1，前言

1，并行和并发。

• 并行(parallel)：指在同一时刻，有多条指令在多个处理器上同时执行。

• 并发(concurrency)：指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。

• 并行是两个队列同时使用两台咖啡机
• 并发是两个队列交替使用一台咖啡机

你吃饭吃到一半，电话来了，你一直到吃完了以后才去接，这就说明你不支持并发也不支持并行。 你吃饭吃到一半，电话来了，你停了下来接了电话，接完后继续吃饭，这说明你支持并发。 你吃饭吃到一半，电话来了，你一边打电话一边吃饭，这说明你支持并行。

并发的关键是你有处理多个任务的能力，不一定要同时。 并行的关键是你有同时处理多个任务的能力。 所以我认为它们最关键的点就是：是否是**『同时』**。

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2，Go 语言并发的优势。

有人把 Go 比作 21 世纪的 C 语言，第一是因为 Go 语言设计简单，第二，21 世纪最重要的就是并行程序设计，而Go 从语言层面就支持了并发。同时，并发程序的内存管理有时候是非常复杂的，而 Go 语言提供了自动垃圾回收机制。

Go 语言为并发编程而内置的上层 API 基于 CSP(communicating sequential processes, 顺序通信进程)模型。这就意味着显式锁都是可以避免的，因为 Go 语言通过线程安全的通道发送和接受数据以实现同步，这大大地简化了并发程序的编写。

一般情况下，一个普通的桌面计算机跑十几二十个线程就有点负载过大了，但是同样这台机器却可以轻松地让成百上千甚至过万个 goroutine 进行资源竞争。

2，goroutine

1，goroutine 是什么

goroutine 是 Go 并行设计的核心。goroutine 说到底其实就是协程，但是它比线程更小，十几个 goroutine 可能体现在底层就是五六个线程，Go 语言内部帮你实现了这些 goroutine 之间的内存共享。执行 goroutine 只需极少的栈内存(大概是 4~5KB)，当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此，可同时运行成千上万个并发任务。goroutine 比 thread 更易用、更高效、更轻便。

2，创建 goroutine

只需在函数调⽤语句前添加 go 关键字，就可创建并发执⾏单元。开发⼈员无需了解任何执⾏细节，调度器会自动将其安排到合适的系统线程上执行。

在并发编程里，我们通常想讲一个过程切分成几块，然后让每个 goroutine 各自负责一块工作。当一个程序启动时，其主函数即在一个单独的 goroutine 中运行，我们叫它 main goroutine。新的 goroutine 会用 go 语句来创建。

示例：

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func Newtask() {
	for {
		fmt.Println("this is a Newtask")
		time.Sleep(time.Second) //表示延时1s
	}
}

func main() {

	go Newtask() //新建一个协程，一个任务

	for {
		fmt.Println("this is a main goroutine")
		time.Sleep(time.Second) //表示延时1s
	}
}

3，主协程退出，子协程也会退出。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

//如果主协程退出了，其他子协程也会跟着退出
func main() {
	go func() {
		i := 0
		for {
			i++
			fmt.Println("子协程 i = ", i)
			time.Sleep(time.Second)
		}
	}() //别忘了()进行调用

	i := 0
	for {
		i++
		fmt.Println("main i = ", i)
		time.Sleep(time.Second)

		if i == 2 {
			break
		}
	}
}

所以有时候会出现一种情况，就是程序运行之后什么都没有输出，有可能就是子协程还没来得及打印的时候，主协程就已经退出了。要注意这个点。

4，runtime 包。

1，Gosched

runtime.Gosched() 用于让出 CPU 时间片，让出当前 goroutine 的执行权限，调度器安排其他等待的任务运行，并在下次某个时候从该位置恢复执行。

这就像跑接力赛，A 跑了一会碰到代码 runtime.Gosched() 就把接力棒交给 B 了，A 歇着了，B 继续跑。

示例代码：

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	go func() {
		for i := 0; i < 5; i++ {
			fmt.Println("go")
		}
	}()

	for i := 0; i < 2; i++ {
		//表示让出时间片，别的协程执行完成之后，再来执行主协程
		runtime.Gosched()
		fmt.Println("hello")
	}

}

输出结果：

$ go run 4_Gosched的使用.go
go
go
go
go
go
hello
hello

如果不加runtime.Gosched()函数，那么结果会是如下：

$ go run 4_Gosched的使用.go
go
hello
go
hello

2，Goexit。

调用 runtime.Goexit() 将立即终止当前 goroutine 执⾏，调度器确保所有已注册 defer 延迟调用被执行。

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func test() {
	defer fmt.Println("ccc")
	//return //表示终止次函数
	runtime.Goexit() //表示终止所在的协程

	fmt.Println("ddd")
}

func main() {
	//创建新的协程
	go func() {
		fmt.Println("aaa")
		//调用别的函数
		test()
		fmt.Println("bbb")
	}()

	//特地写一个死循环，目的不让主协程结束
	for {

	}
}

3，GOMAXPROCS

调用 runtime.GOMAXPROCS() 用来设置可以并行计算的 CPU 核数的最大值，并返回之前的值。

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	n := runtime.GOMAXPROCS(4) //指定以单核运算
	fmt.Println("n = ", n)

	for {
		go fmt.Print(1)

		fmt.Print(0)
	}

}

在第一次执行(runtime.GOMAXPROCS(1))时，最多同时只能有一个 goroutine 被执行。所以 会打印很多 1。过了一段时间后，GO 调度器会将其置为休眠，并唤醒另一个 goroutine，这时候就开始打印很多 0 了，在打印的时候，goroutine 是被调度到操作系统线程上的。

在第二次执行(runtime.GOMAXPROCS(2))时，我们使用了两个 CPU，所以两个 goroutine 可以一起被执行，以同样的频率交替打印 0 和 1。

4，sync.WaitGroup

还有一种方式是利用 sync 包内的一个方法来实现：

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"sync"
	"time"
)

var wg sync.WaitGroup

func f1(i int) {
	defer wg.Done()		// goroutine结束就登记-1
	time.Sleep(time.Second * time.Duration(rand.Intn(3)))
	fmt.Println(i)
}

func main() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1) //启动一个goroutine就登记+1
		go f1(i)
	}
	wg.Wait()		//等待所有等级的goroutine都结束
}

5，多协程导致资源竞争问题。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

//定义一个打印机，参数为字符串，按每个字符串打印
//打印机属于公共资源
func Printer(str string) {
	for _, data := range str {
		fmt.Printf("%c", data)
		time.Sleep(time.Second)
	}
	fmt.Printf("\n")
}

func person1() {
	Printer("hello")
}
func person2() {
	Printer("world")
}

func main() {
	//新建2个协程，代表2个人，2个人同时使用打印机
	go person1()
	go person2()
	//特地不让主协程结束，创建一个死循环
	for {

	}
}

输出如下结果：

$ go run 7_多任务导致资源竞争问题.go
whoerllldo

exit status 2