浅析Golang中的协程(goroutine)
进程
进程就是程序在操作系统中的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的基本单位,进程是一个动态概念,是程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位,每一个进程都有一个自己的地址空间。一个进程至少有5种基本状态:初始状态,执行状态,等待状态,就绪状态,终止状态。通俗的讲,进程就是一个正在执行的程序。
线程
线程是进程的一个执行实例,是程序执行的最小单元,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。一个进程可以创建多个线程,同一个进程中的多个线程可以并发执行,一个程序要运行的话至少有一个进程。
并发
并发是指在同一时间段内处理多个任务,通过多个任务之间的切换,使得在表面上看来是同时进行的。在 Go 语言中,可以使用 goroutine 和 channel 实现并发编程。
特点:
多个任务作用在一个CPU上面
同一时间点只能有一个任务执行
同一时间段内执行多个任务
并行
并行是指同时处理多个任务,即多个任务同时在不同的处理器上进行执行。并行可以显著提高程序的性能,特别是在多核 CPU 中,能够利用多个 CPU 核心进行计算。在 Go 语言中,可以使用 goroutine 和 runtime 包的 GOMAXPROCS 函数实现并行编程。
特点:
多个任务作用在多个CPU上面
同一时刻执行多个任务
通俗的讲,多线程程序在单核CPU上面运行就是并发,多线程程序在多核CUP上运行就是并行,如果线程数大于CPU核数,则多线程程序在多个CPU上面运行既有并行也有并发。
协程(goroutine)
在 Go 语言中,协程(goroutine)是轻量级的线程,它是 Go 语言中实现并发编程的基础。与传统的线程相比,协程的创建和切换都非常轻量级,可以在单个线程内创建成千上万个协程,且切换开销非常小,因此可以实现高效的并发编程。
Go 语言中的协程是由 Go 运行时调度器(scheduler)进行管理和调度的。当程序启动时,Go 运行时会默认启动一个主协程,主协程会创建其他的子协程,这些协程会被分配到不同的系统线程上进行执行。当某个协程发生阻塞时,Go 运行时会将该协程挂起并让出 CPU,转而执行其他协程,以充分利用系统资源。
在 Go 语言中,创建协程非常简单,只需要在函数调用前加上 go 关键字即可。
例如:
func main() { go func() { fmt.Println("Hello, world!") }() }
使用sync.WaitGroup等待协程执行完毕
func test1() { for i := 0; i < 10; i++ { //每100毫秒输出一次 fmt.Println("test1() 你好Golang-", i) time.Sleep(time.Millisecond * 100) } wg.Done() //协程计数器加-1 } func main() { //注意: //1.主线程执行完毕后即使协程没有执行完毕程序也会退出 //2.协程可以在主线程没有执行完毕前提前退出,协程是否执行完毕不会影响主线程的执行 //为了保证我们的程序可以顺利执行,我们想让协程执行完毕后再执行主进程退出, //这个时候我们可以使用sync.WaitGroup等待协程执行完毕 wg.Add(1) //协程计数器加1 go test1() //表示开启一个协程 for i := 0; i < 10; i++ { //每50毫秒输出一次 fmt.Println("mian() 你好Golang-", i) time.Sleep(time.Millisecond * 50) } wg.Wait() //等待协程执行完毕 fmt.Println("主线程退出。。。") }
多协程和多线程
Golang中每个goroutine(协程)默认占用内存比Java、C的线程少。OS线程(操作系统线程)一般都有固定的栈内存(通常为2MB左右),一个goroutine(协程)占用内存非常少,只有2KB左右,多协程切换调度开销方面远比线程要少。这也是为什么越来越多的大公司使用Golang的原因之一。
func test1() { for i := 0; i < 10; i++ { //每100毫秒输出一次 fmt.Println("test1() 你好Golang-", i) time.Sleep(time.Millisecond * 100) } wg.Done() //协程计数器加-1 } func test2() { for i := 0; i < 10; i++ { //每100毫秒输出一次 fmt.Println("test2() 你好Golang-", i) time.Sleep(time.Millisecond * 100) } wg.Done() //协程计数器加-1 } func main() { wg.Add(1) //协程计数器加1 go test1() //表示开启一个协程 wg.Add(1) //协程计数器加1 go test2() //表示开启一个协程 wg.Wait() fmt.Println("主程序退出。。。") }
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