go语言goroutine

Go语言goroutine

在别的语言里想要在一个程序中实现多任务,如python,python实现多任务可以使用多进程、多线程、携程。但多进程占用资源，多线程无法发挥多核的优势(GIL)，python的协程是单线程的，必须等一个任务作出让步，另一个任务才能执行，如果其中一个任务阻塞住，让不出cpu来，那么整个程序都会被阻塞住。

go语言的goroutine(协程)是一个类似于线程的概念，但是它比线程轻量。当开启了多个goroutine后，程序会将每个goroutine分配给每个cpu的核心，可以充分发挥cpu多核的效率。go的协程效率比为m(cpu核数)/n(goroutine数)，而python的协程的效率比为1/n

开启goroutine

只需要在将任务封装成一个函数，使用go关键字，就可以开启一个goroutine完成多任务。同时，程序的主函数也是一个goroutine

package main

import "fmt"

func work() {
	fmt.Printf("work goroutine")
}

func main() {
	go work()
	fmt.Println("main goroutine")
}

sync.WaitGroup

上面的程序启动goroutine是没问题，但是编译运行后会发现只有打印了main goroutine。这是因为，开启在主goroutine里面启动另外一个goroutine后，另外开启的goroutine还没来得及运行，主goroutine就已经结束了，主goroutine结束，由主goroutine中开启的goroutine全部都会结束，所有主goroutine想要其他的goroutine执行，必须得等待。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func work() {
	fmt.Println("work")
}

func main() {
	go work()
	fmt.Println("main goroutine")
	time.Sleep(time.Second)
}

使用time.Sleep来是程序休眠，来达到让另外goroutine由充足的时间来运行

但是当开启了多个goroutine后，我们不知道全部的协程运行完毕需要多少时间，我们就无法估量sleep的时间。sleep的时间可能多了，可能少了，少了就会让能成达不到想要的目的，多了就会让程序多休眠，浪费资源，此时，就需要引入sync模块的工具来解决这个问题

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var wg sync.WaitGroup

func work() {
	defer wg.Done()
	fmt.Println("work")

}

func main() {
	wg.Add(1)
	go work()
	fmt.Println("main goroutine")
	wg.Wait() // 等待所有的协程能全部运行完毕
}

使用sync.WaitGroup，当需要开启一个协程前,往WaitGroup里面加1，在协程结束后，向WaitGroup告知已经完成(可以配合defer 关剪字使用)，最后在主goroutine(main函数)的最后使用WaitGroup来等待所有的goroutine运行结束(对应的函数执行结束)

goroutine和线程的关系

这里的线程指的是操作系统的线程，线程和goroutine启动占用的资源不一样，线程的栈内存一般为2mb，而goroutine在开始的时候占用的栈内存为2kb，goroutine的栈不是固定的，它可以像go的切片一样扩容，最大限制可以达到一个G，所有在go里面可以很容易开启十万个goroutine。

• GMP调度
  • G:G代表goroutine，里面存放当前的goroutine的信息和当前goroutine所载的P的绑定等信息
  • M:M是go运行时对操作系统的线程的虚拟。一个goroutine最终都是要放在M上运行的
  • P:P管理者一组goroutine队列，P里面存放着当前的goroutine的上下文，P会对当前管理的goroutine队列做一些调度(某些goroutine可能占用cpu时间过长，P会将这个goroutine暂停，然后去让别的goroutine来执行)。当自己的goroutine全部运行结束了，这个P会去全局的队列里面取，如果全局的里面也没有了，它甚至会去别的P里面取获取goroutine，这样可以实现效率的最大化
  • P与M一般也是一一对应的。他们关系是： P管理着一组G挂载在M上运行。当一个G长久阻塞在一个M上时，runtime会新建一个M，阻塞G所在的P会把其他的G 挂载在新建的M上。当旧的G阻塞完成或者认为其已经死掉时 回收旧的M。