Go语言中的并发goroutine底层原理
一、基本概念
①并发、并行区分
1.概念
- 并发：同一时间段内一个对象执行多个任务,充分利用时间
- 并行：同一时刻,多个对象执行多个任务
2.图解
类似于超市柜台结账,并行是多个柜台结多个队列,在计算机中是多核cpu处理多个go语言开启的线程,并发是一个柜台结账多个队列,在计算机中就是单核cpu处理多个任务,抢夺时间片.
②从用户态线程,内核态线程阐述go与java并发的优劣
1.用户态线程、内核态线程差异
- 用户态：只能受限制的访问内存,且不允许访问外围设备,占用cpu资源可以被其他程序抢走。
- 内核态：cpu可以访问内存所有数据,包括外围设备,例如硬盘网卡等,cpu可以将自己从一个程序切换到另一个程序
2.java与go并发差异：
java:
- java没有规定具体使用什么线程,而是在不同形态的线程上进行切换,会耗费相当的资源
- go是用户态线程,资源耗费较少，一个线程的栈体默认为1m，并且需要运行在jvm上
go:
- go语言并发通过,goroutine实现，属于用户态的线程,可以根据需要创建成千上万个goroutine，每个goroutine占用内存大小会根据需要动态生成,典型的大小为2kb可以按需求放大到1gb，在go语言中一次可以轻松创建十万左右的goroutine,并且不依赖运行环境。
②高并发为什么是go语言强项？
1.历史背景
go语言产生较晚,在其产生之前就已经有了多核cpu，所以设计者的理念就是将这门新的语言使用到多核cpu上支持更大数量级的并发
2.自身原因
go语言多并发底层实现使用的是协程,他占有更少的资源具有更快的执行速度,占用的资源还会根据 任务量进行扩大或者缩小
③go语言实现高并发底层gmp模型原理解析
1. g：
g是goroutine的缩写，在这里就是goroutine的控制结构，是对goroutine的抽象。其中包括执行的函数指令及参数；g保存的任务对象；线程上下文切换，现场保护和现场恢复需要的寄存器(sp、ip)等信息。在 go 语言中使用 runtime.g 结构表示。
2. m:
表示操作系统线程也可以称为内核线程，由操作系统调度以及管理，调度器最多可以创建 10000 个线程，在 go 语言中使用 runtime.m 结构表示。（用户线程与内核线程的映射关系）
3. p:
调度各个goroutine，使他们之间协调运行逻辑处理器，但不代表真正的cpu的数量，真正决定并发程度的是p，初始化的时候一般会去读取gomaxprocs对应的值，如果没有显示设置，则会读取默认值，在go1.5之后gomaxprocs被默认设置可用的核数，而之前则默认为1，在 go 语言中使用 runtime.p 结构表示。
4.指定cpu线程个数
通过runtime.gomaxprocs()，可以指定p的个数,如果没有指定则默认跑满整个cpu
二、上代码学会go语言并发
①.开启一个简单的线程
开启线程使用go+函数，以下案例要认识到开启多线程使用函数闭包可能会出现的问题
1.使用匿名函数开启线程
2.出问题的原理：
匿名函数进行操作时会将当前环境内的变量进行闭包,由于启动线程需要一定时间在启动线程的时候i进行了改变所以打印的时候会有许多值相同
②.动态的关闭线程
1.为什么需要进行动态的关闭线程？
在go语言中如果不进行动态的关闭线程,那么有可能在子线程没有执行结束主线程就结束了，那样的话会有 程序安全隐患,所以主线程不可以直接结束,应作为后盾，直到所有线程都结束了才可以结束。
2.使用waitgroup
waitgroup有三个方法常用：
-
waitgroup.add（）：使用wait计数器记1次数//将创建的线程数传进去 -
waitgroup.done（）：wait计数器减1(放在被开启线程的函数内) -
waitgroup.wait（）：阻塞等待wait计数器值为零（放在主线程内）
defer是在函数主体执行完的时候执行的代码（可理解为延时执行）
代码如下：
总结：
go语言的高并发奠定了其未来在高级语言中的地位,越来越多的用户加入互联网需要一个支持高并发语言的支持,亿万级电商秒杀,亿万级游戏用户同时在线都离不开这样的语言,所以go语言一直被游戏后端、web后端项目开发者青睐。
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