go语言基础之并发 go语言为什么可以处理高并发

Go并发编程之美-CAS操作

摘要： 一、前言 go语言类似Java JUC包也提供了一些列用于多线程之间进行同步的措施，比如低级的同步措施有 锁、CAS、原子变量操作类。相比Java来说go提供了独特的基于通道的同步措施。本节我们先来看看go中CAS操作 二、CAS操作 go中的Cas操作与java中类似，都是借用了CPU提供的原子性指令来实现。

go语言类似Java JUC包也提供了一些列用于多线程之间进行同步的措施，比如低级的同步措施有 锁、CAS、原子变量操作类。相比Java来说go提供了独特的基于通道的同步措施。本节我们先来看看go中CAS操作

go中的Cas操作与java中类似，都是借用了CPU提供的原子性指令来实现。CAS操作修改共享变量时候不需要对共享变量加锁，而是通过类似乐观锁的方式进行检查，本质还是不断的占用CPU 资源换取加锁带来的开销（比如上下文切换开销）。下面一个例子使用CAS来实现计数器

go中CAS操作具有原子性，在解决多线程操作共享变量安全上可以有效的减少使用锁所带来的开销，但是这是使用cpu资源做交换的。

我简单列举了并发编程的大纲，需要详细的私信“555”~~

相关问答

Q1: Go语言——goroutine并发模型

参考：

Goroutine并发调度模型深度解析手撸一个协程池

Golang 的 goroutine 是如何实现的？

Golang - 调度剖析【第二部分】

OS线程初始栈为2MB。Go语言中，每个goroutine采用动态扩容方式，初始2KB，按需增长，最大1G。此外GC会收缩栈空间。

BTW，增长扩容都是有代价的，需要copy数据到新的stack，所以初始2KB可能有些性能问题。

更多关于stack的内容，可以参见大佬的文章。 聊一聊goroutine stack

用户线程的调度以及生命周期管理都是用户层面，Go语言自己实现的，不借助OS系统调用，减少系统资源消耗。

Go语言采用两级线程模型，即用户线程与内核线程KSE（kernel scheduling entity）是M:N的。最终goroutine还是会交给OS线程执行，但是需要一个中介，提供上下文。这就是G-M-P模型

Go调度器有两个不同的运行队列：

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go调度器根据事件进行上下文切换。

调度的目的就是防止M堵塞，空闲，系统进程切换。

详见 Golang - 调度剖析【第二部分】

Linux可以通过epoll实现网络调用，统称网络轮询器N（Net Poller）。

文件IO操作

上面都是防止M堵塞，任务窃取是防止M空闲

每个M都有一个特殊的G，g0。用于执行调度，gc，栈管理等任务，所以g0的栈称为调度栈。g0的栈不会自动增长，不会被gc，来自os线程的栈。

go1.10\src\runtime\proc.go

G没办法自己运行，必须通过M运行

M通过通过调度，执行G

从M挂载P的runq中找到G，执行G

Q2: Golang入门到项目实战 | golang并发变成之通道channel

Go提供了一种称为通道go语言基础之并发的机制，用于在goroutine之间共享数据。当您作为goroutine执行并发活动时，需要在goroutine之间共享资源或数据，通道充当goroutine之间的管道（管道）并提供一种机制来保证同步交换。

根据数据交换的行为，有两种类型的通道go语言基础之并发：无缓冲通道和缓冲通道。无缓冲通道用于执行goroutine之间的同步通信，而缓冲通道用于执行异步通信。无缓冲通道保证在发送和接收发生的瞬间两个goroutine之间的交换。缓冲通道没有这样的保证。

通道由make函数创建，该函数指定chan关键字和通道的元素类型。

这是创建无缓冲和缓冲通道的代码块go语言基础之并发：

语法

使用内置函数make创建无缓冲和缓冲通道。make的第一个参数需要关键字chan，然后是通道允许交换的数据类型。

这是将值发送到通道的代码块需要使用-运算符：

语法

一个包含5个值的缓冲区的字符串类型的goroutine1通道。然后go语言基础之并发我们通过通道发送字符串“Australia”。

这是从通道接收值的代码块：

语法

- 运算符附加到通道变量（goroutine1）的左侧，以接收来自通道的值。

在无缓冲通道中，在接收到任何值之前没有能力保存它。在这种类型的通道中，发送和接收goroutine在任何发送或接收操作完成之前的同一时刻都准备就绪。如果两个goroutine没有在同一时刻准备好，则通道会让执行其各自发送或接收操作的goroutine首先等待。同步是通道上发送和接收之间交互的基础。没有另一个就不可能发生。

在缓冲通道中，有能力在接收到一个或多个值之前保存它们。在这种类型的通道中，不要强制goroutine在同一时刻准备好执行发送和接收。当发送和接收阻塞时也有不同的条件。只有当通道中没有要接收的值时，接收才会阻塞。仅当没有可用缓冲区来放置正在发送的值时，发送才会阻塞。

实例

运行结果

Q3: Go 语言极速入门13 - 实战项目之并发版爬虫

爬取器 fetcher 和解析器 parser 与之前相同，模型类也不变。

注意：

见本小节文末分析。

Q1. 为什么在 scheduler 中每一个将 Request 添加到 chan 的任务都开启一个 Goroutine 来执行？

A：在 Go 语言学习9 - Channel 一节描述过，对于无缓冲的 channel， 如果两个 goroutine 没有同时准备好，通道会导致先执行发送或接收操作的 goroutine 阻塞等待 ，假设使用 s.workerChan - request 而不是 go func() { s.workerChan - request }() ，假设开启了 10 个 Worker Goroutine，这 10 个 goroutine 阻塞在 r := -in 阻塞等待获取 Request 上，假设 seeds 大于 10，例如 11，那么当 Engine 的这个循环执行到底 11 个的时候，将陷入等待

，因为所有的10个 Worker goroutine 此时都可能也处于等待中，即 in chan 没有接收方准备好接收数据，所以 engine 作为发送方也要阻塞等待；那么为什么10个 Worker goroutine 都会处于等待中呢？

因为10个 Worker Goroutine 都处理完了请求，并阻塞在 out - result ，由于 Engine 阻塞在 “将第11个 Request 发送到 in” 上，所以其无法进行后续的死循环去开启 result := -out ，到此为止，相互等待死锁形成！！！Engine 等待 Worker 准备好 r := -in ，而10个 Worker 等待 Engine 的 result := -out 。

当使用 go func() { s.workerChan - request }() 之后，Engine Goroutine 将不再阻塞，死锁等待被打破！！！

Q2. scheduler 方法为何使用指针接收者而不是值接收者？

A：在 Go 语言学习5 - 面向接口 中我们详细的介绍了什么时候使用指针接收者，什么时候使用值接收者，其中最重要的两条就是 “ 1. 如果要改变接收者内部的属性值，必须使用指针接收者，因为值接收者是对接收者副本的操作；2. 如果 struct 内一个方法是指针接收者，那么其全部方法都是用指针接收者 ”，在 scheduler 中，我们要将外界的 in chan 赋值给 scheduler 的 workChann，所以需要改变 workChann 的值，需要使用指针接收者。

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以及你如何组合利用这些模型中的原语去解决问题。学习那些让你在独立且自信的编写与实现任何规模并发系统时所需要用到的技巧和工具。  

Q5: Go CSP并发模型

Gogo语言基础之并发的CSP并发模型

Go实现go语言基础之并发了两种并发形式。第一种是大家普遍认知的：多线程共享内存。其实就是Java或者C++等语言中的多线程开发。另外一种是Go语言特有的go语言基础之并发，也是Go语言推荐的：CSP（communicating sequential processes）并发模型。

CSP 是 Communicating Sequential Process 的简称go语言基础之并发，中文可以叫做通信顺序进程go语言基础之并发，是一种并发编程模型，由 Tony Hoare 于 1977 年提出。简单来说，CSP 模型由并发执行的实体（线程或者进程）所组成，实体之间通过发送消息进行通信，这里发送消息时使用的就是通道，或者叫 channel。CSP 模型的关键是关注 channel，而不关注发送消息的实体。 Go 语言实现了 CSP 部分理论 。

“ 不要以共享内存的方式来通信，相反， 要通过通信来共享内存。”

Go的CSP并发模型，是通过 goroutine和channel 来实现的。

goroutine 是Go语言中并发的执行单位。其实就是协程。

channel是Go语言中各个并发结构体(goroutine)之前的通信机制。 通俗的讲，就是各个goroutine之间通信的”管道“，有点类似于Linux中的管道。

Channel

Goroutine

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