# Go 快速入门（三）- goroutine
# 本章学习目标
go语言有着较高的开发效率，提供了海量并行的支持。听说过go语言的小伙伴应该都听说过这些特性。我们已经在前面章节体验到了使用go语言开发的便捷性。这一章节，我们来了解go语言并发利器goroutine。
# 一、什么是goroutine
在了解goroutine之前，我们先简单了解一下进程与线程。
# 1、进程与线程
进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位。
进程有自己的独立地址空间，每启动一个进程，系统就会为它分配地址空间，建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段，这种系统操作非常昂贵。而线程是共享进程中的数据的，使用相同的地址空间，因此CPU切换一个线程的花费远比进程要小很多，同时创建一个线程的开销也比进程要小很多。
直白地讲，进程就是应用程序的启动实例。比如我们运行一个游戏，打开一个软件，就是开启了一个进程。进程拥有代码和打开的文件资源、数据资源、独立的内存空间。线程从属于进程，是程序的实际执行者。一个进程至少包含一个主线程，也可以有更多的子线程。
这儿有一篇能够让大家形象理解进程与线程关系的文章（进程与线程的一个简单解释），更多进程、线程知识大家自行了解啦。
# 2、goroutine就是协程?
我们先来看看什么是协程。
协程（coroutines）是一种协作任务控制机制，是一种比线程更加轻量级的存在。最重要的是，协程不是被操作系统内核所管理，而完全是由程序所控制（也就是在用户态执行）。协程的概念提出时间其实比线程还要早，不过是这几年才被大家熟知。
用生产者/消费者模式举例。创建一个消费者协程，并且在主线程中生产数据，协程中消费数据。当协程执行到需要生产数据地方时会暂停，等到主线程生产数据后，协程才会接到数据继续执行。但是，协程暂停和线程的阻塞是有本质区别的。协程的暂停完全由程序控制，线程的阻塞状态是由操作系统内核来进行切换。
本质上，goroutine 就是协程。 不同的是，go在 runtime、系统调用等多方面对goroutine调度进行了封装和处理，当遇到长时间执行或者进行系统调用时，会主动把当前 goroutine的CPU (P) 转让出去，让其他 goroutine 能被调度并执行，也就是 go 从语言层面支持了协程。
个人理解，goroutine实现了协程（coroutines）这一协作任务控制机制。
# 二、goroutine调度机制
要理解协程的实现,，首先需要了解go中的三个非常重要的概念，它们分别是G、 M和P。这三项是协程最主要的组成部分， 它们在go的源代码中无处不在。
# 1、G (goroutine)
G是goroutine的首字母，goroutine可以解释为受管理的轻量线程，goroutine使用go关键词创建。存储了goroutine的执行stack信息、goroutine状态以及goroutine的任务函数等；
# 2、M (machine)
M是machine的首字母，基本等同于系统线程。M会从运行队列中取出G， 然后运行G， 如果G运行完毕或者进入休眠状态，则从运行队列中取出下一个G运行， 周而复始。
# 3、P (process)
P是process的首字母，代表逻辑处理器。即M运行G所需要的资源。P也可以理解为控制go代码的并行度的机制。P的数量决定了系统内最大可并行的G的数量（前提：系统的物理cpu核数>=P的数量）。
# 4、调度流程
当通过go关键字创建一个新的goroutine的时候，它会优先被放入P的本地队列。为了运行goroutine，M需要持有（绑定）一个P，接着M会启动一个OS线程，循环从P的本地队列里取出一个goroutine并执行。
上面介绍的goroutine调度流程只是简化版流程。work-stealing调度算法、goroutine的阻塞/唤醒、系统调用阻塞、大规模goroutine瓶颈等等问题都是goroutine调度过程中具体问题。欢迎感兴趣的小伙伴们一起来探讨。
# 三、goroutine使用
goroutine是Go并行设计的核心。goroutine说到底其实就是线程，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语言内部帮我们实现了这些goroutine之间的内存共享。执行goroutine只需极少的栈内存。也正因为如此，可同时运行成千上万个并发任务。goroutine比线程更易用、更高效、更轻便。
goroutine是通过go的runtime管理的一个线程管理器。goroutine通过go关键字实现了，其实就是一个普通的函数。
go hello(a, b, c)
通过关键字go就启动了一个goroutine。我们来看一个例子
package main
import (
"fmt"
"runtime"
)
func say(s string) {
for i := 0; i < 5; i++ {
runtime.Gosched() // CPU把时间片让给别人,下次某个时候继续恢复执行该goroutine
fmt.Println(s)
}
}
func main() {
go say("world") // 开一个新的Goroutines执行
say("hello") // 当前Goroutines执行
}
// 以上程序执行后将输出：
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello
我们可以看到go关键字很方便的就实现了并发编程。 上面的多个goroutine运行在同一个进程里面，共享内存数据，不过设计上我们要遵循：不通过共享来通信，而要通过通信来共享。后面章节我们会讲解如何通过通信来共享 。