Go语言 并发编程基础:Goroutine 的创建与调度

Go 语言的并发模型是其最显著的语言特性之一。Goroutine 是 Go 实现并发的核心机制,它比线程更轻量,调度效率极高。

本章将带你了解 Goroutine 的基本概念、创建方式以及背后的调度机制。


一、什么是 Goroutine?

Goroutine 是由 Go 运行时(runtime)管理的轻量级线程。

特点:

  • • 启动快:创建成本远小于线程
  • • 占用小:初始栈大小仅约 2 KB,按需增长
  • • 数量多:支持成千上万个 Goroutine 并发运行
  • • 自动调度:由 Go runtime 自动调度到多个线程上执行

二、创建 Goroutine

创建一个 Goroutine 非常简单,只需使用 go 关键字:

scss 复制代码
func sayHello() {
    fmt.Println("Hello from Goroutine")
}

func main() {
    go sayHello() // 启动一个新的 Goroutine
    fmt.Println("Main function")
    time.Sleep(time.Second) // 等待子协程执行完毕
}

运行效果(输出可能顺序不定):

css 复制代码
Main function
Hello from Goroutine

注意:主 Goroutine 退出时,程序将直接终止,其他 Goroutine 即使未完成也会被强制结束。


三、匿名函数启动 Goroutine

可以使用匿名函数快速创建 Goroutine:

go 复制代码
go func(name string) {
    fmt.Println("Hello,", name)
}("Go")

四、Goroutine 的调度模型

Go 使用M:N 调度模型

  • M(Machine):操作系统线程(OS Thread)
  • G(Goroutine):用户级协程
  • P(Processor):逻辑处理器,调度器的核心

调度器作用:

  • • 把成千上万个 G 映射到有限的 M 上
  • • 利用 P 控制并发度(由 GOMAXPROCS 控制)

你可以通过设置 GOMAXPROCS 控制最大并发线程数:

scss 复制代码
runtime.GOMAXPROCS(2)

默认值为当前机器 CPU 核数。


五、调度器工作方式简要流程

    1. 创建 Goroutine 后,进入可运行队列
    1. 调度器从队列中取出 Goroutine 并分配给线程执行
    1. 阻塞操作(如 IO)会让线程挂起并调度其他 Goroutine
    1. 非抢占式调度 + 安全点机制(某些点才能切换)

六、调试与观察 Goroutine

可以使用 runtime 包查看当前 Goroutine 数量:

less 复制代码
fmt.Println("Goroutine数量:", runtime.NumGoroutine())

使用 go tool pprof 或第三方工具(如 delve)分析 Goroutine 状态。


七、使用场景举例

  • • 高并发 Web 服务器处理请求
  • • 定时任务并发执行
  • • 异步日志写入
  • • 并发爬虫

八、小结

特性 说明
创建方式 使用 go 关键字
性能 数量轻量、栈空间动态增长
调度机制 M:N 多对多调度,由 runtime 管理
并发优势 快速、高效、代码简洁

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