【Go语言学习系列28】并发编程（一）：goroutine基础_goroutine 40 [gc worker (idle)]-优快云博客

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本文是【Go语言学习系列】的第28篇，当前位于第三阶段（进阶篇）

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📖 文章导读

在本文中，您将了解：

goroutine的概念及其与传统线程的核心区别
Go运行时如何管理和调度goroutine
如何正确创建和使用goroutine
CSP并发模型的基本思想与应用
避免goroutine泄漏和竞态条件的最佳实践
在实际项目中应用goroutine的常见模式

无论您是并发编程新手还是有经验的开发者，本文都将帮助您掌握Go语言最具特色的并发特性，为编写高效可靠的并发程序奠定基础。

Go并发编程模型

并发编程（一）：goroutine基础

并发编程是Go语言最具特色的功能之一，它使得我们能够轻松地编写高效的并发程序。Go语言通过goroutine和channel两大核心机制，为开发者提供了简单而强大的并发编程模型。本文将深入探讨goroutine的基础知识，帮助你掌握Go语言并发编程的基本技能。

一、goroutine概念与特性

goroutine是Go语言并发设计的核心，它是一种轻量级的用户态线程，由Go运行时（runtime）管理。

1.1 goroutine与线程的区别

goroutine与传统线程相比有诸多优势：

极低的创建和切换成本
- goroutine的初始栈大小仅有2KB（Go 1.18后为2KB，此前是8KB）
- 而线程的栈通常是MB级别
动态栈大小
- goroutine的栈大小可以根据需要动态增长和收缩
- 最大可达1GB（64位系统）
高效的调度模型
- Go运行时实现了M:N的调度模型
- 多个goroutine（N）可以在少量系统线程（M）上运行
- 避免了上下文切换的高成本
与线程的数量对比
- 系统可以轻松支持数十万甚至数百万的goroutine同时运行
- 创建同等数量的线程会耗尽系统资源

1.2 goroutine的工作原理

Go运行时负责goroutine的创建、调度和销毁：

┌─────────────────────┐
│     Go 应用程序       │
│  ┌───────┬───────┐  │
│  │ goroutine    │  │
│  │ goroutine    │  │
│  │ ...          │  │
│  └───────┴───────┘  │
└──────────┬──────────┘
           │
┌──────────▼──────────┐
│     Go 运行时        │
│  ┌───────┬───────┐  │
│  │ 调度器 │ GC    │  │
│  └───────┴───────┘  │
└──────────┬──────────┘
           │
┌──────────▼──────────┐
│      操作系统        │
│  ┌───────┬───────┐  │
│  │ 线程   │ 内存   │  │
│  └───────┴───────┘  │
└─────────────────────┘

GMP模型：Go调度器基于GMP模型工作
- G: goroutine，用户级线程
- M: machine，操作系统线程
- P: processor，调度上下文，负责连接M和G

二、启动与调度

在Go中启动goroutine非常简单，只需使用go关键字即可。

2.1 创建goroutine

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func sayHello() {
   
   
    fmt.Println("Hello from goroutine!")
}

func main() {
   
   
    // 启动一个goroutine
    go sayHello()
    
    // 防止主goroutine退出太快
    time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    fmt.Println("Main function finished")
}

在这个例子中：

go sayHello() 启动了一个新的goroutine执行sayHello函数
主函数不会等待goroutine完成，需要通过time.Sleep让主goroutine等待

2.2 传递参数

启动goroutine时可以传递参数：

func printValue(val int) {
   
   
    fmt.Printf("Value: %d\n", val)
}

func main() {
   
   
    for i := 0; i < 5; i++ {
   
   
        // 通过函数参数传值
        go printValue(i)
    }
    time.Sleep(100 * time.Millis