Go语言之goroutine详解

悠悠 2022-12-11 09:13 210阅读 0赞

有很多人对 goroutine还不死很理解，goroutine 是 Go语言中的轻量级线程实现，由 Go 运行时（runtime）管理。Go 程序会智能地将 goroutine 中的任务合理地分配给每个 CPU。

## goroutine由来 ##

在编写 Socket 网络程序时，需要提前准备一个线程池为每一个 Socket 的收发包分配一个线程。我们需要在线程数量和 CPU 数量间建立一个对应关系，以保证每个任务能及时地被分配到 CPU 上进行处理，同时避免多个任务频繁地在线程间切换执行而损失效率。

虽然，线程池为逻辑编写者提供了线程分配的抽象机制。但是，如果面对随时随地可能发生的并发和线程处理需求，线程池就不是非常直观和方便了。

那么能否有一种机制去解决这个问题呢？

使用者分配足够多的任务，系统能自动帮助使用者把任务分配到 CPU 上，让这些任务尽量并发运作。这种机制在 Go语言中被称为 goroutine。

Go 程序从 main 包的 main() 函数开始，在程序启动时，Go 程序就会为 main() 函数创建一个默认的 goroutine。

## 创建 goroutine ##

Go 程序中使用 go 关键字为一个函数创建一个 goroutine。一个函数可以被创建多个 goroutine，一个 goroutine 必定对应一个函数。

语法：

> go 函数名( 参数列表 )

*  **函数名**：要调用的函数名。
 *  **参数列表**：调用函数需要传入的参数。

使用 go 关键字创建 goroutine 时，被调用函数的返回值会被忽略。

如果需要在 goroutine 中返回数据，请使用后面介绍的通道（channel）特性，通过通道把数据从 goroutine 中作为返回值传出。

使用 go 关键字，将 running() 函数并发执行，每隔一秒打印一次计数器，而 main 的 goroutine 则等待用户输入，两个行为可以同时进行。  
代码如下：

package main
    
    import (    
        "fmt"    
        "time"
    )
    
    func running() {     
    
         var times int    
         
          // 构建一个无限循环 
         for {        
              times++       
              fmt.Println("tick", times)        
             
              // 延时1秒 
              time.Sleep(time.Second)    
          }
    }
    
    func main() {     
    
        // 并发执行程序 
        go running()    
    
        // 接受命令行输入, 不做任何事情 
        var input string    
    
        fmt.Scanln(&input)
    
    }

执行结果：

tick 1
    
    tick 2
    
    tick 3
    
    tick 4
    
    tick 5

代码执行后，命令行会不断地输出 tick，同时可以使用 fmt.Scanln() 接受用户输入。两个环节可以同时进行。

解析：

*  使用 for 形成一个无限循环。
 *  imes 变量在循环中不断自增。
 *  输出 times 变量的值。
 *  使用 time.Sleep 暂停 1 秒后继续循环。
 *  使用 go 关键字让 running() 函数并发运行。
 *  接受用户输入，直到按 Enter 键时将输入的内容写入 input 变量中并返回，整个程序终止。

执行顺序如下图所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pwMTc4MzQ5OTQwNzE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

示例中，Go 程序在启动时，运行时（runtime）会默认为 main() 函数创建一个 goroutine。在 main() 函数的 goroutine 中执行到 go running 语句时，归属于 running() 函数的 goroutine 被创建，running() 函数开始在自己的 goroutine 中执行。此时，main() 继续执行，两个 goroutine 通过 Go 程序的调度机制同时运作。

## 匿名函数创建goroutine ##

使用匿名函数创建goroutine的格式：  
使用匿名函数或闭包创建 goroutine 时，除了将函数定义部分写在 go 的后面之外，还需要加上匿名函数的调用参数，语法如下：

go func( 参数列表 ){ 
    
        函数体
    
    }( 调用参数列表 )

*  **参数列表**：函数体内的参数变量列表。
 *  **函数体**：匿名函数的代码。
 *  **调用参数列表**：启动 goroutine 时，需要向匿名函数传递的调用参数。

在 main() 函数中创建一个匿名函数并为匿名函数启动 goroutine。匿名函数没有参数。代码将并行执行定时打印计数的效果。  
示例：

package main
    
    import (   
    
     "fmt"    
     "time"
    
     )
    
    func main() {     
    
        //go 后面接匿名函数启动 goroutine。
        go func() {         
               var times int       
              
               for {            
                   times++            
                   fmt.Println("tick", times)            
                   time.Sleep(time.Second)        
               }    
        }()//括号的功能是调用匿名函数的参数列表。由于前面的匿名函数没有参数，因此括号内的的参数列表也是空的。
       
       var input string    
       fmt.Scanln(&input)
    
    }

**注意：**

所有 goroutine 在 main() 函数结束时会一同结束。

goroutine 虽然类似于线程概念，但是从调度性能上没有线程细致，而细致程度取决于 Go 程序的 goroutine 调度器的实现和运行环境。

终止 goroutine 的最好方法就是自然返回 goroutine 对应的函数。虽然可以用 golang.org/x/net/context 包进行 goroutine 生命期深度控制，但这种方法仍然处于内部试验阶段，并不是官方推荐的特性。

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