Go语言的并发和并行
不知道你有没有注意到一个现象，还是这段代码，如果我跑在两个goroutines里面的话:
var quit chan int = make(chan int)
func loop() {
for i := ; i < ; i++ {
fmt.Printf("%d ", i)
}
quit <-
}
func main() {
// 开两个goroutine跑函数loop, loop函数负责打印10个数
go loop()
go loop()
for i := ; i < ; i++ {
<- quit
}
}
我们观察下输出:
这是不是有什么问题？?
以前我们用线程去做类似任务的时候，系统的线程会抢占式地输出， 表现出来的是乱序地输出。而goroutine为什么是这样输出的呢？
goroutine是在并行吗？
我们找个例子测试下:
package main import "fmt"
import "time" var quit chan int func foo(id int) {
fmt.Println(id)
time.Sleep(time.Second) // 停顿一秒
quit <- // 发消息：我执行完啦！
} func main() {
count :=
quit = make(chan int, count) // 缓冲1000个数据 for i := ; i < count; i++ { //开1000个goroutine
go foo(i)
} for i := ; i < count; i++ { // 等待所有完成消息发送完毕。
<- quit
}
}
让我们跑一下这个程序(之所以先编译再运行，是为了让程序跑的尽量快,测试结果更好):
go build test.go
time ./test
./test .01s user .01s system % cpu 1.016 total
我们看到，总计用时接近一秒。 貌似并行了！
我们需要首先考虑下什么是并发, 什么是并行
并行和并发
从概念上讲，并发和并行是不同的, 简单来说看这个图片
- 两个队列，一个Coffee机器，那是并发
- 两个队列，两个Coffee机器，那是并行
那么回到一开始的疑问上，从上面的两个例子执行后的表现来看，多个goroutine跑loop函数会挨个goroutine去进行，而sleep则是一起执行的。
这是为什么？
默认地， Go所有的goroutines只能在一个线程里跑 。
也就是说， 以上两个代码都不是并行的，但是都是是并发的。
如果当前goroutine不发生阻塞，它是不会让出CPU给其他goroutine的, 所以例子一中的输出会是一个一个goroutine进行的，而sleep函数则阻塞掉了 当前goroutine, 当前goroutine主动让其他goroutine执行, 所以形成了逻辑上的并行, 也就是并发。
真正的并行
为了达到真正的并行，我们需要告诉Go我们允许同时最多使用多个核。
回到起初的例子，我们设置最大开2个原生线程, 我们需要用到runtime包(runtime包是goroutine的调度器):
import (
"fmt"
"runtime"
) var quit chan int = make(chan int) func loop() {
for i := ; i < ; i++ { //为了观察，跑多些
fmt.Printf("%d ", i)
}
quit <-
} func main() {
runtime.GOMAXPROCS() // 最多使用2个核 go loop()
go loop() for i := ; i < ; i++ {
<- quit
}
}
这下会看到两个goroutine会抢占式地输出数据了。
我们还可以这样显式地让出CPU时间：
func loop() {
for i := ; i < ; i++ {
runtime.Gosched() // 显式地让出CPU时间给其他goroutine
fmt.Printf("%d ", i)
}
quit <-
}
func main() {
go loop()
go loop()
for i := ; i < ; i++ {
<- quit
}
}
观察下结果会看到这样有规律的输出:
其实，这种主动让出CPU时间的方式仍然是在单核里跑。但手工地切换goroutine导致了看上去的“并行”。
runtime调度器
runtime调度器是个很神奇的东西，但是我真是但愿它不存在，我希望显式调度能更为自然些，多核处理默认开启。
关于runtime包几个函数:
Gosched让出cpuNumCPU返回当前系统的CPU核数量GOMAXPROCS设置最大的可同时使用的CPU核数Goexit退出当前goroutine(但是defer语句会照常执行)
总结
我们从例子中可以看到，默认的, 所有goroutine会在一个原生线程里跑，也就是只使用了一个CPU核。
在同一个原生线程里，如果当前goroutine不发生阻塞，它是不会让出CPU时间给其他同线程的goroutines的，这是Go运行时对goroutine的调度，我们也可以使用runtime包来手工调度。
本文开头的两个例子都是限制在单核CPU里执行的，所有的goroutines跑在一个线程里面，分析如下:
- 对于代码例子一（loop函数的那个），每个goroutine没有发生堵塞(直到quit流入数据), 所以在quit之前每个goroutine不会主动让出CPU，也就发生了串行打印
- 对于代码例子二（time的那个），每个goroutine在sleep被调用的时候会阻塞，让出CPU, 所以例子二并发执行。