goroutine基础
一、goroutine是什么？
是go里的一种轻量级线程-协程
1、相对线程，协程的优势在于它非常轻量级，进行上下文切换的代价非常小
2、相对于一个goroutine，每个结构中有一个sched的属性就是用来保存它上下文的，这样，goroutine就可以很轻易的来回切换
3、由于其上下文切换在用户态下发生，根本不必进入内核态，所以速度很快。而且只有当前goroutine的pc,sp等少量信息需要保存
4、在go语言中，每一个并发的执行单元为一个goroutine
go语言中的goroutine并发，采用的是CSP（communicating sequential processes）并发模型，讲究的是以通讯的方式来进行数据共享，是通过goroutine配合channel的方式来实现的。
二、既然它是比线程还小的粒度，那么它与线程有什么关系？
go语言的线程模型就是一种特殊的两级线程模型，如下图所示：
两级线程模型的实现非常复杂，和内核级线程模型类似，一个进程中可以对应多个内核级线程，但是进程中的线程不和内核线程一一对应；这种线程模型会先创建多个内核级线程，然后用自身的用户级线程去对应创建的多个内核级线程，自身的用户级线程需要本身去调度，内核级的线程交给操作系统内核去调度
三、goroutine的调度策略
1、介绍一下go线程实现的MPG模型：
S（Sched）：这就是调度器，它维护有存储M和G的队列以及调度器的一些状态信息等
M（Machine）：一个M直接关联了一个内核线程
P（Processor）：代表了M所需要的上下文环境，也是处理用户级代码逻辑的处理器
G（goroutine）：其本质上也是一种轻量级的线程
它们的关系如下：
对上图进行阐述：
（1）一个M 会关联两个东西，一个是内核线程，一个是可执行的进程
（2）一个上下文P会有两类Goroutine，一类是正在运行的，图中的蓝色G；一类是正在排队的，图中灰色的G，这个会存储在该进程中的runquenue里面
（3）这里的上下文P的数量也表示的是Goroutine运行的数量，一般设置为几个，机器中就会并发运行几个，当然这里的P的是可以设置的，通过环境变量GOMAXPROCS的值，或者通过运行时调用函数runtime.GOMAXPROCS（）进行设置，最大值是256
四、go的并发是如何调度的这一话题，需要我们将Goroutine的几种场景（创建、销毁和运行）做拆分
1、在执行go语句之前，先看一下程序都做了哪些准备，也就是程序的初始化启动流程是什么样的？
上面的代码，有三个点非常关键，分别是runtime.schedinit，runtime.main，runtime.mstart
（1）runtime.schedinit：这一步是调度器的初始化操作，它会设置GOMAXPROCS的大小，这里的大小不能超过它的上限256，并创建设置好对应数量的P，当然这些P都处于闲置状态；然后，将这些创建好的P都存放到sched中pidle所关联的闲置列表中。
（2）程序会继续执行runtime.newproc来创建程序的第一个goroutine，而这个goroutine会执行runtime.main也就是我们看到的main函数，在这之后main会主动创建一个内核线程M，这个M只用来做系统监控用，这个内核线程与程序中goroutinue的调度有关系。
（3）在runtime.mstart之后，程序就开始执行了，如果后续需要创建goroutine，就会调用go语句来创建。
2、goroutine创建流程是什么样子的？
在调用go func()的时候，会调用runtime.newproc来创建一个goroutine，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（备注：这些数据在goroutine被调度的时候会被用到。准确的说该goroutine在放弃cpu之后，下一次在重新获取cpu的时候，这些信息会被重新加载到cpu的寄存器中。）创建好的这个goroutine会被放到，它所对应的内核线程M所使用的上下文P中的runqueue中。等待调度器来决定何时取出该goroutine并执行，通常调度是按时间顺序被调度的，这个队列是一个先进先出的队列。
3、新建的这些goroutine是如何被调度的呢？
goroutine在创建好了之后，调度器会决定何时执行这个goroutine，这个过程就叫做调度。新建好的goroutine，最开始都会存储在某一个线程M，所关联的上下文P的runqueue中，但是在后续的调度中，有些goroutine因为调用了runtime.gosched，会被放到全局队列中。
线程M的选择过程，按照下面的顺序执行：
（1）从M对应的P中的runqueue中取出goroutine，来执行，没有的话，执行2。
（2）从全局队列里面尝试取出一个goroutine来执行，有的话，执行！没有的话，执行3。
（3）从其他的线程M的P中，偷出一些goroutine来执行，偷失败了，执行4。（备注：这里偷的话，一偷就偷一半，使用的算法叫做work stealing。）
（4）线程M发现无事可做，就去休息了，也就是线程的sleep，它等待被唤醒。
4、运行中的goroutine是怎么停止的呢？一旦被停止了的话，那排队在它后面的goutine该怎么办呢？（讲完了goroutine的调度之后，我们便要考虑一个问题，正在被执行的goroutine何时停止，停止了之后会发生什么？而挂在M对应的P后面的runqueue中的goroutine该怎么办？）
情况1： runtime.park
当调用了runtime·park函数之后，goroutine会被设置成waiting状态，线程M会放弃它自身关联的上下文P，而系统会分配一个新的线程M1来接管这个上下文P，（备注：当然这里面的M1也有可能是本来就创建好的，处于闲置状态中的）。原来的线程M0则会与上下文断开连接，M0因为无事可做，就去sleep了，等待下次被唤醒。如下图所示：channel的读写操作，定时器中，网络poll等都有可能park goroutine。
情况2：runtime.gosched
调用runtime·gosched函数也可以让当前goroutine放弃cpu，这种情况下会将goroutine设置称runnable，放置到全局队列中。备注：这个也就是为什么全局变量的queue里面会有goroutine的原因。
5、goroutine被唤醒之后，会做什么？
goroutine处于waiting状态的话，在调用runtime·ready函数之后，会被唤醒，唤醒的goroutine会被重新放到，M对应的上下文所对应的runqueue中，等待被调度。