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    • 第1节:并发编程介绍
    • 第2节:并发性Concurrency
    • 第3节:Go语言的协程——Goroutine
    • 第4节:Go语言的并发模型
    • 第5节:runtime包
    • 第6节:临界资源安全问题
    • 第7节:sync包——WaitGroup
    • 第8节:sync包——互斥锁
    • 第9节:sync包——读写锁
    • 第10节:channel通道
    • 第11节:关闭通道和通道上范围循环
    • 第12节:缓冲通道
    • 第13节:定向通道
    • 第14节:time包中的通道相关函数
    • 第15节:select语句
    • 第16节:Go语言的CSP模型
  • 反射机制

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第3节:Go语言的协程——Goroutine


GOLANG ROADMAP

# 1.1 什么是Goroutine

go中使用Goroutine来实现并发concurrently。

Goroutine是Go语言特有的名词。区别于进程Process,线程Thread,协程Coroutine,因为Go语言的创造者们觉得和他们是有所区别的,所以专门创造了Goroutine。

Goroutine是与其他函数或方法同时运行的函数或方法。Goroutines可以被认为是轻量级的线程。与线程相比,创建Goroutine的成本很小,它就是一段代码,一个函数入口。以及在堆上为其分配的一个堆栈(初始大小为4K,会随着程序的执行自动增长删除)。因此它非常廉价,Go应用程序可以并发运行数千个Goroutines。

Goroutines在线程上的优势。

  1. 与线程相比,Goroutines非常便宜。它们只是堆栈大小的几个kb,堆栈可以根据应用程序的需要增长和收缩,而在线程的情况下,堆栈大小必须指定并且是固定的
  2. Goroutines被多路复用到较少的OS线程。在一个程序中可能只有一个线程与数千个Goroutines。如果线程中的任何Goroutine都表示等待用户输入,则会创建另一个OS线程,剩下的Goroutines被转移到新的OS线程。所有这些都由运行时进行处理,我们作为程序员从这些复杂的细节中抽象出来,并得到了一个与并发工作相关的干净的API。
  3. 当使用Goroutines访问共享内存时,通过设计的通道可以防止竞态条件发生。通道可以被认为是Goroutines通信的管道。

# 1.2 主goroutine

封装main函数的goroutine称为主goroutine。

主goroutine所做的事情并不是执行main函数那么简单。它首先要做的是:设定每一个goroutine所能申请的栈空间的最大尺寸。在32位的计算机系统中此最大尺寸为250MB,而在64位的计算机系统中此尺寸为1GB。如果有某个goroutine的栈空间尺寸大于这个限制,那么运行时系统就会引发一个栈溢出(stack overflow)的运行时恐慌。随后,这个go程序的运行也会终止。

此后,主goroutine会进行一系列的初始化工作,涉及的工作内容大致如下:

  1. 启动专用于在后台清扫内存垃圾的goroutine,并设置GC可用的标识

  2. 执行mian包中的init函数

  3. 执行main函数

    执行完main函数后,它还会检查主goroutine是否引发了运行时恐慌,并进行必要的处理。最后主goroutine会结束自己以及当前进程的运行。

# 1.3 如何使用Goroutines

在函数或方法调用前面加上关键字go,您将会同时运行一个新的Goroutine。

实例代码:

package main

import (  
    "fmt"
)

func hello() {  
    fmt.Println("Hello world goroutine")
}
func main() {  
    go hello()
    fmt.Println("main function")
}
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运行结果:可能会值输出“main function”。

我们开始的Goroutine怎么样了?我们需要了解Goroutine的规则

  1. 当新的Goroutine开始时,Goroutine调用立即返回。与函数不同,go不等待Goroutine执行结束。当Goroutine调用,并且Goroutine的任何返回值被忽略之后,go立即执行到下一行代码。
  2. main的Goroutine应该为其他的Goroutines执行。如果main的Goroutine终止了,程序将被终止,而其他Goroutine将不会运行。

修改以上代码:

package main

import (  
    "fmt"
    "time"
)

func hello() {  
    fmt.Println("Hello world goroutine")
}
func main() {  
    go hello()
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("main function")
}
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运行结果:

在上面的程序中,我们已经调用了时间包的Sleep方法,它会在执行过程中睡觉。在这种情况下,main的goroutine被用来睡觉1秒。现在调用go hello()有足够的时间在main Goroutine终止之前执行。这个程序首先打印Hello world goroutine,等待1秒,然后打印main函数。

# 1.4 启动多个Goroutines

示例代码:

package main

import (  
    "fmt"
    "time"
)

func numbers() {  
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        time.Sleep(250 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%d ", i)
    }
}
func alphabets() {  
    for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
        time.Sleep(400 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%c ", i)
    }
}
func main() {  
    go numbers()
    go alphabets()
    time.Sleep(3000 * time.Millisecond)
    fmt.Println("main terminated")
}
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运行结果:

1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated  
1

时间轴分析:

  • 1.1 什么是Goroutine
  • 1.2 主goroutine
  • 1.3 如何使用Goroutines
  • 1.4 启动多个Goroutines