会动的图解 (二) 怎么让goroutine跑一半就退出？

我们平时创建一个协程，跑一段逻辑，代码大概长这样。

package mainimport ("fmt""time"
)
func Foo() {fmt.Println("打印1")defer fmt.Println("打印2")fmt.Println("打印3")
}func main() {go  Foo()fmt.Println("打印4")time.Sleep(1000*time.Second)
}// 这段代码，正常运行会有下面的结果
打印4
打印1
打印3
打印2

注意这上面"打印2"是在defer中的，所以会在函数结束前打印。因此后置于"打印3"。

那么今天的问题是，如何让Foo()函数跑一半就结束，比如说跑到打印2，就退出协程。输出如下结果

打印4
打印1
打印2

也不卖关子了，我这边直接说答案。

在"打印2"后面插入一个 runtime.Goexit()，协程就会直接结束。并且结束前还能执行到defer里的打印2。

package mainimport ("fmt""runtime""time"
)
func Foo() {fmt.Println("打印1")defer fmt.Println("打印2")runtime.Goexit() // 加入这行fmt.Println("打印3")
}func main() {go  Foo()fmt.Println("打印4")time.Sleep(1000*time.Second)
}// 输出结果
打印4
打印1
打印2

可以看到打印3这一行没出现了，协程确实提前结束了。

其实面试题到这里就讲完了，这一波自问自答可还行？

但这不是今天的重点，我们需要搞搞清楚内部的逻辑。

runtime.Goexit()是什么？

看一下内部实现。

func Goexit() {// 以下函数省略一些逻辑...gp := getg() for {// 获取defer并执行d := gp._deferreflectcall(nil, unsafe.Pointer(d.fn), deferArgs(d), uint32(d.siz), uint32(d.siz))}goexit1()
}func goexit1() {mcall(goexit0)
}

从代码上看，runtime.Goexit()会先执行一下defer里的方法，这里就解释了开头的代码里为什么在defer里的打印2能正常输出。

然后代码再执行goexit1。本质就是对goexit0的简单封装。

我们可以把代码继续跟下去，看看goexit0做了什么。

// goexit continuation on g0.
func goexit0(gp *g) {// 获取当前的 goroutine_g_ := getg()// 将当前goroutine的状态置为 _Gdeadcasgstatus(gp, _Grunning, _Gdead)// 全局协程数减一if isSystemGoroutine(gp, false) {atomic.Xadd(&sched.ngsys, -1)}// 省略各种清空逻辑...// 把g从m上摘下来。dropg()// 把这个g放回到p的本地协程队列里，放不下放全局协程队列。gfput(_g_.m.p.ptr(), gp)// 重新调度，拿下一个可运行的协程出来跑schedule()
}

这段代码，信息密度比较大。

很多名词可能让人一脸懵。

简单描述下，Go语言里有个GMP模型的说法，M是内核线程，G也就是我们平时用的协程goroutine，P会在G和M之间做工具人，负责调度G到M上运行。

GMP图

既然是调度，也就是说不是每个G都能一直处于运行状态，等G不能运行时，就把它存起来，再调度下一个能运行的G过来运行。

暂时不能运行的G，P上会有个本地队列去存放这些这些G，P的本地队列存不下的话，还有个全局队列，干的事情也类似。

了解这个背景后，再回到 goexit0 方法看看，做的事情就是将当前的协程G置为_Gdead状态，然后把它从M上摘下来，尝试放回到P的本地队列中。然后重新调度一波，获取另一个能跑的G，拿出来跑。

goexit

所以简单总结一下，只要执行 goexit 这个函数，当前协程就会退出，同时还能调度下一个可执行的协程出来跑。

看到这里，大家应该就能理解，开头的代码里，为什么runtime.Goexit()能让协程只执行一半就结束了。

goexit的用途

看是看懂了，但是会忍不住疑惑。面试这么问问，那只能说明你遇到了一个喜欢为难年轻人的面试官，但正经人谁会没事跑一半协程就结束呢？所以goexit的真实用途是啥？

有个小细节，不知道大家平时debug的时候有没有关注过。

null

为了说明问题，这里先给出一段代码。

package mainimport ("fmt""time"
)
func Foo() {fmt.Println("打印1")
}func main() {go  Foo()fmt.Println("打印3")time.Sleep(1000*time.Second)
}

这是一段非常简单的代码，输出什么完全不重要。通过go关键字启动了一个goroutine执行Foo()，里面打印一下就结束，主协程sleep很长时间，只为死等。

这里我们新启动的协程里，在Foo()函数内随便打个断点。然后debug一下。

null

会发现，这个协程的堆栈底部是从runtime.goexit()里开始启动的。

如果大家平时有注意观察，会发现，其实所有的堆栈底部，都是从这个函数开始的。我们继续跟跟代码。

goexit是什么？

从上面的debug堆栈里点进去会发现，这是个汇编函数，可以看出调用的是runtime包内的 goexit1() 函数。

// The top-most function running on a goroutine
// returns to goexit+PCQuantum.
TEXT runtime·goexit(SB),NOSPLIT,$0-0BYTE    $0x90    // NOPCALL    runtime·goexit1(SB)    // does not return// traceback from goexit1 must hit code range of goexitBYTE    $0x90    // NOP

于是跟到了pruntime/proc.go里的代码中。

// 省略部分代码
func goexit1() {mcall(goexit0)
}

是不是很熟悉，这不就是我们开头讲runtime.Goexit()里内部执行的goexit0吗。

为什么每个堆栈底部都是这个方法？

我们首先需要知道的是，函数栈的执行过程，是先进后出。

假设我们有以下代码

func main() {B()
}func B() {A()
}func A() {}

上面的代码是main运行B函数，B函数再运行A函数，代码执行时就跟下面的动图那样。

函数堆栈执行顺序

这个是先进后出的过程，也就是我们常说的函数栈，执行完子函数A()**后，就会回到**父函数B()*中，执行完*B()后，最后就会回到main()**。这里的栈底是main()，如果在**栈底**插入的是 goexit 的话，那么当程序执行结束的时候就都能跑到goexit里去。

结合前面讲过的内容，我们就能知道，此时栈底的goexit，会在协程内的业务代码跑完后被执行到，从而实现协程退出，并调度下一个可执行的G来运行。

那么问题又来了，栈底插入goexit这件事是谁做的，什么时候做的？

直接说答案，这个在runtime/proc.go里有个newproc1方法，只要是创建协程都会用到这个方法。里面有个地方是这么写的。

func newproc1(fn *funcval, argp unsafe.Pointer, narg int32, callergp *g, callerpc uintptr) {// 获取当前g_g_ := getg()// 获取当前g所在的p_p_ := _g_.m.p.ptr()// 创建一个新 goroutinenewg := gfget(_p_)// 底部插入goexitnewg.sched.pc = funcPC(goexit) + sys.PCQuantum newg.sched.g = guintptr(unsafe.Pointer(newg))// 把新创建的g放到p中runqput(_p_, newg, true)// ...
}

主要的逻辑是获取当前协程G所在的调度器P，然后创建一个新G，并在栈底插入一个goexit。

所以我们每次debug的时候，就都能看到函数栈底部有个goexit函数。

main函数也是个协程，栈底也是goexit？

关于main函数栈底是不是也有个goexit，我们对下面代码断点看下。直接得出结果。

null

main函数栈底也是goexit()。

从 asm_amd64.s可以看到Go程序启动的流程，这里提到的 runtime·mainPC 其实就是 runtime.main.

// create a new goroutine to start programMOVQ    $runtime·mainPC(SB), AX        // 也就是runtime.mainPUSHQ    AXPUSHQ    $0            // arg sizeCALL    runtime·newproc(SB)

通过runtime·newproc创建runtime.main协程，然后在runtime.main里会启动main.main函数，这个就是我们平时写的那个main函数了。

// runtime/proc.go
func main() {// 省略大量代码fn := main_main // 其实就是我们的main函数入口fn()
}//go:linkname main_main main.main
func main_main()

结论是，其实main函数也是由newproc创建的，只要通过newproc创建的goroutine，栈底就会有一个goexit。

os.Exit()和runtime.Goexit()有什么区别

最后再回到开头的问题，实现一下首尾呼应。

开头的面试题，除了runtime.Goexit()，是不是还可以改为用os.Exit()？

同样都是带有"退出"的含义，两者退出的对象不同。os.Exit() 指的是整个进程退出；而runtime.Goexit()指的是协程退出。

可想而知，改用os.Exit() 这种情况下，defer里的内容就不会被执行到了。

package mainimport ("fmt""os""time"
)
func Foo() {fmt.Println("打印1")defer fmt.Println("打印2")os.Exit(0)fmt.Println("打印3")
}func main() {go  Foo()fmt.Println("打印4")time.Sleep(1000*time.Second)
}// 输出结果
打印4
打印1

总结

•通过 runtime.Goexit()可以做到提前结束协程，且结束前还能执行到defer的内容• runtime.Goexit()其实是对goexit0的封装，只要执行 goexit0 这个函数，当前协程就会退出，同时还能调度下一个可执行的协程出来跑。•通过newproc可以创建出新的goroutine，它会在函数栈底部插入一个goexit。•os.Exit() 指的是整个进程退出；而runtime.Goexit()指的是协程退出。两者含义有区别。

最后

无用的知识又增加了。

一般情况下，业务开发中，谁会没事执行这个函数呢？

但是开发中不关心，不代表面试官不关心！

下次面试官问你，如果想在goroutine执行一半就退出协程，该怎么办？你知道该怎么回答了吧？

本文转载自公众号「小白debug」如果你也对白哥的动图图解和幽默风格感兴趣，欢迎关注。

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