11 Goroutine-并发与并行、阻塞与非阻塞

并发

顺序执行：按照事先计划好的顺序，执行完一个操作后，再执行下一个操作。

顺序执行效率不高的原因：

每个操作由多个步骤组成，每个步骤所需要的时间长短不一，有些步骤可能相当耗时。
顾客点菜需要时间，后厨做菜也需要时间，可否利用这些时间为更多顾客提供服务呢。

优化目标：减少不必要的闲置和等待，最大化处理机时间，提高工作效率

当一个操作执行到某个相当耗时的步骤时，转而执行其它操作中相对不太耗时的步骤。
待这些非耗时步骤完成后，之前那个耗时的步骤也完成了，再继续回到前一个操作中。

并发执行：没有固定的执行顺序，不等一个操作执行完，即开始下一个操作。

并发与并行

并发：一个行为主体同时执行多个操作。

并行：多个行为主体同时执行多个操作。

浏览器中的并发

启用浏览器开发人员工具，打开任意可访问页面，可以看到浏览器并不是依次发出每一个请求，而是同时发出很多请求，以尽快渲染页面的每个组成部分。这样做的好处是页面的整体加载速度在用户看来非常之快。

阻塞与非阻塞

在实际编程中，有些函数的执行速度很快，对于调用者而言几乎瞬间就返回了，这样的函数称为非阻塞函数。

但另一些函数的执行速度则可能非常缓慢，在调用者看来从调用到返回需要经历非常漫长的等待，甚至可能是永久的等待，这样的函数称为阻塞函数。

在顺序模式中，阻塞的操作会导致其后的操作长期或永远得不到执行，降低程序的性能。
在并发模式中，阻塞的操作会和其它操作分属于不同的执行过程，快不必等慢，高性能。

// 顺序执行
// 在顺序模式中，阻塞的操作过程会导致其后的操作永远或长期得不到执行，降低程序的性能
package main
import ("fmt""time"
)
func proc(ch rune, ms time.Duration) {for {	// 死循环，模拟阻塞fmt.Printf("%c", ch)time.Sleep(ms * time.Millisecond)}
}
func main() {proc('-', 100)proc('+', 500)
}
// 打印输出：
// -------------------------

通过goroutine并发处理

Go语言通过Goroutine处理并发，为了使某个函数在独立的"线程"中执行，只需在调用该函数的时候使用关键字go。

go proc('-', 100)

将任何阻塞函数放在关键字go的后面执行：

立即启动一个独立的"子线程"，并在该"子线程"中执行阻塞函数中的代码。
与此同时"父线程"从go中立即返回，并不等待阻塞函数返回，即"子线程"结束。
"父线程"在"子线程"执行阻塞函数的同时，执行该语句下面的操作。
go下面的操作和go后面的函数分别运行在父子两个独立"线程"中。
阻塞函数执行完毕返回，"子线程"结束。

// 并发执行
// 在并发模式中，阻塞的操作过程运行于独立的"线程"之中，不会影响其它操作的执行，提高了程序的性能
package main
import ("fmt""time"
)
func proc(ch rune, ms time.Duration) {for {fmt.Printf("%c", ch)time.Sleep(ms * time.Millisecond)}
}
func main() {go proc('-', 100) // 每100ms,打印-proc('+', 500)		// 每500ms,打印+
}
// 打印输出：
// +-----+-----+-----+-----+

Goroutine与线程

Goroutine常被称作轻量级线程或逻辑线程，它和真正的线程还是有区别的。

	线程	Goroutine
调度开销	线程由操作系统内核调度，每隔几毫秒，会有一个硬件时钟中断发送到CPU，CPU会调用一个调度器内核函数。该函数暂停当前正在运行的线程，把它的寄存器信息保存到内存中，查看线程列表并决定接下来运行哪一个线程，再从内存中恢复此线程的寄存器信息并执行之。这种线程调度需要一个完整的上下文切换，即保存一个线程的状态到内存，再从内存恢复另一个线程的状态，同时还要不断更新调度器的数据结构。某种意义上讲，这种操作还是相当耗时的。	Go语言程序运行时自带一个调度器，这个调度器使用一个称为一个M:N的调度技术，即将M个Goroutine调度到N个线程中，Go的调度器不由硬件时钟定期触发，而由特定的Go语言结构触发，也不需要在用户态和内核态之间来回切换，所以调度一个Goroutine比调度一个线程的开销要小得多。
栈空间	每个线程都有一个固定大小的栈内存，通常是2M字节，栈内存用于保存函数的参数、局部变量和返回地址。	Goroutine的栈内存是动态的，开始只有2K字节，而后随着程序的运行，再根据实际需要增大或缩小，最大可以到1G字节。
线程标识	在大部分支持线程的操作系统中，每个线程都有一个唯一标识，通常是一个整数或者结构体，通过该标识可以为每个线程创建独立的全局存储空间，谓之线程局部存储。	Goroutine没有提供可被程序员访问的唯一标识，它是一种纯函数的理念。Go语言认为线程局部存储的滥用会导致一种不健康的超距作用，即函数的行为不仅取决于它的参数，还与执行它的线程有关。