Goroutines | 梧席

在上一篇教程中，我们讨论了并发性以及它与并行性的区别。在本教程中，我们将讨论如何在Go中使用Goroutines实现并发。

什么是Goroutines？

Goroutines是与其他函数或方法同时运行的函数或方法。Goroutines可以被认为是轻量级的线程。与线程相比，创建一个Goroutine的成本很小。因此，在Go应用程序中，通常会有成千上万的Goroutine同时运行。

相对于线程，Goroutines的优势

与线程相比，Goroutines非常便宜。它们的堆栈大小只有几kb，而且堆栈可以根据应用程序的需要进行增减，而在线程的情况下，堆栈大小必须被指定并且是固定的。
Goroutines被复用到数量较少的操作系统线程中。在一个有数千个Goroutine的程序中，可能只有一个线程。如果该线程中的任何一个Goroutine阻塞了，例如等待用户输入，那么就会创建另一个OS线程，其余的Goroutine被转移到新的OS线程。所有这些都是由运行时处理的，而我们作为程序员被从这些复杂的细节中抽象出来，并被赋予一个干净的API来处理并发问题。
线程使用通道进行通信。通道的设计可以防止在使用Goroutines访问共享内存时发生竞赛条件。通道可以被认为是一个channels，Goroutines使用它进行通信。我们将在下一个教程中详细讨论channels。

如何启动一个Goroutine？

在函数或方法的调用前加上关键字go，你就会有一个新的Goroutine同时运行。

让我们来创建一个Goroutine :)

package main

import (  
    "fmt"
)

func hello() {  
    fmt.Println("Hello world goroutine")
}
func main() {  
    go hello()
    fmt.Println("main function")
}

在第11行，go hello()启动了一个Goroutine。现在hello()函数将与main()函数一起并发运行。主函数在它自己的Goroutine中运行，它被称为主Goroutine。

运行这个程序，你会有一个惊喜!

这个程序只输出main函数的文本。我们启动的Goroutine发生了什么？我们需要了解Goroutine的两个主要属性来理解为什么会发生这种情况。

当一个新的Goroutine被启动时，Goroutine的调用立即返回。与函数不同，控件不会等待Goroutine执行完毕。控件会立即返回到Goroutine调用后的下一行代码，Goroutine的任何返回值都会被忽略。
主Goroutine应该在运行中，其他Goroutine才能运行。如果主Goroutine终止了，那么程序就会被终止，其他Goroutine就不会运行。

我想现在你应该能够理解为什么我们的Goroutine没有运行了。在调用了第11行的hello()之后，控制权立即返回到主函数的下一行代码，没有等待hello goroutine完成并打印main function。然后main Goroutine终止了，因为没有其他代码可以执行，因此hello Goroutine没有机会运行。

现在我们来解决这个问题。

package main

import (  
    "fmt"
    "time"
)

func hello() {  
    fmt.Println("Hello world goroutine")
}
func main() {  
    go hello()
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Println("main function")
}

在上述程序的第13行，我们调用了时间包的Sleep方法，使正在执行的go程序处于睡眠状态。在这种情况下，main goroutine被睡眠1秒钟。现在对go hello()的调用在主Goroutine终止之前有足够的时间来执行。这个程序首先打印出Hello world goroutine，等待1秒钟，然后打印出main函数。

这种在主Goroutine中使用sleep来等待其他Goroutine完成执行的方式是我们用来理解Goroutine如何工作的一个黑客。通道可以用来阻止主Goroutine，直到所有其他Goroutine完成它们的执行。我们将在下一个教程中讨论通道。

启动多个Goroutine

让我们再写一个启动多个Goroutine的程序来更好地理解Goroutine。

package main

import (  
    "fmt"
    "time"
)

func numbers() {  
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        time.Sleep(250 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%d ", i)
    }
}
func alphabets() {  
    for i := 'a'; i <= 'e'; i++ {
        time.Sleep(400 * time.Millisecond)
        fmt.Printf("%c ", i)
    }
}
func main() {  
    go numbers()
    go alphabets()
    time.Sleep(3000 * time.Millisecond)
    fmt.Println("main terminated")
}

上述程序在第21行和第22行启动了两个Goroutine。这两个Goroutine现在同时运行。numbers Goroutine最初睡眠250毫秒，然后打印1，然后再次睡眠并打印2，同样的循环发生，直到它打印5。同样地，alphabets Goroutine打印从a到e的字母，每次执行有400毫秒的睡眠时间。main Goroutine启动了numbers 和alphabets Goroutine，睡眠时间为3000毫秒，然后终止。

这个程序的输出:

1	1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated

下面的图片描述了这个程序如何工作。请在新的标签页中打开图片，以获得更好的视觉效果 :)

Goroutines-explained

图片的第一部分用蓝色表示numbers Goroutine，第二部分用栗色表示alphabets Goroutine，第三部分用绿色表示main Goroutine，最后一部分用黑色表示合并上述三部分，向我们展示了程序的工作原理。每个方框顶部的0毫秒、250毫秒等字符串代表了以毫秒为单位的时间，每个方框底部的输出表示为1、2、3，等等。蓝色方框告诉我们，250 ms后打印1，500 ms后打印2，以此类推。最后一个黑框的底部有数值1 a 2 3 b 4 c 5 d e main terminated，这也是程序的输出。这张图是不言自明的，你将能够理解这个程序的工作原理。

这就是Goroutines的内容了。祝你有一个愉快的一天。