Go語言的協程——Goroutine

進程(Process)，線程(Thread)，協程(Coroutine，也叫輕量級線程)

進程進程是一個程序在一個數據集中的一次動態執行過程，可以簡單理解為“正在執行的程序”，它是CPU資源分配和調度的獨立單位。 進程一般由程序、數據集、進程控制塊三部分組成。我們編寫的程序用來描述進程要完成哪些功能以及如何完成；數據集則是程序在執行過程中所需要使用的資源；進程控制塊用來記錄進程的外部特征，描述進程的執行變化過程，系統可以利用它來控制和管理進程，它是系統感知進程存在的唯一標志。 進程的局限是創建、撤銷和切換的開銷比較大。

線程線程是在進程之后發展出來的概念。 線程也叫輕量級進程，它是一個基本的CPU執行單元，也是程序執行過程中的最小單元，由線程ID、程序計數器、寄存器集合和堆棧共同組成。一個進程可以包含多個線程。 線程的優點是減小了程序并發執行時的開銷，提高了操作系統的并發性能，缺點是線程沒有自己的系統資源，只擁有在運行時必不可少的資源，但同一進程的各線程可以共享進程所擁有的系統資源，如果把進程比作一個車間，那么線程就好比是車間里面的工人。不過對于某些獨占性資源存在鎖機制，處理不當可能會產生“死鎖”。

協程協程是一種用戶態的輕量級線程，又稱微線程，英文名Coroutine，協程的調度完全由用戶控制。人們通常將協程和子程序（函數）比較著理解。 子程序調用總是一個入口，一次返回，一旦退出即完成了子程序的執行。

與傳統的系統級線程和進程相比，協程的最大優勢在于其"輕量級"，可以輕松創建上百萬個而不會導致系統資源衰竭，而線程和進程通常最多也不能超過1萬的。這也是協程也叫輕量級線程的原因。

協程的特點在于是一個線程執行，與多線程相比，其優勢體現在：協程的執行效率極高。因為子程序切換不是線程切換，而是由程序自身控制，因此，沒有線程切換的開銷，和多線程比，線程數量越多，協程的性能優勢就越明顯。

Goroutine

1.1 什么是Goroutine

go中使用Goroutine來實現并發concurrently。

Goroutine是Go語言特有的名詞。區別于進程Process，線程Thread，協程Coroutine，因為Go語言的創造者們覺得和他們是有所區別的，所以專門創造了Goroutine。

Goroutine是與其他函數或方法同時運行的函數或方法。Goroutines可以被認為是輕量級的線程。與線程相比，創建Goroutine的成本很小，它就是一段代碼，一個函數入口。以及在堆上為其分配的一個堆棧（初始大小為4K，會隨著程序的執行自動增長刪除）。因此它非常廉價，Go應用程序可以并發運行數千個Goroutines。

Goroutines在線程上的優勢。

與線程相比，Goroutines非常便宜。它們只是堆棧大小的幾個kb，堆棧可以根據應用程序的需要增長和收縮，而在線程的情況下，堆棧大小必須指定并且是固定的

Goroutines被多路復用到較少的OS線程。在一個程序中可能只有一個線程與數千個Goroutines。如果線程中的任何Goroutine都表示等待用戶輸入，則會創建另一個OS線程，剩下的Goroutines被轉移到新的OS線程。所有這些都由運行時進行處理，我們作為程序員從這些復雜的細節中抽象出來，并得到了一個與并發工作相關的干凈的API。

當使用Goroutines訪問共享內存時，通過設計的通道可以防止競態條件發生。通道可以被認為是Goroutines通信的管道。

1.2 主goroutine

封裝main函數的goroutine稱為主goroutine。

主goroutine所做的事情并不是執行main函數那么簡單。它首先要做的是：設定每一個goroutine所能申請的棧空間的最大尺寸。在32位的計算機系統中此最大尺寸為250MB，而在64位的計算機系統中此尺寸為1GB。如果有某個goroutine的棧空間尺寸大于這個限制，那么運行時系統就會引發一個棧溢出(stack overflow)的運行時恐慌。隨后，這個go程序的運行也會終止。

此后，主goroutine會進行一系列的初始化工作，涉及的工作內容大致如下：

創建一個特殊的defer語句，用于在主goroutine退出時做必要的善后處理。因為主goroutine也可能非正常的結束

啟動專用于在后臺清掃內存垃圾的goroutine，并設置GC可用的標識

執行mian包中的init函數

執行main函數
執行完main函數后，它還會檢查主goroutine是否引發了運行時恐慌，并進行必要的處理。最后主goroutine會結束自己以及當前進程的運行。

1.3 如何使用Goroutines

在函數或方法調用前面加上關鍵字go，您將會同時運行一個新的Goroutine。

實例代碼：

package main ? import ( "fmt" ) ? func hello() { fmt.Println("Hello world goroutine") } func main() { go hello()fmt.Println("main function") }

運行結果：可能會值輸出“main function”。

我們開始的Goroutine怎么樣了?我們需要了解Goroutine的規則

當新的Goroutine開始時，Goroutine調用立即返回。與函數不同，go不等待Goroutine執行結束。當Goroutine調用，并且Goroutine的任何返回值被忽略之后，go立即執行到下一行代碼。

main的Goroutine應該為其他的Goroutines執行。如果main的Goroutine終止了，程序將被終止，而其他Goroutine將不會運行。

修改以上代碼：

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") }

運行結果：

在上面的程序中，我們已經調用了時間包的Sleep方法，它會在執行過程中睡覺。在這種情況下，main的goroutine被用來睡覺1秒。現在調用go hello()有足夠的時間在main Goroutine終止之前執行。這個程序首先打印Hello world goroutine，等待1秒，然后打印main函數。

1.4 啟動多個Goroutines

示例代碼：

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") }

運行結果：

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

時間軸分析：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的go 怎么等待所有的协程完成_GO语言基础进阶教程：Go语言的协程——Goroutine的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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