Go語言實戰筆記（十二）| Go goroutine

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在談goroutine之前，我們先談談並發和並行。

一般的程式，如果沒有特別的要求的話，是順序執行的，這樣的程式也容易編寫維護。但是隨著科技的發展、業務的演化，我們不得不變寫可以並行的程式，因為這樣有很多好處。

比如你在看文章的時候，還可以聽著音樂，這就是系統的並行，同時可以做多件事情，充分的利用電腦的多核，提升的軟體啟動並執行效能。

在作業系統中，有兩個重要的概念：一個是進程、一個是線程。當我們運行一個程式的時候，比如你的IDE或者QQ等，作業系統會為這個程式建立一個進程，這個進程包含了運行這個程式所需的各種資源，可以說它是一個容器，是屬於這個程式的工作空間，比如它裡面有記憶體空間、檔案控制代碼、裝置和線程等等。

那麼線程是什麼呢？線程是一個執行的空間，比如要下載一個檔案，訪問一次網路等等。線程會被作業系統調用，來在不同的處理器上運行編寫的代碼任務，這個處理器不一定是該程式進程所在的處理。作業系統過的調度是作業系統負責的，不同的作業系統可能會不一樣，但是對於我們程式編寫者來說，不用關心，因為對我們都是透明的。

一個進程在啟動的時候，會建立一個主線程，這個主線程結束的時候，程式進程也就終止了，所以一個進程至少有一個線程，這也是我們在main函數裡，使用goroutine的時候，要讓主線程等待的原因，因為主線程結束了，程式就終止了，那麼就有可能會看不到goroutine的輸出。

go語言中並髮指的是讓某個函數獨立於其他函數啟動並執行能力，一個goroutine就是一個獨立的工作單元，Go的runtime（運行時）會在邏輯處理器上調度這些goroutine來運行，一個邏輯處理器綁定一個作業系統線程，所以說goroutine不是線程，它是一個協程，也是這個原因，它是由Go語言運行時本身的演算法實現的。

這裡我們總結下幾個概念：

概念	說明
進程	一個程式對應一個獨立程式空間
線程	一個執行空間，一個進程可以有多個線程
邏輯處理器	執行建立的goroutine，綁定一個線程
調度器	Go運行時中的，分配goroutine給不同的邏輯處理器
全域運行隊列	所有剛建立的goroutine都會放到這裡
本地運行隊列	邏輯處理器的goroutine隊列

當我們建立一個goroutine的後，會先存放在全域運行隊列中，等待Go運行時的調度器進行調度，把他們分配給其中的一個邏輯處理器，並放到這個邏輯處理器對應的本地運行隊列中，最終等著被邏輯處理器執行即可。

這一套管理、調度、執行goroutine的方式稱之為Go的並發。並發可以同時做很多事情，比如有個goroutine執行了一半，就被暫停執行其他goroutine去了，這是Go控制管理的。所以並發的概念和並行不一樣，並行指的是在不同的物理處理器上同時執行不同的程式碼片段，並行可以同時做很多事情，而並發是同時管理很多事情，因為作業系統和硬體的總資源比較少，所以並發的效果要比並行好的多，使用較少的資源做更多的事情，也是Go語言提倡的。

Go的並發原理我們剛剛講了，那麼Go的並行是怎樣的呢？其實答案非常簡單，多建立一個邏輯處理器就好了，這樣調度器就可以同時分配全域運行隊列中的goroutine到不同的邏輯處理器上並存執行。

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func main() {var wg sync.WaitGroupwg.Add(2)go func(){defer wg.Done()for i:=1;i<100;i++ {fmt.Println("A:",i)}}()go func(){defer wg.Done()for i:=1;i<100;i++ {fmt.Println("B:",i)}}()wg.Wait()}

這是一個簡單的並發程式。建立一個goroutine是通過go 關鍵字的，其後跟一個函數或者方法即可。

這裡的sync.WaitGroup其實是一個計數的訊號量，使用它的目的是要main函數等待兩個goroutine執行完成後再結束，不然這兩個goroutine還在啟動並執行時候，程式就結束了，看不到想要的結果。

sync.WaitGroup的使用也非常簡單，先是使用Add 方法設設定計算機為2，每一個goroutine的函數執行完之後，就調用Done方法減1。Wait方法的意思是如果計數器大於0，就會阻塞，所以main 函數會一直等待2個goroutine完成後，再結束。

我們運行這個程式，會發現A和B首碼會交叉出現，並且每次啟動並執行結果可能不一樣，這就是Go調度器調度的結果。

預設情況下，Go預設是給每個可用的物理處理器都分配一個邏輯處理器，因為我的電腦是4核的，所以上面的例子預設建立了4個邏輯處理器，所以這個例子中同時也有並行的調度，如果我們強制只使用一個邏輯處理器，我們再看看結果。

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func main() {runtime.GOMAXPROCS(1)var wg sync.WaitGroupwg.Add(2)go func(){defer wg.Done()for i:=1;i<100;i++ {fmt.Println("A:",i)}}()go func(){defer wg.Done()for i:=1;i<100;i++ {fmt.Println("B:",i)}}()wg.Wait()}

設定邏輯處理器個數也非常簡單，在程式開頭使用runtime.GOMAXPROCS(1)即可，這裡設定的數量是1。我們這時候再運行，會發現先列印A，再列印B。

這裡我們不要誤認為是順序執行，這裡之所以順序輸出的原因，是因為我們的goroutine執行時間太短暫了，還沒來得及切換到第2個goroutine，第1個goroutine就完成了。這裡我們可以把每個goroutine的執行時間拉長一些，就可以看到並發的效果了，這裡不再樣本了，大家自己試試。

對於邏輯處理器的個數，不是越多越好，要根據電腦的實際物理核心數，如果不是多核的，設定再多的邏輯處理器個數也沒用，如果需要設定的話，一般我們採用如下代碼設定。

1	runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())

所以對於並發來說，就是Go語言本身自己實現的調度，對於並行來說，是和啟動並執行電腦的物理處理器的核心數有關的，多核就可以並行並發，單核只能並發了。

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