【golang】go语句执行规则(goroutine)(上)

Don’t communicate by sharing memory;share memory by communicating.

从Go语言编程的角度解释,这句话的意思就是:不要通过共享数据来通讯,恰恰相反,要以通讯的方式共享数据。

进程和线程

进程,描述的就是程序的执行过程,是运行着的程序的代表。换句话说,一个进程其实就是某个程序运行时的一个产物。如果说静静地躺在那里的代码就是程序的话,那么奔跑着的、正在发挥着既有功能的代码就可以被称为进程。

我们的电脑为什么可以同时运行那么多应用程序?我们的手机为什么可以有那么多App同时在后台刷新?这都是因为它们的操作系统之上有多个代表着不同应用程序或App的进程同时运行。

线程,线程总是在进程之内的,它可以被视为进程中运行着的控制流(或者代码执行的流程)。

一个进程至少会包含一个线程。如果一个进程只包含了一个线程,那么它里面的所有代码都只会被串行的执行。每个进程的第一个线程都会随着该进程的启动而被创建,它们可以被称为其所属进程的主线程。

相对应的,如果一个进程中包含了多个线程,那么其中的代码就可以被并发地执行。

也就是说,主线程之外的其他线程都只能由代码显式地创建和销毁。这需要我们在编写程序的时候进行手动控制,操作系统以及进程本身并不会帮我们下达这样的命令,它们只会忠实地执行我们的指令。

不过,在 Go 程序当中,Go 语言的运行时(runtime)系统会帮助我们自动地创建和销毁系统级的线程。这里的系统级线程指的就是我们刚刚说过的操作系统提供的线程。

而对应的用户级线程指的是架设在系统级线程之上的,由用户(或者说我们编写的程序)完全控制的代码执行流程。用户级线程的创建、销毁、调度、状态变更以及其中的代码和数据都完全需要我们的程序自己去实现和处理。

这带来了很多优势,比如,因为它们的创建和销毁并不用通过操作系统去做,所以速度会很快,又比如,由于不用等着操作系统去调度它们的运行,所以往往会很容易控制并且可以很灵活。

但是,劣势也是有的,最明显也最重要的一个劣势就是复杂。如果我们只使用了系统级线程,那么我们只要指明需要新线程执行的代码片段,并且下达创建或销毁线程的指令就好了,其他的一切具体实现都会由操作系统代劳。

如果使用用户级线程,我们就不得不既是指令下达者,又是指令执行者。我们必须全权负责与用户级线程有关的所有具体实现。

操作系统不但不会帮忙,还会要求我们的具体实现必须与它正确地对接,否则用户级线程就无法被并发地,甚至正确地运行。毕竟我们编写的所有代码最终都需要通过操作系统才能在计算机上执行。这听起来就很麻烦,不是吗?

不过,Go语言不但有着独特的并发编程模型,以及用户级线程goroutine,还拥有强大的用于调度goroutine、对接系统级线程的调度器。

这个调度器是Go语言运行时系统的重要组成部分,它主要负责统筹调配Go并发编程模型中的三个主要元素,即:G(goroutine的缩写)P(processor的缩写)M(machine的缩写)

其中的M指代的就是系统级线程。而P指的是一种可以承载若干个G,且能够使这些G适时地与M进行对接,并得到真正运行的中介。

从宏观上说,GM 由于 P 的存在可以呈现出多对多的关系。当一个正在与某个 M 对接并运行着的G,需要因某个事件(比如等待 I/O 或锁的解除)而暂停运行的时候,调度器总会及时地发现,并把这个 G 与那个 M 分离开,以释放计算资源供那些等待运行的 G 使用。

而当一个 G 需要恢复运行的时候,调度器又会尽快地为它寻找空闲的计算资源(包括 M)并安排运行。另外,当 M 不够用时,调度器会帮我们向操作系统申请新的系统级线程,而当某个 M 已无用时,调度器又会负责把它及时地销毁掉。

正因为调度器帮助我们做了很多事,所以我们的 Go 程序才总是能高效地利用操作系统和计算机资源。程序中的所有 goroutine 也都会被充分地调度,其中的代码也都会被并发地运行,即使这样的 goroutine 有数以十万计,也仍然可以如此。

image.png

什么是goroutine,它与我们启用的其他goroutine有什么不同?

package main
import "fmt"
func main() {for i := 0; i < 10; i++ {go func() {fmt.Println(i)}()
}
}

问题:这个命令源码文件被执行后会打印出什么内容?

回答:不会有任何内容被打印出来。

问题解析

与一个进程总会有一个主线程类似,每一个独立的Go程序在运行时总会有一个主goroutine。这个主goroutine会在Go程序的运行准备工作完成后被自动地启用,并不需要我们做任何手动的操作。

每条go语句一般都会携带一个函数调用,这个被调用的函数常常被称为go函数。而主goroutinego函数就是那个程序入口的main函数。

注意:go函数真正被执行的时间,总会与其所属的go语句被执行的时间不同。当程序执行到一条go语句的时候,Go 语言的运行时系统,会先试图从某个存放空闲的 G 的队列中获取一个 G(也就是goroutine),它只有在找不到空闲 G 的情况下才会去创建一个新的 G。

然而,创建 G 的成本也是非常低的。创建一个 G 并不会像新建一个进程或者一个系统级线程那样,必须通过操作系统的系统调用来完成,在 Go 语言的运行时系统内部就可以完全做到了,更何况一个 G 仅相当于为需要并发执行代码片段服务的上下文环境而已。

在拿到了一个空闲的 G 之后,Go 语言运行时系统会用这个 G 去包装当前的那个go函数(或者说该函数中的那些代码),然后再把这个 G 追加到某个存放可运行的 G 的队列中。这类队列中的 G 总是会按照先入先出的顺序,很快地由运行时系统内部的调度器安排运行。虽然这会很快,但是由于上面所说的那些准备工作还是不可避免的,所以耗时还是存在的。

因此,go函数的执行时间总是会明显滞后于它所属的go语句的执行时间。当然了,这里所说的“明显滞后”是对于计算机的 CPU 时钟和 Go 程序来说的。我们在大多数时候都不会有明显的感觉。

只要go语句本身执行完毕,Go 程序完全不会等待go函数的执行,它会立刻去执行后边的语句。这就是所谓的异步并发地执行。

for i := 0; i < 10; i++ {go func() {fmt.Println(i)}()
}

这里“后边的语句”指的一般是for语句中的下一个迭代。然而,当最后一个迭代运行的时候,这个“后边的语句”是不存在的。
在上述代码中的那条for语句会以很快的速度执行完毕。当它执行完毕时,那 10 个包装了go函数的 goroutine 往往还没有获得运行的机会。

go函数中的那个对fmt.Println函数的调用是以for语句中的变量i作为参数的。你可以想象一下,如果当for语句执行完毕的时候,这些go函数都还没有执行,那么它们引用的变量i的值将会是什么?

它们都会是10,对吗?那么这道题的答案会是“打印出 10 个10”,是这样吗?

在确定最终的答案之前,你还需要知道一个与主 goroutine 有关的重要特性,即:一旦主goroutine 中的代码(也就是main函数中的那些代码)执行完毕,当前的 Go 程序就会结束运行。

如果在 Go 程序结束的那一刻,还有 goroutine 未得到运行机会,那么它们就真的没有运行机会了,它们中的代码也就不会被执行了。

严谨地讲,Go 语言并不会去保证这些 goroutine 会以怎样的顺序运行。由于主goroutine 会与我们手动启用的其他 goroutine 一起接受调度,又因为调度器很可能会在goroutine 中的代码只执行了一部分的时候暂停,以让所有的 goroutine 有更公平的运行机会。

所以哪个 goroutine 先执行完、哪个 goroutine 后执行完往往是不可预知的,除非我们使用了某种 Go 语言提供的方式进行了人为干预。然而,在这段代码中,我们并没有进行任何人为干预。

文章学习自郝林老师的《Go语言36讲》

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/58237.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

QT初始学习中的个人基础认知

整体感觉 安装的时候感觉更像python的库安装和编译器版本的配合安装。进入创建工程时&#xff0c;感觉是c语言的创建工程的感觉&#xff0c;而且可以看到main和h的头文件&#xff0c;整体来看是C来编写的程序。完成整个工程个人感觉是C编写功能&#xff0c;使用VB实现界面设计…

Java 体系性能优化工具

Java 体系性能优化 目录概述需求&#xff1a; 设计思路实现思路分析1.oom 异常来说&#xff1a;2.visualvm3.Arthas4.JProfiler &#xff08;全面&#xff09;5.jmeter 特有 参考资料和推荐阅读 Survive by day and develop by night. talk for import biz , show your perfect…

Nodejs快速搭建简单的HTTP服务器,并发布公网远程访问

前言 Node.js 是能够在服务器端运行 JavaScript 的开放源代码、跨平台运行环境。Node.js 由 OpenJS Foundation&#xff08;原为 Node.js Foundation&#xff0c;已与 JS Foundation 合并&#xff09;持有和维护&#xff0c;亦为 Linux 基金会的项目。Node.js 采用 Google 开发…

PHP教学资源管理系统Dreamweaver开发mysql数据库web结构php编程计算机网页

一、源码特点 PHP 教学资源管理系统是一套完善的web设计系统&#xff0c;对理解php编程开发语言有帮助&#xff0c;系统具有完整的源代码和数据库&#xff0c;系统主要采用B/S模式开发。 源码 https://download.csdn.net/download/qq_41221322/88260480 论文 https://downl…

JVM介绍

一、介绍 1. JVM是什么 JVM是Java Virtual Machine的缩写&#xff0c;即咱们经常提到的Java虚拟机。虚拟机是一种抽象化的计算机&#xff0c;有着自己完善的硬件架构&#xff0c;如处理器、堆栈等&#xff0c;具体有什么咱们不做了解。目前我们只需要知道想要运行Java文件&…

Vue3 学习

基础 js:https://www.bilibili.com/video/BV15T411j7pJ/?spm_id_from333.337.search-card.all.click&vd_source9747207be61edfe4ec62226fc79b3589 官方文档&#xff1a; https://cn.vuejs.org/ 版本之间差异在关于---》版本发布 https://cn.vuejs.org/about/release…

【计算机网络】序列化与反序列化

文章目录 1. 如何处理结构化数据&#xff1f;序列化 与 反序列化 2. 实现网络版计算器1. Tcp 套接字的封装——sock.hpp创建套接字——Socket绑定——Bind将套接字设置为监听状态——Listen获取连接——Accept发起连接——Connect 2. 服务器的实现 ——TcpServer.hpp初始化启动…

Spark 7:Spark SQL 函数定义

SparkSQL 定义UDF函数 方式1语法&#xff1a; udf对象 sparksession.udf.register(参数1&#xff0c;参数2&#xff0c;参数3&#xff09; 参数1&#xff1a;UDF名称&#xff0c;可用于SQL风格 参数2&#xff1a;被注册成UDF的方法名 参数3&#xff1a;声明UDF的返回值类型 ud…

聊聊中南亚跨境电商的机遇与前景

随着工业转移&#xff0c;中南亚地区作为一个充满潜力的区域&#xff0c;正逐渐成为跨境电商领域的热点。这一地区包括印度、孟加拉国、巴基斯坦、斯里兰卡等国家&#xff0c;拥有庞大的人口、不断增长的中产阶级&#xff0c;以及逐步完善的数字基础设施&#xff0c;为跨境电商…

电子仓库预测水浸事件,他怎么做到的?

仓库环境中水浸事件可能导致严重的损失&#xff0c;不仅对货物造成损害&#xff0c;还可能影响设备的正常运行甚至威胁安全。 因此&#xff0c;为了应对这一挑战&#xff0c;引入一套完善的仓库水浸监控系统成为了不可或缺的措施。 客户案例 广东某电子公司是一家领先的电子设…

前端学习之轮播图

前端学习之轮播图 该案例涉及到定时器的使用&#xff0c;元素的活获取&#xff0c;函数的调用等知识的运用 显示图如下&#xff1a;可以点击图标跳转图片&#xff0c;也可以自动轮播 源码如下 <!DOCTYPE html> <html><head><meta charset"UTF-8&q…

C语言网络编程:实现自己的高性能网络框架

一般生产环境中最耗时的其实是业务逻辑处理。所以&#xff0c;是不是可以将处理业务逻辑的代码给拆出来丢到线程池中去执行。 比如像下面这样&#xff1a; ​我们事先创建好一堆worker线程&#xff0c;主线程accepter拿到一个连接上来的套接字&#xff0c;就从线程池中取出一个…

hive lateral view 实践记录(Array和Map数据类型)

目录 一、Array 1.建表并插入数据 2.lateral view explode 二、Map 1、建表并插入数据 2、lateral view explode() 3、查询数据 一、Array 1.建表并插入数据 正确插入数据&#xff1a; create table tmp.test_lateral_view_movie_230829(movie string,category array&…

[halcon] 局部图片保存 gen_circle 和 gen_rectangle2 对比 这怕不是bug吧

背景 我想实现一个功能&#xff0c;获取图片中瑕疵的位置&#xff0c;将瑕疵周边的一块区域抠图并保存。 上代码 一开始我代码这么写的&#xff1a; gen_circle (Rectangle, Row[i], Column[i], 256) reduce_domain(Image,Rectangle,GrayEllipse) crop_domain(GrayEllipse,…

购买服务器以及宝塔部署

1.买完服务器之后该做什么 服务器就是一个远程Linux。 1、在阿里云购买的&#xff0c;需要开通安全组设置&#xff1b;端口映射&#xff08;必须要在安全组映射&#xff09; 2.获取服务器的公网ip地址,修改实例名称和密码&#xff0c;第一次修改需要重启 成功连上 3.连接到服…

MR混合现实石油化工课堂情景实训教学演示

MR&#xff08;混合现实&#xff09;技术是一种结合了虚拟现实&#xff08;VR&#xff09;和增强现实&#xff08;AR&#xff09;优势的新型技术&#xff0c;在教育领域具有广阔的应用前景。在石油化工课堂中&#xff0c;MR混合现实情景实训教学的应用可以大大提高学生的学习效…

ELK之LogStash介绍及安装配置

一、logstash简介 集中、转换和存储数据 Logstash 是免费且开放的服务器端数据处理管道&#xff0c;能够从多个来源采集数据&#xff0c;转换数据&#xff0c;然后将数据发送到您最喜欢的“存储库”中。 Logstash 能够动态地采集、转换和传输数据&#xff0c;不受格式或复杂度的…

【MySQL系列】MySQL复合查询的学习 _ 多表查询 | 自连接 | 子查询 | 合并查询

「前言」文章内容大致是对MySQL复合查询的学习。 「归属专栏」MySQL 「主页链接」个人主页 「笔者」枫叶先生(fy) 目录 一、基本查询回顾二、多表查询三、自连接四、子查询4.1 单行子查询4.2 多行子查询4.3 多列子查询4.4 在from子句中使用子查询 五、合并查询 一、基本查询回顾…

数据结构:八种数据结构大全

数据结构 1.1 数据结构概述 数据结构是计算机存储、组织数据的方式&#xff1b;通常情况下&#xff0c;精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构的优良将直接影响着我们程序的性能&#xff1b;常用的数据结构有&#xff1a;数组&#xff08;Array&#xff…

基于Qt5开发图形界面——WiringPi调用Linux单板电脑IO

Qt5——WiringPi Qt5WiringPi示例教程 Qt5 Qt是一种跨平台的应用程序开发框架。它被广泛应用于图形用户界面&#xff08;GUI&#xff09;开发&#xff0c;可以用于构建桌面应用程序、移动应用程序和嵌入式应用程序。Qt提供了丰富的功能和工具&#xff0c;使开发人员可以快速、高…