go高級進階：goroutine的建立、休眠與恢復

goroutine切換

goroutine在go代碼中無處不在，go程序會根據不一樣的狀況去調度不一樣的goroutine，一個goroutine在某個時刻要麼在運行，要麼在等待，或者死亡。
goroutine的切換通常會在如下幾種狀況下發生：

1. 基於信號搶佔式的調度，一個goroutine若是運行很長，會被踢掉
2. 發生系統調用，系統調用會陷入內核，開銷不小，暫時解除當前goroutine
3. channel阻塞，當從channel讀不到或者寫不進的時候，會切換goroutine

關於go的調度能夠閱讀golang 如何調度你的程序的

管理員-g0

go程序中，每一個M都會綁定一個叫g0的初代goroutine，它在M的建立的時候建立，g0的主要工做就是goroutine的調度、垃圾回收等。g0和咱們常規的goroutine的任務不一樣，g0的棧是在主線程棧上分配的，而且它的棧空間有64k，m0是runtime建立第一個線程，而後m0關聯一個本地的p，就能夠運行g0了。在g0的棧上不斷的調度goroutine來執行，當有新的goroutine關聯p準備運行發現沒有m的時候，就會去建立一個m，m再關聯一個g0，g0再去調度...

goroutine的建立

經過go tool compile -S main.go 咱們來看看發生了什麼？

彙編過於太長，只截取其中一部分。
咱們看到有一行CALL runtime.newProc()的函數被調用了，這是經過起關鍵字go func建立goroutine的入口

經過gp:=getg()來獲取g0，而後經過systemstack切到g0棧，再執行newproc1，newproc1就是咱們的goroutine誕生的地方。咱們來看看newproc1幹了什麼：

1. 若是咱們的func爲nil，則報錯
2. 若是咱們的func的參數太多，則報錯
3. 獲取本地的p
4. 嘗試從本地的p的gfree上獲取一個不用的g，或者從全局的p中獲取
5. 沒有獲取到空閒的g的時候，則去建立一個g，默認大小爲2k
6. 新建立的g的狀態gdead，防止gc錯掃面
7. 將新的g加入全局的allg列表中
8. 初始化這個g的一些參數
9. 將咱們的func和這個g綁定
10. 初始化完成後，將這個g的狀態設置爲runable，處於能夠被執行狀態
11. 經過runqput將g放入p的隊列，p的隊列滿的話，就放入全局隊列
12. 嘗試經過wakep喚醒一個正處於休眠的p來執行

至此一個新的goroutine建立完畢。

gopark（goroutine的休眠）

goroutine的切換涉及到一個很重要的函數gopark。

gopark的做用：

1. 將running狀態的goroutine設置爲waiting
2. 解除goroutine和當前工做線程M的關係
3. 獲取一個新goroutine來運行

gopark函數的關鍵就是mcall函數調用的park_m。

park_m:

1. gopark經過mcall將當前線程的堆棧切換到g0的堆棧
2. 保存當前goroutine的上下文（pc、sp寄存器->g.sched）
3. 在g0棧上，調用park_m
4. 將當前的g從running狀態設置成waiting狀態
5. 經過dropg來解除m和g的關係

func dropg() {
    _g_ := getg()
    setMNoWB(&_g_.m.curg.m, nil)
    setGNoWB(&_g_.m.curg, nil)
}
複製代碼

6. 最後經過schedule來發起新一輪的調度 schedule()->execute()->gogo(),gogo嘗試從gobuf中恢復出協程執行狀態並跳轉到上一次指令處繼續執行。

goready （goroutine的喚醒）

與gopark相反的，有一個goready的函數，它的做用就是喚醒waiting狀態的goroutine

仍是經過systemstack切到g0棧，在g0棧上發起調度

1. 獲取goroutine的狀態
2. 將waiting狀態的goroutine切換到runable狀態
3. 嘗試喚起一個p來執行當前goroutine