Go语言的协程——Goroutine
进程(Process),线程(Thread),协程(Coroutine,也叫轻量级线程)
进程进程是一个程序在一个数据集中的一次动态执行过程,可以简单理解为“正在执行的程序”,它是CPU资源分配和调度的独立单位。 进程一般由程序、数据集、进程控制块三部分组成。我们编写的程序用来描述进程要完成哪些功能以及如何完成;数据集则是程序在执行过程中所需要使用的资源;进程控制块用来记录进程的外部特征,描述进程的执行变化过程,系统可以利用它来控制和管理进程,它是系统感知进程存在的唯一标志。 进程的局限是创建、撤销和切换的开销比较大。
线程线程是在进程之后发展出来的概念。 线程也叫轻量级进程,它是一个基本的CPU执行单元,也是程序执行过程中的最小单元,由线程ID、程序计数器、寄存器集合和堆栈共同组成。一个进程可以包含多个线程。 线程的优点是减小了程序并发执行时的开销,提高了操作系统的并发性能,缺点是线程没有自己的系统资源,只拥有在运行时必不可少的资源,但同一进程的各线程可以共享进程所拥有的系统资源,如果把进程比作一个车间,那么线程就好比是车间里面的工人。不过对于某些独占性资源存在锁机制,处理不当可能会产生“死锁”。
协程协程是一种用户态的轻量级线程,又称微线程,英文名Coroutine,协程的调度完全由用户控制。人们通常将协程和子程序(函数)比较着理解。 子程序调用总是一个入口,一次返回,一旦退出即完成了子程序的执行。
与传统的系统级线程和进程相比,协程的最大优势在于其"轻量级",可以轻松创建上百万个而不会导致系统资源衰竭,而线程和进程通常最多也不能超过1万的。这也是协程也叫轻量级线程的原因。
协程的特点在于是一个线程执行,与多线程相比,其优势体现在:协程的执行效率极高。因为子程序切换不是线程切换,而是由程序自身控制,因此,没有线程切换的开销,和多线程比,线程数量越多,协程的性能优势就越明显。
在 Go 语言中,协程的实现是基于 Go 运行时系统的。在程序启动时,Go 运行时系统会创建一个主协程,该协程负责程序的初始化和启动。在程序运行过程中,通过 go 关键字可以创建新的协程,例如:
func main() {
go func() {
// 协程代码
}()
// 主协程代码
}
下面演示一个小例子:
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func hello(i int) {
fmt.Println("hello:", i)
}
func helloGoRoutine() {
for i := 0; i < 5; i++ {
go func(j int) {
hello(j)
}(i)
}
time.Sleep(time.Second)
}
func main() {
helloGoRoutine()
}
执行结果为:
hello: 0
hello: 1
hello: 4
hello: 3
hello: 2
需要注意的是,在其他协程执行时需要让主协程睡眠一会,等其他协程执行完之后,主协程在退出 在上面的程序中,我调用了时间包的Sleep方法,它会在执行过程中睡觉。在这种情况下,main的goroutine被用来睡觉一会。现在调用go hello()有足够的时间在main Goroutine终止之前执行。这个程序首先打印要打印的内容,等待主协程醒来,然后接着执行main函数。