Goroutine怎么理解

今天给大家介绍一下Goroutine怎么理解。文章的内容小编觉得不错，现在给大家分享一下，觉得有需要的朋友可以了解一下，希望对大家有所帮助，下面跟着小编的思路一起来阅读吧。

Go语言里面的并发使用的是Goroutine，Goroutine可以看做一种轻量级的线程，或者叫用户级线程。与Java的Thread很像，用法很简单：

go fun(params);

相当于Java的

new Thread(someRunnable).start();

虽然类似，但是Goroutine与Java Thread有着很大的区别。

Java里的Thread使用的是线程模型的一对一模型，每一个用户线程都对应着一个内核级线程。

上图有两个CPU，然后有4个Java thread，每个Java thread其实就是一个内核级线程，由内核级线程调度器进行调度，轮流使用两个CPU。内核级线程调度器具有绝对的权力，所以把它放到了下面。内核级线程调度器使用公平的算法让四个线程使用两个CPU。

Go的Goroutine是用户级的线程。同样是4个Goroutine，可能只对应了两个内核级线程。Goroutine调度器把4个Goroutine分配到两个内核级线程上，而这两个内核级线程对CPU的使用由内核线程调度器来分配。

与内核级线程调度器相比，Goroutine的调度器与Goroutine是平等的，所以把它和Goroutine放到了同一个层次。调度器与被调度者权力相同，那被调度者就可以不听话了。一个Goroutine如果占据了CPU就是不放手，调度器也拿它没办法。

同样是下面一段代码：

void run() {
  int a = 1;
  while(1==1) {
   a = 1;
  }
}

在Java里，如果起多个这样的线程，它们可以平等的使用CPU。但是在Go里面，如果起多个这样的Goroutine，在启动的内核级线程个数一定情况下（通常与CPU个数相等），那么最先启动的Goroutine会一直占据CPU，其它的Goroutine会starve，饿死，因为它不能主动放弃CPU，不配合别人工作。说到配合工作，那就需要说一下协程（coroutine，可以当做cooperative routine)，协程需要相互合作，互相协助，才能正常工作，所以叫做协程。

 协程并不需要一个调度器，它是完全靠互相之间协调来工作的。协程的定义在学术上很抽象，目前实际应用中，协程通常是使用单个内核级线程，用来把异步编程中使用的难懂的callback方式改成看上去像同步编程的样子。

比如nodejs是异步单线程事件驱动的，在一段代码中如果有多次异步操作，比如先调用一个支付系统，得到结果后再更新数据库，那么可能需要嵌套使用callback。pay函数是一个调用支付系统的操作，异步发出请求后就返回，然后等支付完成的事件后触发第一个回调函数，这个函数是更新数据库，又是一个异步操作，等这个异步操作完成后，再次触发返回更新结果的回调函数。 这里只有两个异步操作，如果多的话，有可能会有很多嵌套。

pay(amount, callback(payamount) {
 update(payamount, callback(result) {
   return result;
})});

而使用协程，可以看上去像是同步操作

pay(amount){
  //异步，立刻返回
  //payamount需要操作完成后才能被赋值
 payamount = dopay(amount);
 yeild main;//把控制权返回主routine
 //dopay事件完成后，主routine会调起这个routine,
 //继续执行doupdate
 result=doupdate(payamount); 
 yeild main;  //再次把控制权返回主routine
 return result;
}

（以上都是伪代码）

把原来的各种嵌套callback改成协程，那么逻辑就会清晰很多。

Goroutine与Coroutine不一样，开发者并不需要关心Goroutine如何被调起，如何放弃控制权，而是交给Goroutine调度器来管理。开发者不用关心，但是Go语言的编译器会替你把工作做了，因为Goroutine必须主动交出控制权才能由调度器统一管理。首先我们可以认为写上面那种死循环而且不调用任何其他函数的Goroutine是没意义的，如果真在实际应用中写出这样的代码，那开发者不是一个合格的程序员。一个Goroutine总会调用其他函数的，一种调用是开发者自己写的函数，一种是Go语言提供的API。那编译器以及这些API就可以做文章了。

比如

void run() {
  int a = 0;
  int b = 1;
  a = b * 2;
  for(int i = 0; i < 100; i++) {
    a = func1(a);
 }
}

那么编译器可能会在调用其他函数的地方偷偷加上几条语句，比如：

void run() {
  int a = 0;
  int b = 1;
  a = b * 2;
  for(int i = 0; i < 100; i++) {
   //进入调度器，或者以一定概率进入调度器
   schedule();  
   a = func1(a);
  }
}

再比如

void run() {
  socket = new socket();
 while(buffer = socker.read()) {
  deal(buffer);
 }
}

socker.read()是Go语言提供的一个系统函数，那么Go语言可能在这里面加点操作，读完数据后，进入调度器，让调度器决定这个Goroutine是否继续跑。

下面这段Go语言代码，把内核级线程设成2个，那么主线程会饿死，而在func1里加一个sleep就可以了，这样func1才有机会放弃控制权。

当然Go语言的调度器要比这复杂的多。Goroutine与协程还是有区别的，实现原理是一样的，但是Goroutine的目的是为了实现并发，在Go语言里，开发者不能创建内核级线程，只能创建Goroutine，而协程的目的如上面所示，目前比较常见的用途就是上面这个。Go语言适合编写高并发的应用，因为创建一个Goroutine的代价很低，而且Goroutine切换上下文开销也很低，与创建内核级线程相比，Goroutine的开销可能只是几十分之一甚至几百分之一，而且它不占内核空间，每个内核级线程都会占很大的内核空间，能创建的线程数最多也就几千个，而Goroutine可以很轻松的创建上万个。

Goroutine底层的实现，在Linux上面是用makecontext，swapcontext，getcontext，setcontext这几个函数实现的，这几个系统调用可以实现用户空间线程上下文的保存和切换。

以上就是Goroutine怎么理解的全部内容了，更多与Goroutine怎么理解相关的内容可以搜索亿速云之前的文章或者浏览下面的文章进行学习哈！相信小编会给大家增添更多知识,希望大家能够支持一下亿速云！