在什么情况下 goroutine 可以主动让出 CPU？

怎么入门Golang编程？需要学习哪些知识点？这是新手们刚接触编程时常见的问题；下面golang学习网就来给大家整理分享一些知识点，希望能够给初学者一些帮助。本篇文章就来介绍《在什么情况下 goroutine 可以主动让出 CPU？》，涉及到，有需要的可以收藏一下

我试图更好地理解 go 程序中 goroutine 的调度方式，特别是在哪些点上它们可以让步给其他 goroutine。我们知道 goroutine 在系统上产生的结果会阻止它，但显然这并不是全部。

这个问题引起了一些类似的担忧，最受好评的答案说 goroutine 也可以打开函数调用，因为这样做会调用调度程序来检查堆栈是否需要增长，但它明确表示

如果你没有任何函数调用，只有一些数学，那么是的， goroutine 将锁定线程，直到它退出或遇到以下情况： 可以让别人执行。

我编写了一个简单的程序来检查并证明：

package main

import "fmt"

var output [30]string      // 3 times, 10 iterations each.
var oi = 0

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)   // Or set it through env var GOMAXPROCS.
    chanFinished1 := make(chan bool)
    chanFinished2 := make(chan bool)

    go loop("Goroutine 1", chanFinished1)
    go loop("Goroutine 2", chanFinished2)
    loop("Main", nil)

    <- chanFinished1
    <- chanFinished2

    for _, l := range output {
        fmt.Println(l)
    }
}

func loop(name string, finished chan bool) {
    for i := 0; i < 1000000000; i++ {
        if i % 100000000 == 0 {
            output[oi] = name
            oi++
        }
    }

    if finished != nil {
        finished <- true
    }
}

注意：我知道在数组中放入一个值并在不同步的情况下递增 oi 不太正确，但我希望保持代码简单并且没有可能导致切换的内容。毕竟，可能发生的最糟糕的事情是在不提升索引的情况下输入值（覆盖），这没什么大不了的。

与这个答案不同，我避免使用作为 goroutine 启动的 loop() 函数中的任何函数调用（包括内置 append()），而且我根据文档明确设置 gomaxprocs=1 ：

限制可以同时执行用户级 go 代码的操作系统线程的数量。

尽管如此，在输出中我仍然看到消息 main/goroutine 1/goroutine 2 交错，意味着以下之一：

• goroutine 的执行中断并且 goroutine 放弃 在某些时刻进行控制；
• gomaxprocs 无法按照 文档，启动更多操作系统线程来调度 goroutine。

要么答案不完整，要么自 2016 年以来有些事情发生了变化（我在 go 1.13.5 和 1.15.2 上进行了测试）。

如果问题得到解答，我很抱歉，但我既没有找到解释为什么这个特定示例会产生控制，也没有找到关于 goroutine 产生一般控制的点（阻塞系统调用除外）。

注意：这个问题纯粹是理论上的，我现在不想解决任何实际任务，但总的来说，我假设知道 goroutine 可以在哪里产生以及在哪里不能产生的点可以让我们避免重复使用同步原语。

解决方案

Go版本1.14推出asynchronous preemption:

Goroutines 现在是异步可抢占的。因此，没有函数调用的循环不再可能导致调度程序死锁或显着延迟垃圾收集。除 windows/arm、darwin/arm、js/wasm 和 plan9/* 之外的所有平台均支持此功能。

正如 Are channel sends preemption points for goroutine scheduling? 中的回答，Go 的抢占点可能会从一个版本到下一个版本发生变化。异步抢占只是在几乎所有地方添加了可能的抢占点。

您对 output 数组的写入不同步，并且您的 oi 索引不是原子的，这意味着我们无法真正确定输出数组会发生什么。当然，通过互斥锁为其添加原子性会引入协作调度点。虽然这些不是协作调度切换的来源（这必须根据您的输出发生），但它们确实扰乱了我们对程序的理解。

output 数组保存字符串，使用字符串可以调用垃圾收集系统，该系统可以使用锁并导致调度切换。因此，这是 Go-1.14 之前的实现中调度切换的最可能原因。

正如 @torek 指出的那样，最流行的 GO 运行时环境已经使用抢占式调度已有几个月了（自 1.14 起）。否则，goroutine 可能产生的点会根据运行时环境和版本的不同而有所不同，但 William Kennedy 给出了一个很好的总结。

我还记得几年前编译器中添加了一个选项，用于向长时间运行的循环添加屈服点，但这是一个实验性选项，通常不会触发。 （当然，您可以通过在循环中时不时地调用 runtime.GoSched 来手动执行此操作。）

对于你的测试，我对你在 Go 1.13.5 下运行时得到的结果感到惊讶。由于数据争用，该行为并未完全定义（我知道您避免了任何同步机制以避免触发收益），但我没想到会出现这样的结果。一件事是，将 GOMAXPROCS 设置为 1 将意味着只有一个 Goroutine 并发执行，但这不一定意味着当另一个 Goroutine 执行时它将在同一核心上运行。不同的核心将具有不同的缓存，并且（没有同步）对 output 和 oi 的值有不同的看法。

但是我建议您忘记修改全局变量，只在繁忙循环之前和之后记录一条消息。这应该清楚地表明（在 GO < 1.14 中）一次只会运行一个 lopp。 （多年前我尝试做与你相同的实验，这似乎有效。）

今天带大家了解了的相关知识，希望对你有所帮助；关于Golang的技术知识我们会一点点深入介绍，欢迎大家关注golang学习网公众号，一起学习编程~