協(xié)程與線程
線程在創(chuàng)建、切換、銷毀時候，需要消耗CPU的資源。
協(xié)程就是將一段程序的運行狀態(tài)打包， 可以在線程之間調(diào)度。減少CPU在操作線程的消耗
協(xié)程、線程、進程 這塊網(wǎng)上非常多文章講了，就不多敘述了。
歸納下：
進程用分配內(nèi)存空間
線程用來分配CPU時間
協(xié)程用來精細利用線程
協(xié)程的本質(zhì)是一段包含了運行狀態(tài)的程序 后面介紹后，會對這個概念更好理解
協(xié)程的本質(zhì)
上面講了 ，協(xié)程的本質(zhì)就是 一段程序的運行狀態(tài)的打包：
func Do() {
for i := 1; i <= 1000; i++ {
fmt.Println(i)
time.Sleep(time.Second)
}
}
func main() {
go Do()
select {}
}
例如上面這段代碼，開了一個協(xié)程，然后一直循環(huán)打印。
假設程序都還有很多其他的協(xié)程也在工作，發(fā)現(xiàn)這個協(xié)程工作太久了，系統(tǒng)會進行切換別的協(xié)程，現(xiàn)在這個協(xié)程會放入?yún)f(xié)程隊列中。
問題：要做到這點，協(xié)程需要怎么保存這個執(zhí)行狀態(tài)？
- 需要一個函數(shù)的調(diào)用棧，記錄執(zhí)行了那些函數(shù)，（例子中只有一個，正常情況下會是很多函數(shù)相互調(diào)用） 函數(shù)執(zhí)行完后，還需要回到上層函數(shù)，所以要保存函數(shù)棧信息。
- 需要記錄當前執(zhí)行到了 那行代碼，不能把多執(zhí)行，也不能少執(zhí)行那句代碼，不然程序會不可控。
- 需要一個空間，存儲整個協(xié)程的數(shù)據(jù)，例如變量的值等。
協(xié)程的底層定義
在runtime的runtim2.go中
type g struct {
// 只留了少量幾個，里面有非常多的字段。
stack stack // 調(diào)用棧
m *m // 協(xié)程關聯(lián)了一個m （GMP）
sched gobuf // 協(xié)程的現(xiàn)場
goid uint64 // 協(xié)程的編號
atomicstatus atomic.Uint32 // 協(xié)程的狀態(tài)
}
type gobuf struct {
sp uintptr // 當前調(diào)用的函數(shù)
pc uintptr // 執(zhí)行語句的指針
g guintptr
ctxt unsafe.Pointer
ret uintptr
lr uintptr
bp uintptr // for framepointer-enabled architectures
}
// 棧的定義
type stack struct {
lo uintptr // 低地址
hi uintptr // 高地址
}
整體下：
假如有這么一段代碼：
func do3() {
fmt.Println("dododo")
}
func do2() {
do3()
}
func do1() {
do2()
}
func main() {
go do1()
time.Sleep(time.Hour)
}
在do2斷點：
能看到下方的調(diào)用棧中，會自動插入一個 goexit 在棧頭。
小結(jié)下，整體的結(jié)構(gòu)如下：
總結(jié)：
runtime 中，協(xié)程的本質(zhì)是一個g 結(jié)構(gòu)體
stack：堆棧地址
gobuf：目前程序運行現(xiàn)場
atomicstatus： 協(xié)程狀態(tài)
線程的底層 m
操作系統(tǒng)的線程是由操作系統(tǒng)管理，這里的m只是記錄線程的信息。
截取部分代碼：
type m struct {
g0 *g // goroutine with scheduling stack
id int64 // id號
morebuf gobuf // gobuf arg to morestack
curg *g // 當前運行的g
p puintptr // attached p for executing go code (nil if not executing go code)
mOS // 系統(tǒng)線程信息
}
go 是go程序啟動創(chuàng)建的第一個協(xié)程，用來操控調(diào)度器的，第二個是主協(xié)程，可以看下 go啟動那篇
小結(jié)：
runtime 中將操作系統(tǒng)線程抽象為 m結(jié)構(gòu)體
g0：g0協(xié)程，操作調(diào)度器
curg:current g，目前線程運行的g
mOs：操作系統(tǒng)線程信息
如何工作
協(xié)程究竟是如何在 線程中工作的 ？
先講總結(jié)，然后跟著總結(jié)往下看：
這是單個線程的循環(huán)，沒有P的存在。
1. schedule() 是線程獲取 協(xié)程的入口方法
線程通過執(zhí)行 g0協(xié)程棧，獲取 待執(zhí)行的 協(xié)程
也就是意味著，每次線程執(zhí)行 這個schedule方法，就意味著會切換一個 協(xié)程。
這個結(jié)論很重要，后面 協(xié)程調(diào)度時候，會大量看到調(diào)用這個方法。
在runtime的 proc.go下面能看到這個方法，這里只留了兩行代碼，
只和目前邏輯相關的，這個方法后面還要多次讀
func schedule() {
gp, inheritTime, tryWakeP := findRunnable() // blocks until work is available
execute(gp, inheritTime)
}
這里的gp就是 待執(zhí)行的g
可以和上面的圖對上，這里去 `Runnable` 找一個協(xié)程。然后，調(diào)用 `execute` 方法。
至于怎么去找的，知道GMP的肯定都知道，這個后面聊。
也只有部分代碼，和這里業(yè)務相關的
func execute(gp *g, inheritTime bool) {
mp := getg().m //獲取m，線程的抽象
mp.curg = gp // 還記得 m的定義 里面有個 當前的 g 在這里賦值了
gp.m = mp // g的定義也有個 m，這里也賦值了
gogo(&gp.sched)
}
到gogo
func gogo(buf *gobuf) // 只有定義，說明是匯編實現(xiàn)的，而且是平臺相關的
// func gogo(buf *gobuf)
// 這里把 g的gobuf傳過去了，gobuf 存著 sp 和 pc ，當前的執(zhí)行函數(shù)，和執(zhí)行語句
// 到這里就基本對應上了
// restore state from Gobuf; longjmp
TEXT runtime·gogo(SB), NOSPLIT, $0-8
MOVQ buf+0(FP), BX // gobuf
MOVQ gobuf_g(BX), DX
MOVQ 0(DX), CX // make sure g != nil
JMP gogo<>(SB)
// 插入了 goexit的棧針 然后開始運行業(yè)務
TEXT gogo<>(SB), NOSPLIT, $0
get_tls(CX)
MOVQ DX, g(CX)
MOVQ DX, R14 // set the g register
MOVQ gobuf_sp(BX), SP // restore SP 插入了 goexit的棧針
MOVQ gobuf_ret(BX), AX
MOVQ gobuf_ctxt(BX), DX
MOVQ gobuf_bp(BX), BP
MOVQ $0, gobuf_sp(BX) // clear to help garbage collector
MOVQ $0, gobuf_ret(BX)
MOVQ $0, gobuf_ctxt(BX)
MOVQ $0, gobuf_bp(BX)
MOVQ gobuf_pc(BX), BX
JMP BX
在運行業(yè)務之前 jmp bx，都還在 g0的協(xié)程棧上。
目前，已經(jīng)把開始執(zhí)行，到執(zhí)行都整理了一遍，但是，沒有講 goexit 插入 到底有什么作用？
經(jīng)驗豐富的伙伴大致能猜到， 當執(zhí)行完了協(xié)程的任務后，需要回到
schedule方法中, 線程重新去執(zhí)行別的協(xié)程，這就是goexit的作用
goexit
匯編實現(xiàn)
TEXT runtime·goexit(SB),NOSPLIT|TOPFRAME,$0-0
BYTE $0x90 // NOP
CALL runtime·goexit1(SB) // 去調(diào)用 goexit1 這個方法
// Finishes execution of the current goroutine.
func goexit1() {
mcall(goexit0) // 通過mcall 調(diào)用goexit0
}
// mcall switches from the g to the g0 stack and invokes fn(g),
// 切換到 g0 棧
func mcall(fn func(*g))
就是只，上面的都是在 業(yè)務協(xié)程中，運行的，到這里，開始使用 g0棧去運行，goexit0
// goexit continuation on g0.
func goexit0(gp *g) {
mp := getg().m
pp := mp.p.ptr()
casgstatus(gp, _Grunning, _Gdead)
gcController.addScannableStack(pp, -int64(gp.stack.hi-gp.stack.lo))
if isSystemGoroutine(gp, false) {
sched.ngsys.Add(-1)
}
gp.m = nil
locked := gp.lockedm != 0
gp.lockedm = 0
mp.lockedg = 0
gp.preemptStop = false
gp.paniconfault = false
gp._defer = nil // should be true already but just in case.
gp._panic = nil // non-nil for Goexit during panic. points at stack-allocated data.
gp.writebuf = nil
gp.waitreason = waitReasonZero
gp.param = nil
gp.labels = nil
gp.timer = nil
schedule()
}
// 對結(jié)束的g進行了一些置0的工作，然后調(diào)用了 schedule()
schedule()意味著 為現(xiàn)在的線程，切換協(xié)程。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-747829.html
到此，和上面的圖都對應上了。但是目前還是單線程，多線程時候，是如何工作了，下篇再聊。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-747829.html
到了這里，關于go協(xié)程、線程的本質(zhì)，如何協(xié)調(diào)運作的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
