这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第2篇笔记。
协程与管道
协程（Goroutine)
- go不直接支持创建系统线程，协程是Go程序内部唯一的并发实现方式。
- 起协程的语句：go func(){......}()
- 注意主协程（main）结束后，此程序也就退出了，即使还有一些其他协程在运行。
- 从古至今，多线程的优化有好多种方式，比较常见的一种是reactor模型：线程池中存储大量线程，需要多创建一个线程来执行任务时就从线程池中选取一个线程来用。
- 而Go语言采用的是另一个思路：有几个核就跑几个线程，只是某个线程上面有很多协程；协程的切换是不会像线程切换那样有操作系统层面上的开销的，例如线程切换需要切换虚拟地址空间、切换内核栈、切换硬件上下文、CPUcache需要失效，而切换协程完全没有这些开销。
- 协程底层的实现原理：基于GMP模型：
- G：goroutines 表示一个协程
- M：machine 表示一个线程
- P：processor 管理器，通过队列管理协程
- 基于GMP模型，协程运行在线程上
- 一个协程中的信息：运行栈+寄存器数值（PC,BP,SP)
- 协程的切换，仅仅需要改变寄存器的数值，cpu便会从需要切换的协程指定位置继续运行
- 协程与线程的比例关系：N:M
| 协程：线程 | 含义 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 1:1 | 一个协程在一个线程上运行（其实就是传统的多线程） | 利用多核 | 上下文切换比较慢（reactor模型，代价较大） |
| N:1 | 多个协程在一个线程上运行 | 上下文切换较快 | 1.无法充分利用多核2.饥饿，如果一个协程不结束，其余协程阻塞 |
| N:M | 多个协程在多个线程上运行 | 充分利用多核，上下文切换快 | 对实现要求更高 |
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协程调度器的设计策略（减少开销、兼顾公平）：
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复用线程（避免频繁的创建、销毁线程，而是对线程的复用）
- work stealing机制：当本线程无可运行的协程时，尝试从其他线程绑定的P偷取G，而不是销毁线程。
- hand off机制：当本线程因为G进行系统调用阻塞时，线程释放绑定的P，把P转移给其他空闲的线程执行。
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利用并行：GOMAXPROCS设置P的数量
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抢占：限制协程执行时长，不会出现饿死现象
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全局协程队列：多个线程全满时可以塞入全局协程队列，它是链表实现的，可以塞很多协程，不用怕没地方放协程。
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常用的同步控制机制：WaitGroup
- 开发过程中，经常遇到多task之间的同步问题。例如，多个子task并发完成一部分任务，主task等待他们最后结束。
var wg sync.WaitGroup ;
for i := 0;i<3;i++ {
wg.Add(1)
go func(i int){
wg.Done()
}(i)
}
wg.Wait()
管道（Channel）
-
并发模型CSP，全称Communicationg Sequential Processes。它的核心观念是将两个并发执行的实体通过管道连接起来，所有的消息都通过管道传输。
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管道（通道），也是一种Go的数据同步技术。它可以被看作是在一个程序内部的一个先进先出（FIFO:first in first out) 数据队列。
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管道的操作有读、写和关闭。
- 定义：ch := make(chan string)
- 读：a = <- ch
- 写: ch <- "hello"
- 写一个已经关闭的channel会引发panic
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管道分类：无缓冲管道&缓冲管道
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无缓冲管道：长度为0的channel，为不带buffer的channel
- ch := make(chan int)
- 不会发生额外的拷贝
- 读在写前
-
有缓冲管道：长度大于0的channel，为带buffer的channel
- ch := make(chan int,10)
- 会发生额外的拷贝
- 写在读前 ch<- 1
- 缓冲区最大为65535
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管道元素的传递，是复制，非缓冲区管道复制了1次，缓冲区管道复制了2次
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例如面试常考的：请用管道实现交替打印AB：
func main() {
ch1 := make(chan string)
ch2 := make(chan string)
ch3 := make(chan string)
go printA(ch1, ch2)
go printB(ch1, ch2, ch3)
<-ch3
}
func printA(ch1, ch2 chan string) {
for i := 0; i < 100; i++ {
<-ch2
fmt.Println(i, "A")
ch1 <- "print A"
}
}
func printB(ch1, ch2, ch3 chan string) {
ch2 <- "begin"
for i := 0; i < 100; i++ {
<-ch1
fmt.Println(i, "B")
if i != 99 {
ch2 <- "print B"
} else {
ch3 <- "end"
}
}
}
