进程和线程
- 进程：进程是程序在操作系统中的一次执行过程，系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
- 线程：线程是进程的一个执行实体，是CPU调度和分派的基本单位，他是比进程更小的能独立执行的基本单位。
- 两者的关系：一个进程可以创建和撤销多个线程，同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
Go语言中的协程
- 协程：独立的栈空间，共享堆空间，调度由用户自己控制，类似于用户级线程。
- 与线程的关系：一个线程可以创建多个协程，协程是轻量级的线程。
Go语言中Goroutine
在java/c++中我们要实现并发编程的时候，我们通常需要自己维护一个线程池，并且需要自己去包装一个又一个的任务，同时需要自己去调度线程执行任务并维护上下文切换，这一切通常会耗费程序员大量的心智。那么能不能有一种机制，程序员只需要定义很多个任务，让系统去帮助我们把这些任务分配到CPU上实现并发执行呢？
Go语言中的goroutine就是这样一种机制，goroutine的概念类似于线程，但 goroutine是由Go的运行时（runtime）调度和管理的。Go程序会智能地将 goroutine 中的任务合理地分配给每个CPU。Go语言之所以被称为现代化的编程语言，就是因为它在语言层面已经内置了调度和上下文切换的机制。
在Go语言编程中你不需要去自己写进程、线程、协程，你的技能包里只有一个技能–goroutine，当你需要让某个任务并发执行的时候，你只需要把这个任务包装成一个函数，开启一个goroutine去执行这个函数就可以了，就是这么简单粗暴。
Go语言中Goroutine的使用
在需要调用的函数的时候前面加上go关键字，就可以为一个函数创建一个goroutine
- 实例代码：
import (
"fmt"
)
func hello(){
fmt.Println("Hello World!")
}
func main() {
go hello()
fmt.Println("hello main")
}
- 运行结果：
这里只打印了main函数里面的内容，却没有打印hello()函数里面的内容。原因在于这里的main作为主函数，也是一个默认的Goroutine,main函数返回的时候就已经结束了，而在main函数中启动的其余goroutine当然没有办法执行。可以通过添加一个time.sleep来获得效果。 - 代码实例：
import (
"fmt"
"time"
)
func hello(){
fmt.Println("Hello World!")
}
func main() {
go hello()
fmt.Println("hello main")
time.Sleep(time.Second)
}
- 运行效果：
这里通过time.sleep暂停了main函数的goroutine执行，使得main的返回延迟，hello（）得以执行。 - 多个goroutine的使用
多个goroutine的使用即可达到Go语言的并发效果。
import (
"fmt"
"sync"
)
var wg sync.WaitGroup
func hello2(i int) {
defer wg.Done()//goroutine结束就登记-1
fmt.Println("Hello goroutine",i)
}
func main() {
for i:=0;i<10;i++ {
wg.Add(1)//启动一个goroutine就登记+1
go hello2(i)
}
wg.Wait()//等到所有的goroutine结束
}
goroutine与线程的主要区别
线程：CPU的调度和分派的基本单位，一个进程中往往会有多个线程。线程基本上不拥有资源而是共享进程的资源，但每一个线程·还是有其辅助线程执行的资源如程序计数器，一组寄存器和栈。线程间的通信主要依靠的是共享内存，上下文切换很快，资源开销比较少。协程：协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制。协程拥有自己的寄存器，上下文切换和栈。协程在调度切换的时，将寄存器上下文和栈保存在其他地方，在切换回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈，直接操作栈则基本没有内核切换的开销，可以不加锁的访问全局变量，所以上下文的切换非常快。
区别：
-
一个线程可以多个协程，一个进程也可以单独拥有多个协程，这样go中则能使用多核CPU。
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线程进程都是同步机制，而协程则是异步
-
协程能保留上一次调用时的状态，每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态
-
OS线程（操作系统线程）一般都有固定的栈内存（通常为2MB）,一个goroutine的栈在其生命周期开始时只有很小的栈（典型情况下2KB），goroutine的栈不是固定的，他可以按需增大和缩小，goroutine的栈大小限制可以达到1GB，虽然极少会用到这个大。所以在Go语言中一次创建十万左右的goroutine也是可以的。
goroutine的调度
GPM是Go语言的运行层面的实现，是Go语言实现的一套协程调度系统。区别于操作系统调度OS线程。
- G代表一个goroutine对象，每次go调用的时候，都会创建一个G
- P管理着一组goroutine队列，P里面会存储当前goroutine运行的上下文环境（函数指针，堆栈地址及地址边界），P会对自己管理的goroutine队列做一些调度（比如把占用CPU时间较长的goroutine暂停，运行后续的goroutine等等）当自己的队列消费完了就去全局队列里取，如果全局队列里也消费完了会去其他P的队列里抢任务。
- M是go运行是对操作系统内核线程的虚拟，M与内核线程一般是一一映射的关系，一个goroutine最终是要放在M上执行的。
- P与M一般也是一一对应的。他们关系是： P管理着一组G挂载在M上运行。当一个G长久阻塞在一个M上时，runtime会新建一个M，阻塞G所在的P会把其他的G 挂载在新建的M上。当旧的G阻塞完成或者认为其已经死掉时 回收旧的M。
- P的个数是通过runtime.GOMAXPROCS设定（最大256），Go1.5版本之后默认为物理线程数。 在并发量大的时候会增加一些P和M，但不会太多，切换太频繁的话得不偿失。
- 单从线程调度讲，Go语言相比起其他语言的优势在于OS线程是由OS内核来调度的，goroutine则是由Go运行时（runtime）自己的调度器调度的，这个调度器使用一个称为m:n调度的技术（复用/调度m个goroutine到n个OS线程）。 其一大特点是goroutine的调度是在用户态下完成的， 不涉及内核态与用户态之间的频繁切换，包括内存的分配与释放，都是在用户态维护着一块大的内存池， 不直接调用系统的malloc函数（除非内存池需要改变），成本比调度OS线程低很多。 另一方面充分利用了多核的硬件资源，近似的把若干goroutine均分在物理线程上， 再加上本身goroutine的超轻量，以上种种保证了go调度方面的性能。