【Golang零基础入门】06 Goroutine

引言

现在很多一线大厂都转型到Go，究其原因就是该语言对并发支持的好。
相信大家都知道Golang是在语言级原生支持协程，先看看下面这段代码

func main()  {
	for i:=0; i<10; i++ {
		go func(i int) {
			for {
				fmt.Printf("协程: %d \n", i)
			}
		}(i)
	}
	// 防止程序来不及打印就退出
	time.Sleep(10*time.Microsecond)
}

输出结果如下，你会发现每次运行，输出内容都是不一样的，这是为什么呢？

一、并行与并发

并行是指程序的运行状态，要有两个线程正在执行才能算是Parallelism；

并发指程序的逻辑结构，Concurrency则只要有两个以上线程还在执行过程中即可。

简单地说，Parallelism要在多核或者多处理器情况下才能做到，而Concurrency则不需要。
对应后面的runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())

二、进程，线程与协程

goroutines是Go的并发基础，为了帮助我们理解这个概念，我们先来谈一谈并发的发展故事。

2.1 进程 Process

进程是程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是线程的容器。

在分时系统中，操作系统通过记录当前进程的状态，然后恢复另一个进程的状态，在活动进程之间快速切换CPU的处理，而产生了一种并发执行的错觉，这个过程称为上下文切换(switch cost)。

上下文切换的成本是：

内核需要存储该进程的所有CPU寄存器的内容，然后恢复另一个进程的值。由于进程切换可以在进程执行的任何时刻发生，操作系统需要存储所有这些寄存器的内容，因为它不知道当前正在使用哪些寄存器。
内核需要将CPU的虚拟地址刷新为物理地址映射（TLB缓存）。
操作系统上下文切换的开销，以及选择下一个进程都会占用CPU的调度程序函数的开销。

2.2 线程 thread

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，在概念上与进程类似，但共享相同的内存空间。由于线程共享地址空间，因此创建、切换速度更快。但仍然有昂贵的上下文切换成本; 必须保留很多状态。

2.3 协程 Coroutine

协程是用户态线程，不依靠内核来管理调度，具备以下特点：

轻量级线程
非抢占式多任务处理，由协程自己本省主动交出控制权

以下列出了goroutine之间切换的主要的时间点：

（1）Channel发送和接收操作（如果这些操作是阻塞的）；
（2）执行go语句，虽然不能保证新的goroutine马上被调度执行；
（3）阻塞的系统调用，像文件操作，网络操作，IO等等；
（4）停下来进入垃圾回收周期以后。

换句话讲，在goroutine不能继续进行运算以后（需要更多数据，更多空间，等等），都会进行切换。

双向通道就是channel

GO的协程 Goroutines

每个并发的执行单元叫做goroutine，用关键词go来创建。
具体goroutine放在哪个线程，由调度器控制与切换。

假设要计算两个非常复杂的逻辑，然后输出结果。在正常是线性程序里面，会依次调用计算的逻辑，完成之后再调用输出逻辑。但如果是在有两个甚至更多个goroutine的程序中，对两个计算逻辑的调用就可以在同一时间。

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(2)
	go func() {
		for i:=0; i<100; i++ {
			defer wg.Done()
			fmt.Println("A:", i)
			time.Sleep(1*time.Second)
		}
	}()

	go func() {
		for i:=0; i<100; i++ {
			defer wg.Done()
			fmt.Println("B:", i)
			time.Sleep(2*time.Second)
		}
	}()
	wg.Wait()
}