GO的并发编程分享
之前我们分享了网络编程，今天我们来看看GO的并发编程分享，我们先来看看他是个啥
啥是并发编程呢？
指在一台处理器上同时处理多个任务
此处说的同时，可不是同一个时间一起手拉手做同一件事情
并发是在同一实体上的多个事件，而这个事件在同一时间间隔发生的，同一个时间段，有多个任务执行，可是同一个时间点，只有一个任务在执行
为啥要有并发编程？
随着互联网的普及，互联网用户人数原来越多，这对系统的性能带来了巨大的挑战。
我们要通过各种方式来高效利用硬件的性能（压榨），从而提高系统的性能进而提升用户体验，提升团队或者企业的竞争力。
并发是为了解决什么问题？目的是啥？
是充分的利用好处理器的每一个核，以达到最高的处理性能，尽可能的运用好每一块砖
可是由于现在我们使用的CPU，内存，IO三者之间速度不尽相同
我们为了提高系统性能，计算机系统会将这三者速度进行平衡，以达到最优的效果，都有如下措施：
- 操作系统增加了进程、线程，以分时复用 CPU，进而均衡 CPU 与 I/O 设备的速度差异；
- CPU 增加了缓存，以均衡与内存的速度差异；
- 编译程序优化指令执行次序，使得缓存能够得到更加合理地利用。
说到进程和线程，他们都是干啥的呢，咱们顺带说一下？
- 进程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一个独立单位。
- 线程是进程的一个执行实体
是 CPU 调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。
- 一个进程可以创建和撤销多个线程， 并且同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
讲到并发编程不得不说并发和并行有啥区别？是不是总是有小伙伴弄不清楚他们到底是啥区别，好像一样，又好像不一样
并发和并行的区别
一言蔽之，区别如下：
并发
多线程程序在一个核的 CPU 上运行
并行
多线程程序在多个核的 CPU 上运行
并发就像多个小伙伴跑接力，同一个时间点只会有一个小伙伴在跑，互相有影响
并行就像是多个小伙伴同一个起点一起跑，互不干扰
我们需要记住一点，再强调一波：
并发不是并行
并发主要由切换时间片来实现"同时"运行
并行则是直接利用多核实现多线程的运行，
在 GO 可以设置使用核数，以发挥多核计算机的能力，不过设置核数都是依赖于硬件的
那么，讲到GO的并发编程，就必须上我们的主角，那就是协程
协程 goroutine 是啥？
协程是一种程序组件
是由子例程（过程、函数、例程、方法、子程序）的概念泛化而来的
子例程只有一个入口点且只返回一次，而协程允许多个入口点，可以在指定位置挂起和恢复执行。
协程和线程分别有啥特点嘞
- 协程
独立的栈空间，共享堆空间，调度由用户自己控制
本质上有点类似于用户级线程，这些用户级线程的调度也是自己实现的。
- 线程
一个线程上可以跑多个协程，协程是轻量级的线程。
GO 高并发的原因是啥？
goroutine奉行通过通信来共享内存- 每个一个GO的实例有
4~5KB的栈内存占用，并且由于 GO 实现机制而大幅减少的创建和销毁开销 - Golang 在语言层面上就支持协程
goroutine
GOLANG并发编程涉及哪些知识点呢？
- 基本协程的原理，实现方式，虽然说，GO中使用协程很方便，可以我们必须要知其然而值其所以然
- Goroutine 池
- runtime 包的使用
- Channel 通道
- 定时器
- 并发且安全的锁
- 原子操作
- select 多路复用
- 等等…
Goroutine的那些事
我们写C/C++的时候，我们必然也是要实现并发编程
我们通常需要自己维护一个线程池，并且需要自己去包装一个又一个的任务，同时需要自己去调度线程执行任务并维护上下文切换
且做线程池的时候，我们需要自己做一个线程管理的角色，灵活动态压缩和扩容
可是能不能有这样一种机制，我们只需要定义多个任务，让系统去帮助我们把这些任务分配到CPU上实现并发执行
GO里面就正好有这样的机制
goroutine 的概念类似于线程
goroutine 是由Go的运行时（runtime）调度和管理的
Go程序会智能地将 goroutine 中的任务合理地分配给每个CPU
Go 在语言层面已经内置了调度和上下文切换的机制
写 GO 比较爽的一个地方是：
在GO里面，你不需要去自己写进程、线程、协程
我们可以使用 goroutine 包
如何使用 goroutine ？
我们需要让某个任务并发执行的时候，只需要把这个任务包装成一个函数
专门开启一个 goroutine 协程 去执行这个函数就可以了 ， GO一个协程，很方便
一个 goroutine 必定对应一个函数，可以创建多个 goroutine 去执行相同的函数，只是多个协程都是做同一个事情罢了
我们先来使用一下协程，再来抛砖引玉，适当的分享一下
启动单个协程
func Hi() { fmt.Println("this is Hi Goroutine!") } func main() { Hi() fmt.Println("main goroutine!") }
我们一般调用函数是如上这个样子的，效果如下
this is Hi Goroutine! main goroutine!
其实我们调用协程的话，也与上述类似
我们可以使用 go 后面加上函数名字，来开辟一个协程，专门做函数需要执行的事情
func main() { go Hi() // 启动一个goroutine 协程 去执行 Hi 函数 fmt.Println("main goroutine!")
实际效果我们可以看到，程序只打印了 main goroutine!
main goroutine!
在程序启动的时候，Go 程序就会为 main() 函数创建一个默认的 goroutine 协程
当 main() 函数返回的时候，刚开辟的另外一个 goroutine 协程 就结束了
所有在 main() 函数中启动的 goroutine 协程 会一同结束，老大死了，其余的傀儡也灰飞烟灭了
我们也可以让主协程等等一定子协程，待子协程处理完自己的事情，退出后，主协程再自己退出，这和我们写C/C++的进程 和 线程的时候，类似
简单的，我们可以使用 time.sleep 函数来让主协程阻塞等待
我们也可以使用 上述提到的 使用 select{} 来达到目的
当然也有其他的方式，后续文章会慢慢的分享到
多个协程
那么多个协程又是怎么玩的呢？
我们使用 sync.WaitGroup 来实现goroutine 协程的同步
package main import ( "fmt" "sync" ) var myWg sync.WaitGroup func Hi(i int) { // goroutine 协程 结束就 记录 -1 defer myWg.Done() fmt.Println("Hello Goroutine! the ", i) } func main() { for i := 0; i < 10; i++ { // 启动一个goroutine 协程 就记录 +1 myWg.Add(1) go Hi(i) } // 等待所有记录 的goroutine 协程 都结束 myWg.Wait() }
会有如下输出，每一个协程打印的数字并不是按照顺序来的：
Hello Goroutine! the 9 Hello Goroutine! the 4 Hello Goroutine! the 2 Hello Goroutine! the 3 Hello Goroutine! the 6 Hello Goroutine! the 5 Hello Goroutine! the 7 Hello Goroutine! the 8 Hello Goroutine! the 1 Hello Goroutine! the 0
还是同样的， 如果是主协程先退出，那么子协程还行继续运行吗？
毋庸置疑，主协程退出，子协程也会跟着退出
GO 中的 协程
分享如下几个点
GO中的栈是可增长的
一般都有固定的栈内存（通常为2MB），goroutine 的栈不是固定的，goroutine 的栈大小可以扩展到1GB
goroutine 是如何调度
这就不得不提 GPM
GPM是Go语言运行时（runtime）层面实现的，我们先简单了解一下GPM分别代表啥
G
就是个 goroutine ，里面除了存放本 goroutine 信息外 还有与所在P的绑定等信息
P
Processor 管理着一组 goroutine 队列
P 里面会存储当前 goroutine 运行的上下文环境（函数指针，堆栈地址及地址边界）
P 会对自己管理的 goroutine 队列做一些调度（比如把占用CPU时间较长的 goroutine 暂停、运行后续的 goroutine）
当自己的队列消费完了就去全局队列里取，如果全局队列里也消费完了会去其他P的队列里抢任务。
M（machine）
是 Go 运行时（runtime）对操作系统内核线程的虚拟
M 与内核线程一般是一一映射的关系， 一个 groutine 最终是要放到 M上执行
这里的 P 与 M 一般也是一一对应的
P 管理着一组G 挂载在 M 上运行
当一个 G 长久阻塞在一个 M 上时，runtime 会新建一个M，
阻塞 G 所在的 P 会把其他的 G 挂载在新建的M上
这个时候，当旧的 G 阻塞完成或者认为其已经挂了的话，就会回收旧的 M
还有一点
P 的个数是通过 runtime.GOMAXPROCS 设定（最大256），这个数字也依赖于自己的硬件，在并发量大的时候会增加一些 P 和 M ，但不会太多
总结
- 分享了并发和并行
- 分享了GO 的并发，协程的简单使用
- 简单分享了GO可伸缩扩展的栈内存
关于GO的并发编程知识点涉及面多，对于他的调度原理，真实感兴趣的话，可以看上述提到的GO并发涉及的知识点，一点一点的深入下去，今天就到这里，大体了解GO协程的使用
欢迎点赞，关注，收藏
朋友们，你的支持和鼓励，是我坚持分享，提高质量的动力
好了，本次就到这里，下一次GO的锁和原子操作分享
技术是开放的，我们的心态，更应是开放的。拥抱变化，向阳而生，努力向前行。
我是小魔童哪吒，欢迎点赞关注收藏，下次见~
