聊一聊golang的協程

下面由golang教學專欄跟大家介紹聊一聊golang的協程，希望對需要的朋友有幫助！

協程是應用層的執行緒。

應用層是相對於核心層而言，是作業系統的概念，對應的是cpu的運作等級。作業系統的核心程式碼運行的ring0級，應用程式的程式碼運行在ring3級別。核心與應用層的層級設定保證了一些高權限的操作只有核心程式碼能做，應用程式要使用這些功能必須透過呼叫作業系統的API（linux上稱為系統呼叫）來呼叫核心的程式碼。這個呼叫會導致cpu從ring3到ring0的上下文切換，這個切換是耗費一些cpu時間的。

執行緒是作業系統的核心對象，當多執行緒程式設計時，如果執行緒數過多，就會導致頻繁的上下文切換，這些cpu時間是一個額外的耗費。所以在一些高並發的網頁伺服器程式設計中，使用一個執行緒服務一個socket連線是很不明智的。於是作業系統提供了一個基於事件模式的非同步程式設計模型。用少量的線程來服務大量的網路連接和I/O操作。但是採用非同步和基於事件的程式設計模型，複雜化了程式碼的編寫，非常容易出錯。因為線程穿插，也提高排查錯誤的難度。

協程，是在應用層模擬的線程，他避免了上下文切換的額外耗費，並兼顧了多線程的優點。簡化了高並發程序的複雜度。舉個例子，一個高並發的網頁伺服器，每一個socket連接進來，伺服器用一個協程來對他進行服務。代碼非常清晰。而且兼顧了性能。

那麼，協程是怎麼實現的呢？

他和執行緒的原理是一樣的，當a執行緒切換到b執行緒的時候，需要將a執行緒的相關執行進度壓入棧，然後將b執行緒的執行進度出棧，進入b的執行序列。協程只不過是在應用成實現這一點。

但是，協程並不是有作業系統調度的，而且應用程式也沒有能力和權限執行cpu調度。怎麼解決這個問題？

答案是，協程是基於執行緒的。內部實作上，維護了一組資料結構和n個線程，真正的執行還是線程，協程執行的程式碼被丟進一個待執行佇列中，有這n個執行緒從佇列中拉出來執行。這就解決了協程的執行問題。那麼協程是怎麼切換的呢？答案是:golang對各種io函數進行了封裝，這些封裝的函數提供給應用程式使用，而其內部調用了作業系統的非同步io函數，當這些非同步函數返回busy或bloking時，golang利用這個時機將現有的執行序列壓棧，讓執行緒去拉另外一個協程的程式碼來執行，基本原理就是這樣，利用並封裝了作業系統的非同步函數。包括linux的epoll，select和windows的iocp,event等。

由於golang是從編譯器和語言基礎庫多個層面對協程做了實現，所以，golang的協程是目前各類有協程概念的語言中實現的最完整和成熟的。

十萬協程同時運作也毫無壓力。關鍵我們不會這麼寫程式碼。但是總體而言，程式設計師可以在編寫golang的程式碼是，可以更多的關注業務邏輯的實現，更少的在這些關鍵的基礎構件上耗費太多精力。

以上是聊一聊golang的協程的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！