golang ----并发 && 并行
Go 语言的线程是并发机制，不是并行机制。
那么，什么是并发，什么是并行？
并发是不同的代码块交替执行，也就是交替可以做不同的事情。
并行是不同的代码块同时执行，也就是同时可以做不同的事情。
举个生活化场景的例子：
你正在家看书，忽然电话来了，然后你接电话，通话完成后继续看书，这就是并发，看书和接电话交替做。
如果电话来了，你一边看书一遍接电话，这就是并行，看书和接电话一起做。
先看实例
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
)
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(1)
wg := sync.WaitGroup{}
wg.Add(20)
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
fmt.Println("go routine 1 i: ", i)
wg.Done()
}()
}
for i := 0; i < 10; i++ {
go func(i int) {
fmt.Println("go routine 2 i: ", i)
wg.Done()
}(i)
}
wg.Wait()
}
输出：
go routine 2 i: 9 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 1 i: 10 go routine 2 i: 0 go routine 2 i: 1 go routine 2 i: 2 go routine 2 i: 3 go routine 2 i: 4 go routine 2 i: 5 go routine 2 i: 6 go routine 2 i: 7 go routine 2 i: 8
为什么会是这样的结果？
并发不等于并行
golang的核心开发人员Rob Pike专门提到了这个话题(有兴趣可以看这个视频或者看原文PPT)
虽然我们在for循环中使用了go 创建了一个goroutine，我们想当然会认为，每次循环变量时，golang一定会执行这个goroutine，然后输出当时的变量。 这时，我们就陷入了思维定势。 默认并发等于并行。
诚然，通过go创建的goroutine是会并发的执行其中的函数代码。 但一定会按照我们所设想的那样每次循环时执行吗？ 答案是否定的！
Rob Pike专门提到了golang中并发指的是代码结构中的某些函数逻辑上可以同时运行，但物理上未必会同时运行。而并行则指的就是在物理层面也就是使用了不同CPU在执行不同或者相同的任务。
golang的goroutine调度模型决定了，每个goroutine是运行在虚拟CPU中的(也就是我们通过runtime.GOMAXPROCS(1)所设定的虚拟CPU个数)。 虚拟CPU个数未必会和实际CPU个数相吻合。每个goroutine都会被一个特定的P(虚拟CPU)选定维护，而M(物理计算资源)每次回挑选一个有效P，然后执行P中的goroutine。
每个P会将自己所维护的goroutine放到一个G队列中，其中就包括了goroutine堆栈信息，是否可执行信息等等。默认情况下，P的数量与实际物理CPU的数量相等。因此当我们通过循环来创建goroutine时，每个goroutine会被分配到不同的P队列中。而M的数量又不是唯一的，当M随机挑选P时，也就等同随机挑选了goroutine。
在本题中，我们设定了P=1。所以所有的goroutine会被绑定到同一个P中。 如果我们修改runtime.GOMAXPROCS的值，就会看到另外的顺序。 如果我们输出goroutine id，就可以看到随机挑选的效果:
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"strconv"
"strings"
"sync"
)
func main() {
wg := sync.WaitGroup{}
wg.Add(20)
for i := 0; i < 10; i++ {
go func() {
var buf [64]byte
n := runtime.Stack(buf[:], false)
idField := strings.Fields(strings.TrimPrefix(string(buf[:n]), "goroutine "))[0]
id, err := strconv.Atoi(idField)
if err != nil {
panic(fmt.Sprintf("cannot get goroutine id: %v", err))
}
fmt.Printf("go routine 1 : i -- %d id-- %d\n ", i, id)
wg.Done()
}()
}
for i := 0; i < 10; i++ {
go func(i int) {
var buf [64]byte
n := runtime.Stack(buf[:], false)
idField := strings.Fields(strings.TrimPrefix(string(buf[:n]), "goroutine "))[0]
id, err := strconv.Atoi(idField)
if err != nil {
panic(fmt.Sprintf("cannot get goroutine id: %v", err))
}
fmt.Printf("go routine 2 : i -- %d id-- %d \n", i, id)
wg.Done()
}(i)
}
wg.Wait()
}
输出：
go routine 1 : i -- 10 id-- 20 go routine 1 : i -- 10 id-- 19 go routine 1 : i -- 10 id-- 22 go routine 1 : i -- 10 id-- 25 go routine 1 : i -- 10 id-- 28 go routine 2 : i -- 8 id-- 37 go routine 1 : i -- 10 id-- 23 go routine 1 : i -- 10 id-- 21 go routine 2 : i -- 0 id-- 29 go routine 2 : i -- 9 id-- 38 go routine 2 : i -- 1 id-- 30 go routine 2 : i -- 5 id-- 34 go routine 2 : i -- 2 id-- 31 go routine 2 : i -- 6 id-- 35 go routine 2 : i -- 3 id-- 32 go routine 1 : i -- 10 id-- 24 go routine 2 : i -- 7 id-- 36 go routine 1 : i -- 10 id-- 27 go routine 2 : i -- 4 id-- 33 go routine 1 : i -- 10 id-- 26
我们再回到这道题中，虽然在循环中通过go定义了一个goroutine。但我们说到了，并发不等于并行。因此虽然定义了，但此刻不见得就会去执行。需要等待M选择P之后，才能去执行goroutine。 关于golang中goroutine是如何进行调度的(GPM模型)，可以参考Scalable Go Scheduler Design Doc或者LearnConcurrency
这时应该就可以理解为什么会先输出goroutine2然后再输出goroutine1了吧。
下面我们来解释为什么goroutine1中输出的都是10.
goroutine如何绑定变量
在golang的for循环中，golang每次都使用相同的变量实例(也就是题中所使用的i)。 而golang之间是共享环境变量的。
当调度到这个goroutine时，它就直接读取所保存的变量地址，此时就会出现一个问题：goroutine保存的只是变量地址，所以变量是有可能被修改的。
再结合题中的for循环，每次使用的都是同一个变量地址，也就是说i每次都在变化，到循环结束之时，i就变成了10. 而goroutine中保存的也只有i的内存地址而已，所以当goroutine1执行时，毫不犹豫的就把i的内容读了出来，多少呢？ 10！
但为什么goroutine2不是10呢？
反过来看goroutine2，就容易理解了。因为在每次循环中都重新生成了一个新变量，然后每个goroutine保存的是各自新变量的地址。 这些变量相互之间互不干扰，不会被任何人所篡改。因此在输出时，会从0 - 9依次输出。
