Golang Goroutine的使用

什么是 Goroutine

goroutine 是 Go 并行设计的核心。goroutine 说到底其实就是协程，它比线程更小，十几个 goroutine 可能体现在底层就是五六个线程，Go 语言内部帮你实现了这些 goroutine 之间的内存共享。

执行 goroutine 只需极少的栈内存(大概是4~5KB)，当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此，可同时运行成千上万个并发任务。goroutine 比 thread 更易用、更高效、更轻便。

一般情况下，一个普通计算机跑几十个线程就有点负载过大了，但是同样的机器却可以轻松地让成百上千个 goroutine 进行资源竞争。

Goroutine 的创建

只需在函数调⽤语句前添加 go 关键字，就可创建并发执⾏单元。

开发⼈员无需了解任何执⾏细节，调度器会自动将其安排到合适的系统线程上执行。

在并发编程中，我们通常想将一个过程切分成几块，然后让每个 goroutine 各自负责一块工作，当一个程序启动时，主函数在一个单独的 goroutine 中运行，我们叫它 main goroutine。新的 goroutine 会用 go 语句来创建。而 go 语言的并发设计，让我们很轻松就可以达成这一目的。

例如：

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func foo() {
 i := 0
 for true {
 i++
 fmt.Println("new goroutine: i = ", i)
 time.Sleep(time.Second)
 }
}

func main() {
 // 创建一个 goroutine, 启动另外一个任务
 go foo()

 i := 0
 for true {
 i++
 fmt.Println("main goroutine: i = ", i)
 time.Sleep(time.Second)
 }
}

结果：

main goroutine: i =  1
new goroutine: i =  1
new goroutine: i =  2
main goroutine: i =  2
main goroutine: i =  3
new goroutine: i =  3
...

Goroutine 特性

主go程 退出后，其它的 子go程 也会自动退出：

package main

import (
 "fmt"
 "time"
)

func foo() {
 i := 0
 for true {
 i++
 fmt.Println("new goroutine: i = ", i)
 time.Sleep(time.Second)
 }
}

func main() {
 // 创建一个 goroutine, 启动另外一个任务
 go foo()

 time.Sleep(time.Second * 3)

 fmt.Println("main goroutine exit")
}

运行结果：

new goroutine: i =  1
new goroutine: i =  2
new goroutine: i =  3
main goroutine exit

runtime 包

Gosched

runtime.Gosched() 用于出让当前 go程 所占用的 CPU 时间片，让出当前 goroutine 的执行权限，调度器安排其他等待的任务运行，并在下次再获得 cpu 时间轮片的时候，从该出让 cpu 的位置恢复执行。

有点像跑接力赛，A 跑了一会碰到代码 runtime.Gosched() 就把接力棒交给 B 了，A 歇着了，B 继续跑。

例如：

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
 "time"
)

func main() {
 // 创建一个 goroutine
 go func(s string) {
 for i := 0; i < 2; i++ {
  fmt.Println(s)
 }
 }("world")

 for i := 0; i < 2; i++ {
 runtime.Gosched()
 fmt.Println("hello")
 }
 time.Sleep(time.Second * 3)
}

运行结果：

world
world
hello
hello

如果没有 runtime.Gosched() 则运行结果如下：

hello
hello
world
world

注意： runtime.Gosched() 只是出让一次机会，看下面的代码，注意运行结果：

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
 "time"
)

func main() {
 // 创建一个 goroutine
 go func(s string) {
 for i := 0; i < 2; i++ {
  fmt.Println(s)
  time.Sleep(time.Second)
 }
 }("world")

 for i := 0; i < 2; i++ {
 runtime.Gosched()
 fmt.Println("hello")
 }
}

运行结果：

world
hello
hello

为什么 world 只有一次呢？因为之前我们说过，主 goroutine 退出后，其它的工作 goroutine 也会自动退出。

Goexit

调用 runtime.Goexit() 将立即终止当前 goroutine 执⾏，调度器确保所有已注册 defer 延迟调用被执行。

注意与 return 的区别，return 是返回当前函数调用给调用者。

例如：

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
 "time"
)

func main() {
 go func() {
 defer fmt.Println("A.defer")
 func() {
  defer fmt.Println("B.defer")
  runtime.Goexit() // 终止当前 goroutine
  fmt.Println("B") // 不会执行
 }()
 fmt.Println("A") // 不会执行
 }() // 不要忘记 ()

 time.Sleep(time.Second * 3)
}

运行结果：

B.defer
A.defer

GOMAXPROCS

调用 runtime.GOMAXPROCS() 用来设置可以并行计算的 CPU 核数的最大值，并返回 上一次（没有则是电脑默认的） 设置的值。

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
)

func main() {
 runtime.GOMAXPROCS(1) // 将 cpu 设置为单核

 for true {
 go fmt.Print(0) // 子 go 程
 fmt.Print(1) // 主 go 程
 }
}

运行结果：

111111 ... 1000000 ... 0111 ...

在执行 runtime.GOMAXPROCS(1) 时，最多同时只能有一个 goroutine 被执行。所以会打印很多 1。过了一段时间后，GO 调度器会将其置为休眠，并唤醒另一个 goroutine，这时候就开始打印很多 0 了，在打印的时候，goroutine 是被调度到操作系统线程上的。

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
)

func main() {
 runtime.GOMAXPROCS(2)

 for true {
 go fmt.Print(0)
 fmt.Print(1)
 }
}

运行结果：

111111111111111000000000000000111111111111111110000000000000000011111111100000...

在执行 runtime.GOMAXPROCS(2) 时， 我们使用了两个 CPU，所以两个 goroutine 可以一起被执行，以同样的频率交替打印 0 和 1。

runtime 包中的其它函数

中文文档在这里：https://studygolang.com/pkgdoc

这里就简单列举一下一些函数以及功能。

func GOROOT() string

GOROOT 返回 Go 的根目录。如果存在 GOROOT 环境变量，返回该变量的值；否则，返回创建 Go 时的根目录。

func Version() string

返回 Go 的版本字符串。它要么是递交的 hash 和创建时的日期；要么是发行标签如 "go1.3"。

func NumCPU() int

NumCPU返回本地机器的逻辑CPU个数（真 ? 八核）。

func GC()

GC执行一次垃圾回收。(如果你迫切的希望做一次垃圾回收，可以调用此函数)