Golang学习笔记：当关键字“go”遇上“runtime”

写在前面

昨天，有人拿着下面这段代码，问题我结果为什么不是10个10？

当然，这道题的结果，我相信很大一部分人都会弄错。 所以，我希望做错的人都能静下心来看完本人的分析！运行看结果

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go println(i)
    }
    runtime.Gosched()
    time.Sleep(time.Second)
}

从源码入手

此例中 “runtime” 的问题暂且不详说，后面会再来分析，但是，必需要明白的是 runtime. GOMAXPROCS(1) 强行指定了只创建一个 “P” 来处理并发，这使得例子中的 10 个 goroutine 会是串行的。接下来，我们就来一点一点剖析关键字 “go”！

知其然，知其所以然

问我问题的人，其实也知道要小心的处理 for 循环中变量，但是他却不了解哪种情况下的变量才是要真正小心行事的。我相信还有很多人会把例子和下面的代码理解混了：运行看结果

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func() {
            println(i)
        }()
    }
    runtime.Gosched()
    time.Sleep(time.Second)
}

> 结果显示：10个10

仔细对比上述的两段代码，会发现区别仅仅是 “go” 关键字后的函数有区别而已。那么这一点小区别，为什么会带来这么大的区别呢？我们都知道 “go” 是创建了 goroutine ，但是对于计算机而言，goroutine 只是语言封装的语法糖而已，对于计算机依旧是识别指令及内存里的值而已。那么 goroutine 在被创建后，留给计算机是什么样的内存布局(数据结构)呢？

在 runtime2.go:338 (type g struct) 定义，打开文件后，你会看到有很多的信息，但是，对于我们当前需要理解的是：编译器会把 go 后面的方法和参数打包在 goroutine 里，在上述例子中，关注如下参数：

type g struct {
    ...
    FuncVal*    fnstart;        // goroutine运行的函数
    void*    param;        // 用于传递参数，睡眠时其它goroutine设置param，唤醒时此goroutine可以获取
    ...
}

也就是说，运行到 go 的时候，编译器就已经把 goroutine 需要运行的参数与方法都保存了，对于 demo 1 来说就是保存了 { println, current_i }，而 demo 2 保存的是 { main.func_xxx, nil }，这里读者可能会注意到，第二个并没有把 i 传入到匿名函数中，但是引用的时候并没有发生 panic 。为什么？因为这里有内存逃逸，这也是为什么 demo 2 会输出 10 个 10 的原因，本次不展开细说。只需要记住一点：编译器会把 go 后面跟着的参数与函数都打包成了对象，等待系统调度。

为什么？？

本文说到这，其实只说了小部分，并没有说为什么 demo 1 的结果会与大家想象的差很多。虽说 GOMAXPROCS 为 1 导致所有的 goroutine 变成了串行。可是结果也不是大家想象的 0 ~ 9。为什么？？

其实，go 在把 goroutine 放入队列(go sched 内容会有另外的篇幅来说明)的时候还做了一件很特别的事：proc:4799 (next)，代码内容如下：

if next {
retryNext:
    oldnext := _p_.runnext
    if !_p_.runnext.cas(oldnext, guintptr(unsafe.Pointer(gp))) {
        goto retryNext
    }
    if oldnext == 0 {
        return
    }
    // Kick the old runnext out to the regular run queue.
    gp = oldnext.ptr()
}

这段代码的意思是 go 会把每个 P 所管理的最后一个 goroutine 放入 next 位置。为什么？？

这是 go 设计认为或者是有过测试：如果一个 P 的 goroutine 队列在顺序执行的时候，因为 go sched 会有很多抢占或者调度。那么从被执行的概率上来分析的话，放入一个 next 位置可使得每个 goroutine 的执行概率是相当的。本文不细述！

这个 next 位置也就解释了 demo 1 的结果为什么会是 9 --- 0~8。本文到这已经说明了前面的问题，但是，demo 中出现了

runtime.Gosched()

这一行代码。 如果注释掉结果会怎样？？ 如果把这一行换成 runtime.Goexit() 或者 os.Exit(0) 又会是如何呢？？

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