Go教程第十八篇: Goroutine

2020-05-06 本文已影响0人大风过岗

Go教程第十八篇: Goroutine

本文是《Go系列教程》的第十八篇文章。在上一节中，我们讨论了并发的概念以及并发和并行的区别。在本文中，我们将讨论一下在Go中如何使用Goroutine实现并发。

什么是Goroutine ？

Goroutine是可以和其他函数并发的运行的函数。你可以把Goroutine想象成轻量级的线程。相比于线程，创建Goroutine的开销要小得多。因此，通常一个Go应用程序都有成千个
Goroutine并发运行。

相比较于线程，Goroutine的优势

和线程相比，Goroutine的开销极小。它们在栈内存中只有几kb的大小，并且这个内存大小还可以根据应用程序的需要进行扩增和收缩。然而对于线程来说，栈需要事先指定，并且大小
是固定的不变的。
Goroutine是多路复用好几个操作系统线程。在一个应用程序中，可能几千个Goroutine，共用一个操作系统线程。如果线程里的某一个Goroutine阻塞住了，正在等待用户的输入，
那么，就会创建另一个系统线程，把其他的Goroutine迁移到新的系统线程上。所有这些动作都是在运行时期执行的，我们作为编程人员不需要关心这些复杂的细节，我们只需要利用
它提供的API编写并发程序即可。
Goroutine之间通过channel进行通信。channel被设计用来防止多个Goroutine访问共享内存导致的资源竞争。你可以把Channel想象成管道，Goroutine使用channel进行通信。我们会在下一个章节详细讨论channel的有关内容。

如何启动一个Goroutine ？

在调用函数或方法的时候，加上前缀关键字go，这时，你的方法调用就变成了一个可以并发执行的Goroutine了。我们来创建一个Goroutine：

package main

import (  
    "fmt"
)

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

go hello() 这行代码会启动一个新的Goroutine。此时hello()函数就会和main函数一起并发运行。main函数会在它自己的Goroutine中运行，我们称之为：main Goroutine。
运行上面的程序，输出结果只有：main function。并没有输出我们的hello函数中的内容啊，这中间到底发生了什么呢？这时，我们就需要理解一下Goroutine的俩个特性，以及为什么
会发生这种情况：

当启动一个新的Goroutine时，这个goroutine调用会立即返回。它不像函数调用，控制器不会等到Goroutine执行完成之后再返回。控制器会立即返回，而且忽略掉Goroutine的返回值。
为了确保其他Goroutine能运行，main Goroutine应该处于运行状态。如果main Goroutine结束运行，程序就会结束运行，其他的Goroutine也就不会再运行了。

我想，现在你已经理解了为什么我们的Goroutine没有运行。在调用完go hello()之后，会立即返回，不会等待hello Goroutine执行完成，而会直接打印main function。之后，main Goroutine的优势会结束运行，因为在这行代码之后，已经没有其他需要执行的代码了，因此hello Goroutine就没有得到运行的机会。

我们来修改一下：

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")
}

time.Sleep(1 * time.Second)在这行代码中，我们调用了Sleep方法，sleep方法会让当前的goroutine睡眠指定的时间。在本例中，main Goroutine就会睡眠一秒。这样，在main Goroutine结束运行之前，我们的go hello()，就有足够的时间运行。程序的输出结果为：Hello world goroutine，1秒钟之后，又会输出：main function。

我们在main Goroutine中使用sleep方法，让main Goroutine等待其他Goroutine执行完成。这种方式只是为了让我们理解Goroutine的工作原理。在正式的编程中，我们可以使用channel阻塞住main Goroutine直到其他所有的Goroutine执行完成。我们将在下节中讨论channel。

启动多个Goroutine

我们再写一个程序，在这个程序中，我们会启动多个Goroutine。

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")
}

在上面的程序中，我们启动了俩个Goroutine。这俩个Goroutine就可以并发运行了。numbers这个Goroutine初始睡眠250毫秒，之后会打印1。之后再次睡眠，打印2，一直循环直到打印出5。相似地，alphabets的Goroutines页号打印a到e,睡眠400毫秒。main Goroutine会初始化numbers和alphabets的Goroutine，同时睡眠3000毫秒，之后结束。
程序的输出如下：

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

下面的图就描绘了程序的工作机制：

程序是如何执行的

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Go教程第十八篇: Goroutine

Go教程第十八篇: Goroutine

什么是Goroutine ？

相比较于线程，Goroutine的优势

如何启动一个Goroutine ？

启动多个Goroutine

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