Golang Goroutine和線程的區(qū)別 Golang，輕松學(xué)習(xí)

一、Golang Goroutine？

當(dāng)使用者分配足夠多的任務(wù)，系統(tǒng)能自動幫助使用者把任務(wù)分配到 CPU 上，讓這些任務(wù)盡量并發(fā)運(yùn)作。這種機(jī)制在 Go語言中被稱為 goroutine。

goroutine 是 Go語言中的輕量級線程實(shí)現(xiàn)，由 Go 運(yùn)行時（runtime）管理。Go 程序會智能地將 goroutine 中的任務(wù)合理地分配給每個 CPU。

使用每一個 go 關(guān)鍵字將會額外開啟一個新的協(xié)程 goroutine

二、線程是什么？

線程（英語：thread）是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位。它被包含在進(jìn)程之中，是進(jìn)程中的實(shí)際運(yùn)作單位。一條線程指的是進(jìn)程中一個單一順序的控制流，一個進(jìn)程中可以并發(fā)多個線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。

三、調(diào)度的區(qū)別

1.線程調(diào)度

線程是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位，線程作為調(diào)度與分配的基本單位，線程切換，僅需保存和設(shè)置少量寄存器的內(nèi)容，開銷遠(yuǎn)小于進(jìn)程開銷。但這種線程切換仍然需要一個完整的上下文切換：即保存一個線程的狀態(tài)到內(nèi)存，再恢復(fù)另外一個線程的狀態(tài)，最后更新調(diào)度器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。某種意義上，這種操作還是很慢的。

2.goroutine 調(diào)度

Go運(yùn)行的時候包涵一個自己的調(diào)度器，這個調(diào)度器使用一個稱為一個M:N調(diào)度技術(shù)，m個goroutine到n個os線程（可以用GOMAXPROCS來控制n的數(shù)量），Go的調(diào)度器不是由硬件時鐘來定期觸發(fā)的，而是由特定的go語言結(jié)構(gòu)來觸發(fā)的，他不需要切換到內(nèi)核語境，所以調(diào)度一個goroutine比調(diào)度一個線程的成本低很多。
Goroutine協(xié)程是一種協(xié)作任務(wù)控制機(jī)制，Goroutine可以理解為一種Go語言的協(xié)程。同時它可以運(yùn)行在一個或多個線程上。而Goroutine協(xié)程的切換一般由程序員在代碼中顯式控制。它避免了上下文切換的額外耗費(fèi)，兼顧了多線程的優(yōu)點(diǎn)，簡化了高并發(fā)程序的復(fù)雜。

四、?？臻g的區(qū)別

1.線程占用

每個OS的線程都有一個固定大小的棧內(nèi)存，通常是2MB，棧內(nèi)存用于保存在其他函數(shù)調(diào)用期間哪些正在執(zhí)行或者臨時暫停的函數(shù)的局部變量。這個固定的棧大小，如果對于goroutine來說，可能是一種巨大的浪費(fèi)。
以 64位環(huán)境的 JVM 為例，會默認(rèn)固定為每個線程分配 1MB ?？臻g，如果大小分配不當(dāng)，便會出現(xiàn)棧溢出的問題。

2.goroutine 占用

- goroutine 所占用的內(nèi)存，均在棧中進(jìn)行管理 - goroutine 所占用的?？臻g大小，由 runtime 按需進(jìn)行分配 goroutine在生命周期開始只有一個很小的棧，典型情況是2KB, 在go程序中，一次創(chuàng)建十萬左右的goroutine也不罕見（2KB*100,000=200MB）。而且goroutine的棧不是固定大小，它可以按需增大和縮小，最大限制可以到1GB。 goroutine 相較于線程更加輕量，關(guān)鍵點(diǎn)就在于?？臻g的動態(tài)分配，這樣便可以最大限度的利用內(nèi)存資源。

五、標(biāo)識的區(qū)別

1.線程標(biāo)識

在大部分支持多線程的操作系統(tǒng)和編程語言中，線程有一個獨(dú)特的標(biāo)識，通常是一個整數(shù)或者指針，這個特性可以讓我們構(gòu)建一個線程的局部存儲，本質(zhì)是一個全局的map，以線程的標(biāo)識作為鍵，這樣每個線程可以獨(dú)立使用這個map存儲和獲取值，不受其他線程干擾。

2.goroutine 標(biāo)識

goroutine中沒有可供程序員訪問的標(biāo)識，原因是一種純函數(shù)的理念，不希望濫用線程局部存儲導(dǎo)致一個不健康的超距作用，即函數(shù)的行為不僅取決于它的參數(shù)，還取決于運(yùn)行它的線程標(biāo)識。

總結(jié)

Golang 通過復(fù)雜的協(xié)程操作來實(shí)現(xiàn)我們的并發(fā)需求，golang是用戶線程與系統(tǒng)線程的對應(yīng)關(guān)系是多對多，既能利用多核cpu資源，也能盡可能減少上下文切換成本，代價是go需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的goroutine調(diào)度機(jī)制。
相比于N:1時所有用戶線程對應(yīng)1個系統(tǒng)線程，無法利用多核cpu；1:1時1個用戶線程對應(yīng)一個系統(tǒng)線程，上下文切換成本高。通過復(fù)雜的調(diào)度實(shí)現(xiàn)N:N時，即能利用多核cpu資源，也能盡可能減少上下文切換成本，成為Go語言最為人知的特點(diǎn)，天生支持高并發(fā)與高效。

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