Go-goroutine协程

进程和线程

• 进程就是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位
• 线程是进程的一个执行实例，是程序执行的最小单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位
• 一个进程可以创建和销毁多个线程，同一个进程中的多个线程可以并发执行
• 一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程

并发和并行

• 多线程程序在单核上运行，就是并发
• 多线程程序在多核上运行，就是并行

并发

因为是在一个CPU上，比如有10个线程，每个线程执行10毫秒（进行轮训操作），从人的角度看，好像这10个线程都在运行，但是从微观上看，在某一时间点看，其实只有一个线程在执行，这就是并发

并行

因为是在多个CPU上（比如有10个CPU），比如有10个线程，每个线程执行10毫秒（各自在不同CPU上执行），从人的角度看，这10个线程都在运行，但是从微观上看，在某一个时间点看，也同时有10个线程在执行，这就是并行

Go协程和主线程

Go主线程

一个Go线程上，可以起多个协程，可以理解为，协程是轻量级的线程（编译器做的优化）

Go协程的特点

• 有独立的栈空间
• 共享程序堆空间
• 调度由用户控制
• 协程是轻量级的线程

示例

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// 每隔1秒输出
func test() {
	for i := 1; i <= 5; i++ {
		fmt.Println("Hello,World" + strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}
}

func main() {

	go test() //开启了一个协程

	for i := 1; i <= 5; i++ {
		fmt.Println("（main）Hello,World" + strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(time.Second)
	}

}

结果

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（main）Hello,World1
Hello,World1
Hello,World2
（main）Hello,World2
（main）Hello,World3
Hello,World3
（main）Hello,World4
Hello,World4
Hello,World5
（main）Hello,World5

执行流程图

结论

1. 主线程是一个物理线程，直接作用在CPU上，是重量级的，非常耗费CPU资源。
2. 协程从主线程开启的，是轻量级的线程，是逻辑态。对资源消耗相对小。
3. Go的协程机制是重要的特点，可以轻松的开启上万个协程。

MPG模式

MPG模式基本介绍

• M: 操作系统的主线程（物理线程）
• P: 协程执行需要的上下文
• G: 协程

MPG模式运行的状态1

1. 当前程序有三个M，如果三个M都在一个CPU运行，就是并发，如果在不同的CPU运行就是并行
2. M1、M2、M3正在执行一个G，M1的协程队列有3个，M2的协程队列有3个，M3协程队列有2个
3. 从上图可以看到：Go的协程是轻量级的线程，是逻辑态的，Go可以容易的起上万个协程

MPG模式运行的状态2

1. 分两部分看
2. 原来的情况是M0主线程正在执行G0协程，另外有三个协程在队列等待
3. 如果G0协程阻塞，比如读取文件或者数据库操作等
4. 这时就会创建M1主线程（也可能是从已有的线程池中取出M1），并且将等待的3个协程挂到M1下开始执行，M0的主线程下的G0任然继续执行
5. 这样的MPG调度模式，既可以让G0执行，同样也不会让队列的其他协程一直阻塞，仍然可以并发/并行执行
6. 等到G0不阻塞的，M0会被放到空闲的主线程继续执行（从已有的线程池中取），同时G0又会被唤醒

设置Go运行的CPU数

为了充分利用CPU优势，可以在Golang程序中，设置运行的CPU数目

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// 获取当前系统的CPU数量
num := runtime.NumCPU()
// 设置运行go程序可同时执行的最大CPU数
runtime.GOMAXPROCS(num)
fmt.Println("当前系统CPU数量：", num) //当前系统CPU数量： 8

1. go1.8后，默认程序运行在多个核上，可以不用设置
2. go1.8前，需要设置，可以更高效的利用CPU