go笔记之——goroutine

goroutine底层实现原理！！！！！！！！！！！！！

概念

Goroutine可以理解为一种Go语言的协程（轻量级线程)，是Go支持高并发的基础，属于用户态的线程，由Goruntime管理而不是操作系统。

底层数据结构存储了非常多的上下文：

底层数据结构：

最终是一个runtime.g对象放入了队列

状态流转：

状态轮转图

1.创建

通过go关键字调用底层函数runtime.newproc()创建一个goroutine当调用该函数之后goroutine会被设置成runnable状态

func main( ) {
    
go func() {
    
fmt.Println("func routine"")
}()
fmt.Println("main goroutine")
}

创建好的这个goroutine会新建一个自己的栈空间，同时在G的sched中维护栈地址与程序计数器这些信息。每个G在被创建之后，都会被优先放入到本地队列中，如果本地队列已经满了，就会被放入到全局队列中。

2.运行

goroutine本身只是一个数据结构，真正让goroutine运行起来的是调度器。Go实现了一个用户态的调度器(GMP模型)，这个调度器充分利用现代计算机的多核特性，同时让多个goroutine运行，同时goroutine设计的很轻量级，调度和上下文切换的代价都比较小。

3.调度时机

调度时机

新起一个协程和协程执行完毕

会阻塞的系统调用，比如文件io、网络io. channel、mutex等阻塞操作

time.sleep

垃圾回收之后主动调用runtime.Gosched()·运行过久或系统调用过久等等

先本地g执行，执行完全局拿（每次全局拿记得上锁，防止被多次拿），全局拿玩就去其他本地队列偷，每次偷一半（下取整），如果没得偷的了就自旋，每次最多有设定好的个数自旋等待新的任务，防止cpu浪费资源

4.阻塞

channel的读写操作、等待锁、等待网络数据、系统调用等都有可能发生阻塞，会调用底层函
数runtime.gopark()，会让出CPU时间片，让调度器安排其它等待的任务运行，并在下次某个时候从该位置恢复执行。

当调用该函数之后,goroutine会被设置成waiting状态

5.唤醒

处于waiting状态的goroutine，在调用runtime.goready()函数之后会被唤醒，唤醒的goroutine会被重新放到M对应的上下文P对应的runqueue中，等待被调度。

当调用该函数之后，goroutine会被设置成runnable状态

6.退出

当goroutine执行完成后，会调用底层函数runtime.Goexit()。当调用该函数之后，goroutine会被设置成dead 状态

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goroutine和线程的区别

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goroutine泄露场景

泄漏原因
1.Goroutine内进行channel/mutex等读写操作被一直阻塞。
2.Goroutine内的业务逻辑进入死循环，资源一直无法释放。
3.Goroutine内的业务逻辑进入长时间等待，有不断新增的Goroutine进入等待

泄露场景
1.如果输出的goroutines数量是在不断增加的，就说明存在泄漏
2.nil channel，对空channel读写
3.channel如果忘记初始化，那么无论你是读，还是写操作，都会造成阻塞。

1.nil channel

func main() {
    
fmt.Println("before goroutines: ",runtime.NumGoroutine( ) )
block1()
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println("after goroutines: ", runtime.NumGoroutine()
}

func block1() {
    
var ch chan int
for i := 0; i < 10; i++ {
    
go func() {
    
<-ch3}()
}
}

2.接受不发送

channel发送数量草果channel接收数量，造成了阻塞

func block2() {
    
ch := make( chan int)
for i := 0; i < 10; i++ {
    
go func() {
    
ch <- 1}()
}
}

3.只接受不发送

channel接收数量超过了channelf发送的数量，也会造成阻塞

func block3( ) {
    
ch := make(chan int)
for i := 0; i < 10; i++ {
    
go func() {
    
<-ch}()
}
}

4.http request body未关闭

resp.Body.Close(),为被调用，groutine不会退出

5.互斥锁忘记解锁
第一个协程获取sync.Mutex加锁了，但是他可能在处理业务逻辑，又或是忘记Unlock 了。
因此导致后面的协程想加锁，却因锁未释放被阻塞了

func block5() {
    
var mutex sync.Mutex
for i := 0; i < 10; i++ {
    
go func() {
    
mutex.Lpck()}()
}
}

6.sync.WaitGroup原语使用不当

由于wg.Add的数量与wg.Done 数量并不匹配，因此在调用wg.wait方法后一直阻塞等待

func block6() {
    
var wg sync.waitGroup
for i := 0; i < 10; i++ {
    
go func() {
    
wg.Add(2)
wg.Done()
wg.wait()}()
}
}

如何排查

1.单个函数︰调用runtime.NumGoroutine方法来打印执行代码前后Goroutine的运行数量，进行前后比较，就能知道有没有泄露了。

2.生产/测试环境:使用PProf 实时监测Goroutine的数量

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如何查看正在执行的goroutine的数量？

因为go服务一般是在线服务，所以我们引入pprof package

//在程序中引入pprof package

import _ "net/http/pprof"

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如何控制并发的goroutine数量

为什么要控制goroutine并发的数量?

在开发过程中，如果不对goroutine加以控制而进行滥用的话，可能会导致服务整体崩溃。比如耗尽系统资源导致程序崩溃，或者CPU使用率过高导致系统忙不过来。

用什么方法控制goroutine并发的数量?

有缓冲channel利用缓冲满时发送阻塞的特性

有数据才创建！！！！！！！！！！！！这里最多支持三个goroutine