golang中的runtime包教程

尽管 Go 编译器产生的是本地可执行代码，这些代码仍旧运行在 Go 的 runtime（这部分的代码可以在 runtime 包中找到）当中。这个 runtime 类似 Java 和 .NET 语言所用到的虚拟机，它负责管理包括内存分配、垃圾回收（第 10.8 节）、栈处理、goroutine、channel、切片（slice）、map 和反射（reflection）等等。

runtime 调度器是个非常有用的东西，关于 runtime 包几个方法:

• Gosched：让当前线程让出 cpu 以让其它线程运行,它不会挂起当前线程，因此当前线程未来会继续执行

• NumCPU：返回当前系统的 CPU 核数量

• GOMAXPROCS：设置最大的可同时使用的 CPU 核数

• Goexit：退出当前 goroutine(但是defer语句会照常执行)

• NumGoroutine：返回正在执行和排队的任务总数

• GOOS：目标操作系统

NumCPU

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func main() {
    fmt.Println("cpus:", runtime.NumCPU())
    fmt.Println("goroot:", runtime.GOROOT())
    fmt.Println("archive:", runtime.GOOS)
}

运行结果：

image.png

GOMAXPROCS

Golang 默认所有任务都运行在一个 cpu 核里，如果要在 goroutine 中使用多核，可以使用 runtime.GOMAXPROCS 函数修改，当参数小于 1 时使用默认值。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func init() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)
}

func main() {
    // 任务逻辑...

}

Gosched

这个函数的作用是让当前 goroutine 让出 CPU，当一个 goroutine 发生阻塞，Go 会自动地把与该 goroutine 处于同一系统线程的其他 goroutine 转移到另一个系统线程上去，以使这些 goroutine 不阻塞。

注意关闭通道使用的是close()方法。
引申思考：close()关闭通道的时候，如果关闭一个已经关闭的通道，会报错。那我们关闭时如何确定通道此时的状态呢？
这里有一篇文章大家可以参考下
https://www.jianshu.com/p/d24dfbb33781

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func init() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)  //使用单核
}

func main() {
    exit := make(chan int)
    go func() {
        defer close(exit)
        go func() {
            fmt.Println("b")
        }()
    }()

    for i := 0; i < 4; i++ {
        fmt.Println("a:", i)

        if i == 1 {
            runtime.Gosched()  //切换任务
        }
    }
    <-exit

}

结果：

image.png

使用多核测试：

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func init() {
    runtime.GOMAXPROCS(4)  //使用多核
}

func main() {
    exit := make(chan int)
    go func() {
        defer close(exit)
        go func() {
            fmt.Println("b")
        }()
    }()

    for i := 0; i < 4; i++ {
        fmt.Println("a:", i)

        if i == 1 {
            runtime.Gosched()  //切换任务
        }
    }
    <-exit

}

结果：

image.png

根据你机器来设定运行时的核数，但是运行结果不一定与上面相同，或者在 main 函数的最后加上 select{} 让程序阻塞，则结果如下：

image.png

多核比较适合那种 CPU 密集型程序，如果是 IO 密集型使用多核会增加 CPU 切换的成本。

Gosched再说明

Gosched用来让出CPU的时间片。就像是接力赛跑，A跑了一会碰到runtime.Gosched()，就会把时间片给B，让B接着跑。

package main

import (
    "runtime"
    "fmt"
)

func init() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)
}

func say(s string){
    for i := 0; i < 2; i++ {
        runtime.Gosched()
        fmt.Println(s)
    }
}
func main() {
    go say("world")
    say("hello")
}

输出结果：

hello

world

hello

注意结果：

1、先输出了hello,后输出了world.

2、hello输出了2个，world输出了1个（因为第2个hello输出完，主线程就退出了，第2个world没机会了）

把代码中的runtime.Gosched()注释掉，执行结果是：

hello

hello

因为say("hello")这句占用了时间，等它执行完，线程也结束了，say("world")就没有机会了。

这里同时可以看出，go中的goroutins并不是同时在运行。事实上，如果没有在代码中通过

runtime.GOMAXPROCS(n) 其中n是整数，

指定使用多核的话，goroutins都是在一个线程里的，它们之间通过不停的让出时间片轮流运行，达到类似同时运行的效果。