1、協(xié)程介紹
????????進(jìn)程和線程都是由操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)度，有 CPU 時間片的概念，進(jìn)行搶占式調(diào)度。
????????協(xié)程是用戶級的線程，對內(nèi)核是透明的，系統(tǒng)并不知道協(xié)程的存在，并且協(xié)程是非搶占式調(diào)度，無法實現(xiàn)公平的任務(wù)調(diào)用，通常只進(jìn)行協(xié)作式調(diào)度，需要協(xié)程自己主動把控制權(quán)轉(zhuǎn)讓出去之后，其他協(xié)程才能被執(zhí)行到。
在任務(wù)調(diào)度上，協(xié)程弱于線程；

在資源消耗上，協(xié)程則是極低的，一個線程的內(nèi)存在 MB 級別，而協(xié)程只需要 KB 級別。

2、協(xié)程的的基本原理
????????協(xié)程是基于線程的，二者的原理一樣，線程是在操作系統(tǒng)內(nèi)核層面實現(xiàn)的，協(xié)程是在應(yīng)用層實現(xiàn)了線程。

????????Go Scheduler會把goroutine調(diào)度到邏輯處理器上運行，邏輯處理器會一對一的綁定到操作系統(tǒng)的線程。當(dāng)goroutine可以運行時，會被放入一個邏輯處理器的待執(zhí)行隊列中；當(dāng)goroutine遇到長時間執(zhí)行或執(zhí)行了一個阻塞的系統(tǒng)調(diào)用時（如打開文件），Go Scheduler會將這個邏輯處理器與線程分離，并將另一個線程綁定到這個邏輯處理器，之后從待執(zhí)行隊列中選擇下一個goroutine來運行，原來的goroutine保存到待執(zhí)行隊列等待調(diào)用（邏輯處理器是不動的）。

????????每一個goroutine是一個獨立的執(zhí)行單元，相較于每個OS線程固定分配2M內(nèi)存的模式，goroutine的棧采取了動態(tài)擴容方式， 初始時僅為2KB，隨著任務(wù)執(zhí)行按需增長，最大可達(dá)1GB，且由golang的調(diào)度器 Go Scheduler 來調(diào)度。此外，GC還會周期性地將不再使用的內(nèi)存回收，收縮棧空間。

????????Go Scheduler調(diào)度器能管理所有被創(chuàng)建的 goroutine 并為其分配執(zhí)行時間。Go Scheduler能將語言運行時的邏輯處理器與操作系統(tǒng)的線程一一綁定，并會全面的控制哪個 goroutine 要在哪個邏輯處理器上運行。

3、Goroutine同步機制

Goroutine提供了一種傳統(tǒng)的同步機制——對共享資源加鎖。
（1）原子函數(shù)能夠以很底層的加鎖機制來同步訪問整型變量和指針。
atomic.AddInt64(&counter, 1)，強制同一時刻只能有一個 goroutine 運行并完成這個加法操作，還有LoadInt、StoreInt等。
（2）互斥鎖用于在代碼上創(chuàng)建一個臨界區(qū)，保證同一時間只有一個 goroutine 可以
執(zhí)行這個臨界區(qū)里的代碼。

var mutex sync.Mutex ?? mutex.Lock()｛ xxx ｝ mutex.Unlock()

（3）通道

使用原子函數(shù)和互斥鎖能夠保證對共享資源的安全訪問以及消除競爭狀態(tài)；
使用通道，通過發(fā)送和接收需要共享的資源，在goroutine 之間進(jìn)行同步。
無緩沖的通道（unbuffered channel）：指在接收前沒有能力保存任何值的通道。這種類型的通
道要求發(fā)送goroutine 和接收goroutine 同時準(zhǔn)備好，才能完成發(fā)送和接收操作，如果兩個goroutine
沒有同時準(zhǔn)備好，通道會導(dǎo)致先執(zhí)行發(fā)送或接收操作的goroutine阻塞等待。
有緩沖的通道（buffered channel）：是一種在被接收前能存儲一個或者多個值的通道。不強制要求goroutine 之間必須同時完成發(fā)送和接收。只有在通道沒有可用緩沖區(qū)容納被發(fā)送的值時，發(fā)送動作才會阻塞；只有在通道中沒有要接收的值時，接收動作才會阻塞。

4、多線程-〉異步編程-〉協(xié)程
????????線程是操作系統(tǒng)的內(nèi)核對象，多線程編程時，如果線程數(shù)過多，就會導(dǎo)致頻繁的上下文切換，這些 cpu 時間是一個額外的耗費。

????????于是操作系統(tǒng)提供了基于事件模式的異步編程模型，用少量的線程來服務(wù)大量的網(wǎng)絡(luò)連接和I/O操作，但是采用異步和基于事件的編程模型，復(fù)雜化了程序代碼的編寫，非常容易出錯，再加上線程穿插，也提高排查錯誤的難度。

????????協(xié)程是在應(yīng)用層模擬的線程，避免了上下文切換的額外耗費，兼顧了多線程的優(yōu)點，簡化了高并發(fā)程序的復(fù)雜度。
5、協(xié)程為什么大熱？
????????主要用于網(wǎng)絡(luò)編程，其獨有的特點。高并發(fā)（每秒鐘上千數(shù)萬的單機訪問量），程序生命期短（毫秒，秒級) 高IO，低計算（連接數(shù)據(jù)庫，請求API）。
6、實際應(yīng)用
????????在一個函數(shù)調(diào)用前加上go關(guān)鍵字，這次調(diào)用就會在一個新的goroutine中并發(fā)執(zhí)行，當(dāng)被調(diào)用的函數(shù)返回時，這個goroutine也自動結(jié)束。需要注意的是，如果這個函數(shù)有返回值，那么這個返回值會被丟棄。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Golang的协程（goroutine）和同步机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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