Go之gorouting 高并发实现

一：gorouting的必要性

假如设计一个程序1-10000000000000数字之间那些是偶数

①:传统思路上设计一个循环，在循环中判断

②：使用并发或者并行的方法，将判断那些书偶数的任务分配给多个grouting去完成，这样将大大提高速率。

 二：进程与线程

①：进程就是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位；

②：线程是进程的一个执行实例，是程序执行的最小单位，他是比进程更小的能独立运行的基本单位；

③：一个进程可以创建和销毁多个线程，同一个进程中的多个线程可以并发执行；

④：一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程；

⑤：举例说明，在电脑上启动百度云客户端就是启动一个百度云进程，当利用百度云客户端下载一个文件时，就会创建一个下载线程，当下载10个文件时就会创建10个下载线程。

三：并发和并行

①：多线程程序在单核cpu上运行就是并发；

②：多线程程序在多核cpu上运行就是并行；

③：示意图

四：Go协程和Go主线程

 Go主线程(也可以理解为进程)，一个Go线程可以有多个协程。

①：Go协程的特点：有独立的栈空间、共享程序堆空间、调度由用户控制、协程是轻量级的线程

②：原理示意图

五：gorouting使用举例

①：

package main
 
import (
"fmt"
"strconv"
"time"
)
func gr() {
for i := 1; i <= 3; i++{
fmt.Println("hello gr"+strconv.Itoa(i))
time.Sleep(time.Nanosecond)
}
}
 
func main() {
go gr()
for i := 1; i <= 3; i++{
fmt.Println("hello main"+strconv.Itoa(i))
time.Sleep(time.Nanosecond)
}
}
结果
[ `go run gorouting.go` | done ]
hello main1
hello gr1
hello gr2
hello main2
hello main3
hello gr3

 由有代码可知main主线程和gr()协程同时执行

②：主线程与协程原理图

③：总结

主线程是一个物理线程，直接作用在cpu上，是重量级的，非常耗费资源；

协程从主线程开启，是轻量级的线程，是逻辑态。资源耗费较小；

golang的协程机制是重要特点，可以轻松的开启上万个协程，其他语言并发机制一般是基于线程的，开启过多线程会导致资源耗费大。

六：gorouting的MPG的调度模式

①：基本介绍

M：操作系统的主线程(物理线程)

P：协程执行树妖的条件(如是否有足够的cpu资源等等)

G：协程

②：MPG的第一种运行状态

当前有三个M，如果三个M在同一个cpu运行，就是并发，如果在不同cpu运行就是并行；

M1,M2,M3正在执行一个协程G，M1的协程队列有三个协程等待调用执行，M2同M2，M3有两个

由上图可知Go协程是轻量级的线程，是逻辑态，Go可以轻松起上上万协程

其他编程c/java的多线程，往往是内核的，比较重量级，几千个就可能耗光cpu资源

③：MPG的第二种运行状态

M0主线程正在执行G哦协程，另外三个协程在队列等待被执行；

如果G0即正在执行的协程阻塞，如读出数据库等；

这时就会创建M1主线程(也可能是从已有的线程池中取出M1)，并且将在等待的3个协程挂到M1上并开始执行，M0的主线程任然执行G0；

这样的MPG调度模式既可以让G0继续执行，又不会让队列的其他协程一直被阻塞，任然可以并发或并行执行；

等到G0执行完毕，M0会被放到空闲的主线程或继续执行其他协程

七：设置Go的运行cpu数

①：go1.8后，默认程序运行在多个核上。

②：go1.8前，默认只运行在一个核，需要设置才可以更高效的利用cpu

package main
import (
"fmt"
"runtime"
)
func main() {
//获取当前系统cpu的数量
num := runtime.NumCPU()
//设置go运行程序的核实
runtime.GOMAXPROCS(num)
fmt.Println("cpu核数：",num)
}
结果
[ `go run gorouting.go` | done ]
cpu核数： 4