go協程

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一。並發&並行

一個應用程式  ---> 一個進程 ---> 運行在自己記憶體位址空間裡的獨立執行體 ---> 同一個記憶體位址空間的一起工作的多個線程

 

一個並發程式 ---> 多個線程來執行任務 ---> 某個時間點同時運行在多核或者多處理器 ---> 並發&並行

                                                       ---> 某個時間點同時運行在單個處理器     --\---> 並發&不並行

 

並行是一種通過使用多處理器以提高速度的能力。所以並發程式可以是並行的，也可以不是。

 

公認的，使用多線程的應用難以做到準確，最主要的問題是記憶體中的資料共用，它們會被多線程以無法預知的方式進行操作，導致一些無法重現或者隨機的結果（稱作 競態）

並發方式：

1.確定性（明確定義排序）

2.非確定性（加鎖/互斥從而未定義排序）---> 競態

不要使用全域變數或者共用記憶體，它們會給你的代碼在並發運算的時候帶來危險。

 

解決之道：

1.同步不同的線程，對資料加鎖，這樣同時就只有一個線程可以變更資料

2.有個被稱作 Communicating Sequential Processes（順序通訊處理）（CSP, C. Hoare 發明的）

3.還有一個叫做 message passing-model（訊息傳遞）（已經運用在了其他語言中，比如 Erlang）

 

二。go的協程

在 Go 中，應用程式並發處理的部分被稱作 goroutines（協程）

協程 ---> 工作在相同的地址空間 ---> 共用記憶體的方式一定是同步的；這個可以使用 sync 包來實現(不推薦)

       ---> 使用 channels 來同步協程

特點：

1.使用少量的記憶體和資源：使用 4K 的棧記憶體就可以在堆中建立它們

2.對棧進行了分割，從而動態增加（或縮減）記憶體的使用；棧的管理是自動的，但不是由記憶體回收行程管理的，而是在協程退出後自動釋放

3.協程可以運行在多個作業系統線程之間，也可以運行在線程之內

4.使用少量的作業系統線程就能擁有任意多個提供服務的協程，而且 Go 運行時可以聰明的意識到哪些協程被阻塞了，暫時擱置它們並處理其他協程

5.存在兩種並發方式：確定性（明確定義排序）和非確定性（加鎖/互斥從而未定義排序）。Go 的協程和通道理所當然的支援確定性並發方式（例如通道具有一個 sender 和一個 receiver）

 

實現形式：

關鍵字 go 調用 ---> 一個函數或者方法 ---> 在當前的計算過程中開始一個同時進行的函數 ---> 在相同的地址空間中並且分配了獨立的棧(棧分割)

協程的棧會根據需要進行伸縮，不出現棧溢出；開發人員不需要關心棧的大小。當協程結束的時候，它會靜默退出：用來啟動這個協程的函數不會得到任何的傳回值

 

三。go協程並行：

Go 預設沒有並行指令，只有一個獨立的核心或處理器被專門用於 Go 程式，不論它啟動了多少個協程；所以這些協程是並發啟動並執行，但他們不是並行啟動並執行：同一時間只有一個協程會處在運行狀態

在 gc 編譯器下（6g 或者 8g）你必須設定 GOMAXPROCS 為一個大於預設值 1 的數值來允許運行時支援使用多於 1 個的作業系統線程，所有的協程都會共用同一個線程除非將 GOMAXPROCS 設定為一個大於 1 的數。當 GOMAXPROCS 大於 1 時，會有一個線程池管理許多的線程。通過 gccgo 編譯器 GOMAXPROCS 有效與運行中的協程數量相等。假設 n 是機器上處理器或者核心的數量。如果你設定環境變數 GOMAXPROCS>=n，或者執行 runtime.GOMAXPROCS(n)，接下來協程會被分割（分散）到 n 個處理器上。更多的處理器並不意味著效能的線性提升。有這樣一個經驗法則，對於 n 個核心的情況設定 GOMAXPROCS 為 n-1 以獲得最佳效能，也同樣需要遵守這條規則：協程的數量 > 1 + GOMAXPROCS > 1。

所以如果在某一時間只有一個協程在執行，不要設定 GOMAXPROCS！

還有一些通過實驗觀察到的現象：在一台 1 顆 CPU 的膝上型電腦上，增加 GOMAXPROCS 到 9 會帶來效能提升。在一台 32 核的機器上，設定 GOMAXPROCS=8 會達到最好的效能，在測試環境中，更高的數值無法提升效能。如果設定一個很大的 GOMAXPROCS 只會帶來輕微的效能下降；設定 GOMAXPROCS=100，使用 top 命令和 H 選項查看到只有 7 個活動的線程。

增加 GOMAXPROCS 的數值對程式進行並發計算是有好處的；

總結：GOMAXPROCS 等同於（並發的）線程數量，在一台核心數多於1個的機器上，會儘可能有等同於核心數的線程在並行運行。

 

 

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