Detaillierte Analyse des Coroutine-Planungsmodells von Golang-Funktionen

Golang (auch bekannt als Go-Sprache) ist eine auf der C-Sprache basierende Programmiersprache, die in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat und von Entwicklern häufig verwendet wird. Das Designziel von Golang besteht darin, die Lesbarkeit, Wartbarkeit, Parallelität und Leistung des Codes zu verbessern. Unter ihnen ist die Parallelität von Golang eines der größten Highlights. Es verwendet das Goroutine-Computing-Modell. In diesem Artikel wird eine detaillierte Analyse des Coroutine-Planungsmodells in Golang durchgeführt.

1. Einführung in Goroutine

In der Golang-Sprache sind Coroutinen leichte Threads, die im selben Adressraum ausgeführt werden und Daten im selben Prozess teilen können. Golangs Coroutine heißt Goroutine und wird von der Laufzeitumgebung der Go-Sprache verwaltet. Sie kann in sehr kurzer Zeit eine große Anzahl von Coroutinen erstellen und die Ausführung der Coroutinen automatisch planen.

2. Erstellung und Zerstörung von Goroutine

In der Golang-Sprache können Sie eine neue Coroutine über das Schlüsselwort go erstellen und die Ausführung einer Funktion starten:

go func () {
    // do something
}()

In diesem Beispiel wird eine neue Coroutine über das Schlüsselwort go gestartet der anonymen Funktion (func(){}) wird die Ausführung dieser Funktion in einer neuen Coroutine durchgeführt. In Golang wird die Anzahl der Coroutinen von der Laufzeitumgebung verwaltet, was bedeutet, dass wir eine Coroutine nicht manuell erstellen oder zerstören müssen. Wenn eine Coroutine die Ausführung abschließt, wird sie von der Laufzeitumgebung automatisch zerstört. func(){}）的执行，该函数的执行将在一个新的协程中进行。在Golang中，协程的数量由运行时环境进行管理，这意味着我们不需要手动创建或销毁一个协程。当一个协程执行完成时，运行时环境会自动将其销毁。

三、Goroutine的调度模型

Golang的协程采用了M:N的调度模型。其中M表示操作系统的物理线程，N表示Goroutine的数量。M:N模型中的M线程通过调度器（scheduler）协调N个Goroutine的执行。Golang的运行时环境会根据系统的实际情况创建足够的M线程，以确保可以在不同的处理器上并发执行多个协程。这也就是说，Golang的协程可以实现真正的并发，而不是在不同的时间片间隔内交替运行。

Golang的调度器有三种类型：系统调度器（system scheduler）、用户级别调度器（user-level scheduler）和网络调度器（network scheduler）。其中系统调度器是Golang运行时环境的一部分，它负责将协程分配给M线程，并负责管理系统级别的调度。用户级别调度器运行于用户代码的上下文中，负责在一段时间内轮流执行不同的Goroutine。网络调度器用于处理I/O操作，它会将I/O操作转移到一个专用的M线程上，从而不会在其他协程的执行中影响I/O的处理。

在Goroutine的调度模型中，Golang会在用户代码执行时进行抢占式调度（preemptive scheduling）。这意味着Golang的调度器会在某个时刻强制停止正在执行的Goroutine，并让另一个等待执行的Goroutine运行。这种调度模式可以保证公平性，从而避免某个协程一直占用CPU资源。

四、Goroutine的阻塞和唤醒

在Golang中，协程可以通过chan（channel）来进行通信。chan是一种可以在不同协程间进行通信的数据结构，它可以使一个协程阻塞，直到另一个协程向该chan发送一个消息（通过<-符号实现）或者接收消息（通过chanName := <-chan

3. Goroutines Planungsmodell

Golangs Coroutine übernimmt das M:N-Planungsmodell. Dabei steht M für den physischen Thread des Betriebssystems und N für die Anzahl der Goroutinen. Der M-Thread im M:N-Modell koordiniert die Ausführung von N Goroutinen über den Scheduler. Die Laufzeitumgebung von Golang erstellt basierend auf der tatsächlichen Situation des Systems genügend M-Threads, um sicherzustellen, dass mehrere Coroutinen gleichzeitig auf verschiedenen Prozessoren ausgeführt werden können. Dies bedeutet, dass die Coroutinen von Golang echte Parallelität erreichen können, anstatt abwechselnd in unterschiedlichen Zeitintervallen ausgeführt zu werden.

Golang verfügt über drei Arten von Planern: Systemplaner, Planer auf Benutzerebene und Netzwerkplaner. Der Systemplaner ist Teil der Golang-Laufzeitumgebung. Er ist für die Zuweisung von Coroutinen an M-Threads und die Verwaltung der Planung auf Systemebene verantwortlich. Der Scheduler auf Benutzerebene wird im Kontext des Benutzercodes ausgeführt und ist dafür verantwortlich, innerhalb eines bestimmten Zeitraums nacheinander verschiedene Goroutinen auszuführen. Der Netzwerkplaner wird zur Verarbeitung von E/A-Vorgängen verwendet. Er überträgt die E/A-Vorgänge an einen dedizierten M-Thread, sodass er die E/A-Verarbeitung bei der Ausführung anderer Coroutinen nicht beeinträchtigt. 🎜🎜Im Goroutine-Planungsmodell führt Golang eine präventive Planung durch, wenn Benutzercode ausgeführt wird. Das bedeutet, dass der Golang-Scheduler irgendwann die ausgeführte Goroutine zwangsweise stoppt und eine andere Goroutine laufen lässt, die auf die Ausführung wartet. Dieser Planungsmodus kann Fairness gewährleisten und verhindern, dass eine bestimmte Coroutine ständig CPU-Ressourcen belegt. 🎜🎜4. Goroutinen blockieren und aufwachen🎜🎜In Golang können Coroutinen über Chan (Kanal) kommunizieren. chan ist eine Datenstruktur, die zwischen verschiedenen Coroutinen kommunizieren kann. Sie kann eine Coroutine blockieren, bis eine andere Coroutine eine Nachricht an den Chan sendet (implementiert durch das Symbol <-) oder Nachrichten empfangen (in Form von chanName := <-chan). Wenn eine Coroutine auf Chan blockiert ist, stoppt Golangs Scheduler die Ausführung der Coroutine und überträgt sie in die aufweckbare Warteschlange. Wenn der Coroutine-Empfangskanal die Nachricht empfängt und die Ausführung fortsetzt, durchläuft der Golang-Scheduler die aufweckbare Warteschlange, um die Coroutine abzurufen und sie in der Ausführungswarteschlange wiederherzustellen. 🎜🎜5. Zusammenfassung🎜🎜Golangs Coroutine ist eines seiner größten Highlights. Es übernimmt das M:N-Planungsmodell, das in realen Parallelitätsszenarien eine sehr gute Leistung erzielen kann. Gleichzeitig müssen Sie bei der Verwendung von Coroutinen auch auf die Kommunikationsmethoden zwischen Coroutinen und den Mechanismus zum Blockieren des Aufweckens achten. Bei der Verwendung von Coroutinen müssen Probleme wie Deadlock und Hunger vermieden werden. Daher müssen Sie bei der Verwendung von Golang-Coroutinen den dahinter stehenden Planungsmechanismus vollständig verstehen, um die Stabilität und Leistung des Codes sicherzustellen. 🎜

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDetaillierte Analyse des Coroutine-Planungsmodells von Golang-Funktionen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!