Golang：線程 和 協程 的區別

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目錄

• 前言
• 協程
• 協程的特色
  • 第 1 和 第 2 點
  • 特色中的第 3 和 第 4 點
• 和線程的總體對比

前言

國慶愉快各位，距離上次發文快兩個月了，19年也快結束了。如今的總結更可能是放在了草稿 而沒有發出，此次詳細分享下在 Go 中，線程和協程的區別及其關係。

協程

協程，英文名Coroutine。但在 Go 語言中，協程的英文名是：gorutine。它經常被用於進行多任務，即併發做業。沒錯，就是多線程做業的那個做業。

雖然在 Go 中，咱們不用直接編寫線程之類的代碼來進行併發，可是 Go 的協程卻依賴於線程來進行。

下面咱們來看看它們的區別。

線程的基礎介紹，這裏請自行網上搜索文章，由於關於線程的優秀介紹文章已經不少。

協程的特色

這裏先直接列出線程的特色，而後從例子中進行解析。

1. 多個協程可由一個或多個線程管理，協程的調度發生在其所在的線程中。
2. 能夠被調度，調度策略由應用層代碼定義，便可被高度自定義實現。
3. 執行效率高。
4. 佔用內存少。

上面第 1 和 第 2 點

咱們來看一個例子：

func TestGorutine(t *testing.T) {
	runtime.GOMAXPROCS(1)  // 指定最大 P 爲 1，從而管理協程最多的線程爲 1 個
	wg := sync.WaitGroup{} // 控制等待全部協程都執行完再退出程序
	wg.Add(2)
	// 運行一個協程
	go func() {
		fmt.Println(1)
		fmt.Println(2)
		fmt.Println(3)
		wg.Done()
	}()

	// 運行第二個協程
	go func() {
		fmt.Println(65)
		fmt.Println(66)
		// 設置個睡眠，讓該協程執行超時而被掛起，引發超時調度
		time.Sleep(time.Second)
		fmt.Println(67)
		wg.Done()
	}()
	wg.Wait()
}
複製代碼

上面的代碼片斷跑了兩個協程，運行後，觀察輸出的順序是交錯的。多是：

65
66
1
2
3
67
複製代碼

意味着在執行協程A的過程當中，能夠隨時中斷，去執協程行B，協程B也可能在執行過程當中中斷再去執行協程A。

看起來協程A 和 協程B 的運行像是線程的切換，可是請注意，這裏的 A 和 B 都運行在同一個線程裏面。它們的調度不是線程的切換，而是純應用態的協程調度。

關於上述代碼中，爲何要指定下面兩行代碼？

runtime.GOMAXPROCS(1)
time.Sleep(time.Second)
複製代碼

這須要您去看下 Go 的協程調度入門基礎，請看我以前的另一篇調度分析文章：

Go 的協程調度機制

若是不設置 runtime.GOMAXPROCS(1)，那麼程序將會根據操做系統的 CPU 核數而啓動對應數量的 P，致使多個 M，即線程的啓動。那麼咱們程序中的協程，就會被分配到不一樣的線程裏面去了。爲了演示，故設置數量 1，使得它們都被分配到了同一個線程裏面，存於線程的協程隊列裏面，等待被執行或調度。

協程特色中的第 3 和 第 4 點。

3. 執行效率高。
4. 佔用內存少。

由於協程的調度切換不是線程切換，而是由程序自身控制，所以，沒有線程切換的開銷，和多線程比，線程數量越多，協程的性能優點就越明顯。調度發生在應用態而非內核態。

內存的花銷，使用其所在的線程的內存，意味着線程的內存能夠供多個協程使用。

其次協程的調度不須要多線程的鎖機制，由於只有一個線程，也不存在同時寫變量衝突，因此執行效率比多線程高不少。

和線程的總體對比

比較的點	線程	協程
數據存儲	內核態的內存空間	通常是線程提供的用戶態內存空間
切換操做	操做最終在內核層完成，應用層須要調用內核層提供的 syscall 底層函數	應用層使用代碼進行簡單的現場保存和恢復便可
任務調度	由內核實現，搶佔方式，依賴各類鎖	由用戶態的實現的具體調度器進行。例如 go 協程的調度器
語音支持程度	絕大部分編程語言	部分語言：Lua，Go，Python ...
實現規範	按照現代操做系統規範實現	無統一規範。在應用層由開發者實現，高度自定義，好比只支持單線程的線程。不一樣的調度策略，等等

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