Golang并发（四）

转载自： Golang 基础之并发goroutine(补充)前面 《Golang 基础之并发知识 (二)》 章节已经和大家简单介绍 - 掘金

goroutine是go中最基本的组织单位之一。

事实上，每个go程序至少有一个: main goroutine,当程序开始的时候，会自动创建并启动。

在几乎所有的go程序中，你都可能会发现自己迟早加入到一个goroutine中。

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goroutine 对Go来说是独一无二的（尽管其他一些语言有类似的并发原语）。它们不是操作系统线程，它们不完全是绿色的线程(由语言运行时管理的线程)，它们是更高级别的抽象，被称为协程(coroutines)。协程是非抢占的并发子程序，也就是说，它们不能被中断。

Go的独特之处在于goroutine与Go的运行时深度整合。Goroutine没有定义自己的暂停或再入点; Go的运行时观察着goroutine的行为，并在阻塞时自动挂起它们，然后在它们变畅通时恢复它们。在某种程度上，这使得它们可以抢占，但只是在goroutine被阻止的地方。它是运行时和goroutine逻辑之间的一种优雅合作关系。 因此，goroutine可以被认为是一种特殊的协程。

协程，因此可以被认为是goroutine的隐式并发构造，但并发并非协程自带的属性：某些东西必须能够同时托管几个协程，并给每个协程执行的机会，否则它们无法实现并发。当然，有可能有几个协程按顺序执行，但看起来就像并行一样，在Go中这样的情况比较常见。

Go的宿主机制实现了所谓的M：N调度器，这意味着它将M个绿色线程映射到N个系统线程。 goroutine随后被安排在绿色线程上。 当我们拥有比绿色线程更多的 goroutine 时，调度程序处理可用线程间 goroutine的分布，并确保当这些 goroutine 被阻塞时，可以运行其他 goroutine。

Go遵循称为 fork-join 模型的并发模型.fork这个词指的是在程序中的任何一点，它都可以将一个子执行的分支分离出来，以便与其父代同时运行。join这个词指的是这样一个事实，即在将来的某个时候，这些并发的执行分支将重新组合在一起。子分支重新加入的地方称为连接点。这里有一个图形表示来帮助你理解它：

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go关键字为Go程序实现了fork，fork的执行者是 goroutine。sayHello() 函数会在属于它的 goroutine 上运行，与此同时程序的其他部分继续执行。在这个例子中，没有连接点。执行 sayHello() 的goroutine将在未来某个不确定的时间退出，并且该程序的其余部分将继续执行。

然而，这个例子存在一个问题：我们不确定 sayHello() 函数是否可以运行。goroutine将被创建并交由Go的运行时安排执行，但在 main() goroutine退出前它实际上可能没有机会运行。

这里 main()函数会在sayHello()之前执行完成，所有不会看到Println输出信息。

这种情况，可以加入连接点确保程序正确性并消除竞争条件。创建连接点可以通过多种方式完成，这里使用sync包中提供的一个解决方案：sync.WaitGroup (后面并发原语文章会详细介绍，这里简单了解即可) 。

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

var wg sync.WaitGroup

func sayHello() {
	fmt.Println("hello world")
	wg.Done()
}

func main() {
	wg.Add(1)
	go sayHello()
	wg.Wait()
	fmt.Println("done")
}

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主goroutine的运作

封装 main() 函数的 goroutine 称为主 goroutine。 主 goroutine 会由 runtime.m0 负责运行。

主 goroutine 所做的事情不是执行 main() 函数那么简单。它首先要做：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 250 MB , 而在 64 位的计算机系统中此尺寸为 1 GB。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发起一个栈溢出( stack overflow )的运行时恐慌。 随即，这个Go程序运行也会终止。

在设定好 goroutine 的最大栈尺寸之后， 主 goroutine 会在当前 M 的 g0 上执行系统检测任务。其作用就是为调度器查漏补缺，也是让系统检测任务的执行先于 main() 函数。

此后，主 goroutine 会进行一系列的初始化工作

  • 检查当前 M 是否是 runtime.m0。 如果不是，就说明之前的程序出现了某种问题；这时主 goroutine 会立即抛出异常，意味着Go 程序启动失败。
  • 创建一个特殊的 defer语句，用于在主 goroutine 退出时做必要的善后处理。 因为主 goroutine 也可能非正常的结束。
  • 启用专用于在后台清扫内存垃圾的 goroutine，并设置 GC 可用的标识。
  • 执行 main 包中的 init() 函数。

如果上述初始化工作成功完成，那么主 goroutine 就会去执行 main() 函数。 在执行完 main() 函数之后，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。