Go goroutine

并发性Concurrency

并发概念

Go是并发语言，而非并行语言。并发性是同时处理许多事情的能力。并行性parallelism指可以同时做很多事情。

Go中使用Goroutines来实现并发concurently。Goroutines是与其他函数或方法同时运行的函数或方法。

goroutines 

Goroutines被认为是轻量级的线程，与线程相比，创建Goroutines成本很小，故Go应用程序可以并发执行数千个Goroutines。

在线程上优势

• 与线程相比，Goroutines非常便宜，只是堆栈大小的几个kb，堆栈可根据应用程序的需要增长和收缩。而线程情况下，堆栈大小必须指定并且是固定的。
• Goroutines被多路复用到较少的OS线程，一个程序中可能只有1个线程与数千个Goroutines，若线程中任何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处理，程序员从这些复杂细节中抽象出来，得到一个与并发工作相关的干净的API。
• 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。通道可以被认为时Goroutines通信的管道。

Go语言协程

定义

不需要在定义时区分是否是异步函数（这点是针对Python3.5引入的async def定义时说明自己是一个协程）

调度器在合适的点进行切换（非抢占式的，但切换点也不是任意的点，传统是需要显示写出来，goroutine不需要）

可能切换的点：I/O，select  ； channel ；等待锁；函数调用（有时）；runtime.Gosched()

注意：以上只是参考，不能保证切换，不能保证在其他地方不切换

使用-race来检测数据访问冲突

使用

任何函数或方法调用前面加上go就能送给调度器运行 ，运行一个新的Goroutine。

 例子：

例子1：

goroutine.go

输出是：Hello from goroutine 随机打印的值

查看系统究竟起了多少个线程？
top命令查看：CPU 占用率  #TH线程（根据系统核来）

 

Goroutine协程

子程序是协程的一个特例

协程特点：

轻量级”线程”

非抢占式多任务处理，由协程主动交出控制权 

编译器/解释器/虚拟机层面的多任务

多个协程可在一个或多个线程在工作

启动多个Goroutine

例子1

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")
}
输出：1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated

例子2

 

普通函数与协程对比：doWork做完了才把控制权交给main。

Goroutine规则：

• 当新Goroutine开始时，Goroutine调用立即返回，且不等待Goroutine执行结束。
• 当Goroutine调用，并且其任何返回值被忽略之后，go立即执行到下一行代码
• main的Goroutine应该为其他的Goroutines执行，若main的Goroutine终止了，程序将被终止，其他Goroutine将不会运行。

例子：

func hello() {
    fmt.Println("Hello world goroutine")
}
func main() {
    go hello() //由于main进行Sleep，故go hello()有足够时间在main Goroutine终止之前执行
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("main function")
}  //输出是：Hello world goroutine   main function   

其他语言对协程支持

Go语言原生支持

C++：通过Boost.Coroutine库支持

Java：不支持 （并不是完全不支持，有第三方的）

Python中：Python3.5以前使用yield关键字实现协程，Python3.5加入了async def 对协程原生支持