，因此一开始的示例中的输出就是无序的。

√ 我们也可以告诉golang我们允许同时最多使用核数。

▪ 例子一

package main

import "fmt"
import "time"
import "runtime"

func loop() {
    fmt.Println("loop starts!")
    for i := ; i < ; i++ {
        fmt.Printf("%d ", i)
    }
    fmt.Println()
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS()

    go loop()
    go loop()
    go loop()
    go loop()

    time.Sleep( * time.Second)
}

多运行几次，可以得到结果：