go语言协程数量 golang 协程数量

channel使用

【译文】 原文地址

channel是Go语言的一个标志性特性，为go协程之间的数据交互提供一种非常强大的方式，而不需要使用锁机制。

本文将讨论channel的两个重要属性，一个是控制协程间数据发送和接收，以及对channel本身控制。

首先讨论下关闭的channel特性。一旦channel被关闭之后，就不能再继续发送数据给该channel，但是还是可以继续接收channel中的数据。如下所示：

output:

上述例子显示即使ch在for循环之前已经关闭，但还是可以正常的读取缓存中的true值，读完之后ok就会被赋值为false表示channel已经关闭，而且value值为对应channel类型bool的默认零值false。只要不停地从关闭的channel接收，就会无限的返回默认值和false。可以将for循环次数改大点试试即可验证。

通过以上例子可以发现，关闭的channel可以继续接收读取操作，这种特征是有用的。在使用range读取带缓存的channel时就会用到，一旦channel关闭，读取完缓存中数据就会停止接收数据退出。

将前面的例子改为如下：

output:

上面的例子就没有false打出来了。正好是写入channel里面的两个值。

channel与select结合更能发挥出其作用，让我们看一个例子：

上面的例子，因为finish在主协程中发送之后，马上就会在select中接收，并执行done.Done()。主协程wait马上会退出整个程序就结束。但是这里面存在一个问题，如果在select中没有添加finish case的话，主协程就永远发送不了数据到finish这个channel，因为其不带缓存。这里就可以通过将finish改成带缓存的channel，或者可以让select中的finish不会阻塞。

但是出现多个协程都在接收finish通道中的数据的话，就需要发送对应协程数量的值到channel中才能解决上面的问题。但是具体有多少个协程这往往是不好确定的，因为有些协程可能是程序其他部分创建的。一个比较好的选择就是通过使用关闭通道的方法来实现各协程能正常接收并结束。

如下所示：

output：

上面的例子就是使用了关闭的channel可以无限地接收到反馈数据。这样每个协程都能从finish通道中读到关闭信息并执行done.Done()使得主协程wait能退出。并且不需要关注多少个协程数，就能正确的让所有协程读到finish通道信息。

channel的这个特性，可以让程序员无需关注后台具体执行协程个数，确保每个协程都能接收到通道关闭信息，而无需担心死锁问题。

通过上面的例子我们也发现每个协程并不需要从通道中读取对应类型的数据，只需让接收操作能执行就行，让select不被阻塞。所以可以使用空结构体类型，我们可以改成如下：

这里我们只关注通道是否关闭这个信号，而不需要关注通道里面的数据，所以可使用空结构体类型通道。

第二个要讨论的是nil通道：如果定义了一个channel变量没有被初始化，或者被赋值为nil，那么该chennel总是处于阻塞状态。如下所示：

执行结果为：

因为channel为nil无法发送数据，当然也不能接收数据：

这个似乎看起来不是很重要，但是如果你想使用关闭channel来等待多个channel关闭的话，这个特性就有用处了。先看下面的例子：

WaitMany()函数看起来好像是一个等待通道a和b关闭的好方法，但是存在一个问题。假设a通道先关闭，case -a就会变成非阻塞。因为bclosed还是false，程序就会进入到一个死循环当中，导致b通道永远无法确认关闭。

一个安全的方法就是使用nil通道总是阻塞的特点，如下所示：

上面的例子我们在WaitMany函数当中，当a或者b关闭时，case可执行了将对应的通道赋值为nil，让其阻塞这样就可以等待另一个通道关闭。当nil通道是select语句的一部分时，它会被有效地忽略，因此nil通道a会从select中删除它，只留下b，直到它被关闭，退出循环。

总之，closed和nil通道的简单属性对写出优质的go程序是很有用的，可以用来创建高并发程序。

相关问答

Q1: 【golang详解】go语言GMP(GPM)原理和调度

Goroutine调度是一个很复杂go语言协程数量的机制，下面尝试用简单的语言描述一下Goroutine调度机制，想要对其有更深入的go语言协程数量了解可以去研读一下源码。

首先介绍一下GMP什么意思：

G ----------- goroutine: 即Go协程，每个go关键字都会创建一个协程。

M ---------- thread内核级线程，所有的G都要放在M上才能运行。

P ----------- processor处理器，调度G到M上，其维护了一个队列，存储了所有需要它来调度的G。

Goroutine 调度器P和 OS 调度器是通过 M 结合起来的，每个 M 都代表了 1 个内核线程，OS 调度器负责把内核线程分配到 CPU 的核上执行

模型图：

避免频繁的创建、销毁线程，而是对线程的复用。

1）work stealing机制

  当本线程无可运行的G时，尝试从其他线程绑定的P偷取G，而不是销毁线程。

2）hand off机制

  当本线程M0因为G0进行系统调用阻塞时，线程释放绑定的P，把P转移给其他空闲的线程执行。进而某个空闲的M1获取P，继续执行P队列中剩下的G。而M0由于陷入系统调用而进被阻塞，M1接替M0的工作，只要P不空闲，就可以保证充分利用CPU。M1的来源有可能是M的缓存池，也可能是新建的。当G0系统调用结束后，根据M0是否能获取到P，将会将G0做不同的处理：

如果有空闲的P，则获取一个P，继续执行G0。

如果没有空闲的P，则将G0放入全局队列，等待被其他的P调度。然后M0将进入缓存池睡眠。

如下图

GOMAXPROCS设置P的数量，最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行

在Go中一个goroutine最多占用CPU 10ms，防止其他goroutine被饿死。

具体可以去看另一篇文章

【Golang详解】go语言调度机制 抢占式调度

当创建一个新的G之后优先加入本地队列，如果本地队列满了，会将本地队列的G移动到全局队列里面，当M执行work stealing从其他P偷不到G时，它可以从全局G队列获取G。

协程经历过程

go语言协程数量我们创建一个协程 go func()经历过程如下图：

说明：

这里有两个存储G的队列，一个是局部调度器P的本地队列、一个是全局G队列。新创建的G会先保存在P的本地队列中，如果P的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中；处理器本地队列是一个使用数组构成的环形链表，它最多可以存储 256 个待执行任务。

G只能运行在M中，一个M必须持有一个P，M与P是1：1的关系。M会从P的本地队列弹出一个可执行状态的G来执行，如果P的本地队列为空，就会想其他的MP组合偷取一个可执行的G来执行；

一个M调度G执行的过程是一个循环机制；会一直从本地队列或全局队列中获取G

上面说到P的个数默认等于CPU核数，每个M必须持有一个P才可以执行G，一般情况下M的个数会略大于P的个数，这多出来的M将会在G产生系统调用时发挥作用。类似线程池，Go也提供一个M的池子，需要时从池子中获取，用完放回池子，不够用时就再创建一个。

work-stealing调度算法：当M执行完了当前P的本地队列队列里的所有G后，P也不会就这么在那躺尸啥都不干，它会先尝试从全局队列队列寻找G来执行，如果全局队列为空，它会随机挑选另外一个P，从它的队列里中拿走一半的G到自己的队列中执行。

如果一切正常，调度器会以上述的那种方式顺畅地运行，但这个世界没这么美好，总有意外发生，以下分析goroutine在两种例外情况下的行为。

Go runtime会在下面的goroutine被阻塞的情况下运行另外一个goroutine：

用户态阻塞/唤醒

当goroutine因为channel操作或者network I/O而阻塞时（实际上golang已经用netpoller实现了goroutine网络I/O阻塞不会导致M被阻塞，仅阻塞G，这里仅仅是举个栗子），对应的G会被放置到某个wait队列(如channel的waitq)，该G的状态由_Gruning变为_Gwaitting，而M会跳过该G尝试获取并执行下一个G，如果此时没有可运行的G供M运行，那么M将解绑P，并进入sleep状态；当阻塞的G被另一端的G2唤醒时（比如channel的可读/写通知），G被标记为，尝试加入G2所在P的runnext（runnext是线程下一个需要执行的 Goroutine。）， 然后再是P的本地队列和全局队列。

系统调用阻塞

当M执行某一个G时候如果发生了阻塞操作，M会阻塞，如果当前有一些G在执行，调度器会把这个线程M从P中摘除，然后再创建一个新的操作系统的线程(如果有空闲的线程可用就复用空闲线程)来服务于这个P。当M系统调用结束时候，这个G会尝试获取一个空闲的P执行，并放入到这个P的本地队列。如果获取不到P，那么这个线程M变成休眠状态， 加入到空闲线程中，然后这个G会被放入全局队列中。

队列轮转

可见每个P维护着一个包含G的队列，不考虑G进入系统调用或IO操作的情况下，P周期性的将G调度到M中执行，执行一小段时间，将上下文保存下来，然后将G放到队列尾部，然后从队列中重新取出一个G进行调度。

除了每个P维护的G队列以外，还有一个全局的队列，每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行，全局队列中G的来源，主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列，也是为了防止全局队列中的G被饿死。

除了每个P维护的G队列以外，还有一个全局的队列，每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行，全局队列中G的来源，主要有从系统调用中恢复的G。之所以P会周期性地查看全局队列，也是为了防止全局队列中的G被饿死。

M0

M0是启动程序后的编号为0的主线程，这个M对应的实例会在全局变量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0负责执行初始化操作和启动第一个G，在之后M0就和其他的M一样了

G0

G0是每次启动一个M都会第一个创建的goroutine，G0仅用于负责调度G，G0不指向任何可执行的函数，每个M都会有一个自己的G0，在调度或系统调用时会使用G0的栈空间，全局变量的G0是M0的G0

一个G由于调度被中断，此后如何恢复？

中断的时候将寄存器里的栈信息，保存到自己的G对象里面。当再次轮到自己执行时，将自己保存的栈信息复制到寄存器里面，这样就接着上次之后运行了。

我这里只是根据自己的理解进行了简单的介绍，想要详细了解有关GMP的底层原理可以去看Go调度器 G-P-M 模型的设计者的文档或直接看源码

参考： ()

()

Q2: golang4核cpu协程数量

有以下方法：

方法一：使用带有缓冲的channel的特性

直到缓冲区被填满后，写端才会阻塞。

缓冲区被读空，读端才会阻塞。

代码中channel数据结构为什么定义struct？

因为空结构体变量的内存占用大小为0，而bool类型内存占用大小为1，这样可以更加最大化利用我们服务器的内存空间。

方法二：使用sync.WaitGroup

WaitGroup对象内部有一个计数器，最初从0开始，它有三个方法：Add(),Done(),Wait()用来控制计数器的数量。

Q3: golang中最大协程数的限制（线程）

golang中最大协程数go语言协程数量的限制

golang中有最大协程数go语言协程数量的限制吗？如果有的话go语言协程数量，是通过什么参数控制呢？还是通过每个协程占用的资源计算？

通过channel控制协程数的就忽略吧。

以go语言协程数量我的理解，计算机资源肯定是有限的，所以goroutine肯定也是有限制的，单纯的goroutine，一开始每个占用4K内存，所以这里会受到内存使用量的限制，还有goroutine是通过系统线程来执行的，golang默认最大的线程数是10000个。可以通过

来修改。但要注意线程和goroutine不是一一对应关系，理论上内存足够大，而且goroutine不是计算密集型的话，可以开启无限个goroutine。

go语言协程数量的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于golang 协程数量、go语言协程数量的信息别忘了在本站进行查找喔。