在計算機科學中,通信順序過程(communicating sequential processes,CSP)是一種描述并發系統中交互模式的正式語言,它是并發數學理論家族中的一個成員,被稱為過程算法(process algebras),或者說過程計算(process calculate),是基于消息的通道傳遞的數學理論。
CSP模型是上個世紀七十年代提出的,不同于傳統的多線程通過共享內存來通信,CSP講究的是“以通信的方式來共享內存”。用于描述兩個獨立的并發實體通過共享的通訊 channel(管道)進行通信的并發模型。 CSP中channel是第一類對象,它不關注發送消息的實體,而關注與發送消息時使用的channel。
Golang中 channel是被單獨創建并且可以在進程之間傳遞,它的通信模式類似于`boss-worker`模式的,一個實體通過將消息發送到channel 中,然后又監聽這個 channel 的實體處理,兩個實體之間是匿名的,這個就實現實體中間的解耦,其中 channel 是同步的一個消息被發送到 channel 中,最終是一定要被另外的實體消費掉的,在實現原理上其實類似一個阻塞的消息隊列。
Goroutine 是Golang實際并發執行的實體,它底層是使用協程(coroutine)實現并發,coroutine是一種運行在用戶態的用戶線程,類似于greenthread,go底層選擇使用coroutine的出發點是因為,
它具有以下特點:
* 用戶空間 避免了內核態和用戶態的切換導致的成本.
* 可以由語言和框架層進行調度.
* 更小的棧空間允許創建大量的實例.
Golang中的Goroutine的特性:
Golang內部有三個對象: P對象(processor) 代表上下文(或者可以認為是cpu),M(work thread)代表工作線程,G對象(goroutine).
正常情況下一個CPU對象啟一個工作線程對象,線程去檢查并執行goroutine對象。碰到goroutine對象阻塞的時候,會啟動一個新的工作線程,以充分利用cpu資源。所以有時候線程對象會比處理器對象多很多.
我們用如下圖分別表示P、M、G:
[](https://github.com/KeKe-Li/data-structures-questions/blob/master/src/images/59.jpg)
* G(Goroutine): 我們所說的協程,為用戶級的輕量級線程,每個Goroutine對象中的sched保存著其上下文信息。
* M(Machine): 對OS內核級線程的封裝,數量對應真實的CPU數(真正干活的對象).
* P (Processor): 邏輯處理器,即為G和M的調度對象,用來調度G和M之間的關聯關系,其數量可通過`GOMAXPROCS()`來設置,默認為核心數。
在單核情況下,所有Goroutine運行在同一個線程(M0)中,每一個線程維護一個上下文(P),任何時刻,一個上下文中只有一個Goroutine,其他Goroutine在runqueue中等待。
一個Goroutine運行完自己的時間片后,讓出上下文,自己回到runqueue中(如下圖所示)。
當正在運行的G0阻塞的時候(可以需要IO),會再創建一個線程(M1),P轉到新的線程中去運行。
[](https://github.com/KeKe-Li/data-structures-questions/blob/master/src/images/60.jpg)
當M0返回時,它會嘗試從其他線程中“偷”一個上下文過來,如果沒有偷到,會把Goroutine放到`Global runqueue`中去,然后把自己放入線程緩存中。
上下文會定時檢查`Global runqueue`。
Golang是為并發而生的語言,Go語言是為數不多的在語言層面實現并發的語言;也正是Go語言的并發特性,吸引了全球無數的開發者。
Golang的CSP并發模型,是通過Goroutine和Channel來實現的。
Goroutine 是Go語言中并發的執行單位。有點抽象,其實就是和傳統概念上的”線程“類似,可以理解為”線程“。Channel是Go語言中各個并發結構體(Goroutine)之前的通信機制。通常Channel,是各個Goroutine之間通信的”管道“,有點類似于Linux中的管道。
通信機制channel也很方便,傳數據用`channel <- data`,取數據用`<-channel`。
在通信過程中,傳數據`channel <- data`和取數據`<-channel`必然會成對出現,因為這邊傳,那邊取,兩個goroutine之間才會實現通信。而且不管是傳還是取,肯定阻塞,直到另外的goroutine傳或者取為止。因此GPM的簡要概括即為:事件循環,線程池,工作隊列。
- Golang基礎
- Go中new與make的區別
- Golang中除了加Mutex鎖以外還有哪些方式安全讀寫共享變量
- 無緩沖Chan的發送和接收是否同步
- Golang并發機制以及它所使用的CSP并發模型.
- Golang中常用的并發模型
- Go中對nil的Slice和空Slice的處理是一致的嗎
- 協程和線程和進程的區別
- Golang的內存模型中為什么小對象多了會造成GC壓力
- Go中數據競爭問題怎么解決
- 什么是channel,為什么它可以做到線程安全
- Golang垃圾回收算法
- GC的觸發條件
- Go的GPM如何調度
- 并發編程概念是什么
- Go語言的棧空間管理是怎么樣的
- Goroutine和Channel的作用分別是什么
- 怎么查看Goroutine的數量
- Go中的鎖有哪些
- 怎么限制Goroutine的數量
- Channel是同步的還是異步的
- Goroutine和線程的區別
- Go的Struct能不能比較
- Go的defer原理是什么
- Go的select可以用于什么
- Context包的用途是什么
- Go主協程如何等其余協程完再操作
- Go的Slice如何擴容
- Go中的map如何實現順序讀取
- Go中CAS是怎么回事
- Go中的逃逸分析是什么
- Go值接收者和指針接收者的區別
- Go的對象在內存中是怎樣分配的
- 棧的內存是怎么分配的
- 堆內存管理怎么分配的
- 在Go函數中為什么會發生內存泄露
- G0的作用
- Go中的鎖如何實現
- Go中的channel的實現
- 棧的內存是怎么分配的2
- 堆內存管理怎么分配的2
- Go中的map的實現
- Go中的http包的實現原理
- Goroutine發生了泄漏如何檢測
- Go函數返回局部變量的指針是否安全
- Go中兩個Nil可能不相等嗎
- Goroutine和KernelThread之間是什么關系
- 為何GPM調度要有P
- 如何在goroutine執行一半就退出協程
- Mysql基礎
- Mysql索引用的是什么算法
- Mysql事務的基本要素
- Mysql的存儲引擎
- Mysql事務隔離級別
- Mysql高可用方案有哪些
- Mysql中utf8和utf8mb4區別
- Mysql中樂觀鎖和悲觀鎖區別
- Mysql索引主要是哪些
- Mysql聯合索引最左匹配原則
- 聚簇索引和非聚簇索引區別
- 如何查詢一個字段是否命中了索引
- Mysql中查詢數據什么情況下不會命中索引
- Mysql中的MVCC是什么
- Mvcc和Redolog和Undolog以及Binlog有什么不同
- Mysql讀寫分離以及主從同步
- InnoDB的關鍵特性
- Mysql如何保證一致性和持久性
- 為什么選擇B+樹作為索引結構
- InnoDB的行鎖模式
- 哈希(hash)比樹(tree)更快,索引結構為什么要設計成樹型
- 為什么索引的key長度不能太長
- Mysql的數據如何恢復到任意時間點
- Mysql為什么加了索引可以加快查詢
- Explain命令有什么用
- Redis基礎
- Redis的數據結構及使用場景
- Redis持久化的幾種方式
- Redis的LRU具體實現
- 單線程的Redis為什么快
- Redis的數據過期策略
- 如何解決Redis緩存雪崩問題
- 如何解決Redis緩存穿透問題
- Redis并發競爭key如何解決
- Redis的主從模式和哨兵模式和集群模式區別
- Redis有序集合zset底層怎么實現的
- 跳表的查詢過程是怎么樣的,查詢和插入的時間復雜度
- 網絡協議基礎
- TCP和UDP有什么區別
- TCP中三次握手和四次揮手
- TCP的LISTEN狀態是什么
- 常見的HTTP狀態碼有哪些
- 301和302有什么區別
- 504和500有什么區別
- HTTPS和HTTP有什么區別
- Quic有什么優點相比Http2
- Grpc的優缺點
- Get和Post區別
- Unicode和ASCII以及Utf8的區別
- Cookie與Session異同
- Client如何實現長連接
- Http1和Http2和Grpc之間的區別是什么
- Tcp中的拆包和粘包是怎么回事
- TFO的原理是什么
- TIME_WAIT的作用
- 網絡的性能指標有哪些