golang内幕之for-go-statement

func ForGoStatement_1() {go func() {fmt.Println("go-func-1")}()
}func main() {ForGoStatement_1()
}

参考如下文章，会更清楚golang的协程：

【golang内幕之程序启动流程】【https://blog.csdn.net/QQ1130141391/article/details/96197570】

【golang内幕之协程状态切换】【https://blog.csdn.net/QQ1130141391/article/details/96350019】

golang的协程写法很简单：

go func()

func可以是匿名函数，也可以是命名函数。

golang编译器在编译时会将go func()转换程runtime中的newproc(func)，这样就新创建了一个golang协程，此时新建的协程处于runnable状态并放置在p的队列中，并没有马上执行，而是等待协程调度器调度执行。

而main.main函数则是在主协程中执行，即main routine。当main.main函数返回时，main routine做一些简单的资源回收后，会调用exit(0)退出整个进程。

所以上面代码会不会输出go-func-1呢？

我只能说，从调度角度说，有可能，但微乎其微。

所以，现在运行很多次，基本都没任何输出，直接退出了进程。

Process finished with exit code 0

原因，新建的routine都还没机会调度，main routine就调用了exit(0)退出了进程。

那我们让main routine睡眠一下，让新建的routine有足够时间给调度：

func ForGoStatement_1() {go func() {fmt.Println("go-func-1")}()
}func main() {ForGoStatement_1()time.Sleep(1)
}

go-func-1Process finished with exit code 0

func ForGoStatement_2() {//loop 1for i := 0; i < 10; i++ {go func() {fmt.Println("i=", i)}()}//loop 2for j := 0; j < 10; j++ {go func(v int) {fmt.Println("j", v)}(j)}
}func main() {ForGoStatement_2()
}

"".ForGoStatement_2 STEXT size=242 args=0x0 locals=0x380x0000 00000 (for-go-statement.go:7) TEXT    "".ForGoStatement_2(SB), ABIInternal, $56-0...0x0028 00040 (for-go-statement.go:9)    LEAQ    type.int(SB), AX0x002f 00047 (for-go-statement.go:9)    PCDATA  $2, $00x002f 00047 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    AX, (SP)0x0033 00051 (for-go-statement.go:9)    CALL    runtime.newobject(SB)0x0038 00056 (for-go-statement.go:9)   PCDATA  $2, $10x0038 00056 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    8(SP), AX0x003d 00061 (for-go-statement.go:9)   PCDATA  $0, $10x003d 00061 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    AX, "".&i+40(SP)0x0042 00066 (for-go-statement.go:9) PCDATA  $2, $00x0042 00066 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    $0, (AX)0x0049 00073 (for-go-statement.go:9)    JMP 750x004b 00075 (for-go-statement.go:9)  PCDATA  $2, $10x004b 00075 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    "".&i+40(SP), AX0x0050 00080 (for-go-statement.go:9) PCDATA  $2, $00x0050 00080 (for-go-statement.go:9)  CMPQ    (AX), $100x0054 00084 (for-go-statement.go:9)   JLT 880x0056 00086 (for-go-statement.go:9)  JMP 1500x0058 00088 (for-go-statement.go:10)    PCDATA  $2, $10x0058 00088 (for-go-statement.go:10) MOVQ    "".&i+40(SP), AX0x005d 00093 (for-go-statement.go:12)    MOVQ    AX, ""..autotmp_5+32(SP)0x0062 00098 (for-go-statement.go:10)    MOVL    $8, (SP)0x0069 00105 (for-go-statement.go:10)   PCDATA  $2, $20x0069 00105 (for-go-statement.go:10) LEAQ    "".ForGoStatement_2.func1·f(SB), CX0x0070 00112 (for-go-statement.go:10)  PCDATA  $2, $10x0070 00112 (for-go-statement.go:10) MOVQ    CX, 8(SP)0x0075 00117 (for-go-statement.go:10)  PCDATA  $2, $00x0075 00117 (for-go-statement.go:10) MOVQ    AX, 16(SP)0x007a 00122 (for-go-statement.go:10) CALL    runtime.newproc(SB)0x007f 00127 (for-go-statement.go:10)    JMP 1290x0081 00129 (for-go-statement.go:9) PCDATA  $2, $10x0081 00129 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    "".&i+40(SP), AX0x0086 00134 (for-go-statement.go:9) PCDATA  $2, $00x0086 00134 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    (AX), AX0x0089 00137 (for-go-statement.go:9)    PCDATA  $2, $30x0089 00137 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    "".&i+40(SP), CX0x008e 00142 (for-go-statement.go:9) INCQ    AX0x0091 00145 (for-go-statement.go:9)  PCDATA  $2, $00x0091 00145 (for-go-statement.go:9)  MOVQ    AX, (CX)0x0094 00148 (for-go-statement.go:9)    JMP 750x0096 00150 (for-go-statement.go:16) PCDATA  $0, $00x0096 00150 (for-go-statement.go:16) MOVQ    $0, "".j+24(SP)0x009f 00159 (for-go-statement.go:16) JMP 1610x00a1 00161 (for-go-statement.go:16)    CMPQ    "".j+24(SP), $100x00a7 00167 (for-go-statement.go:16)    JLT 1710x00a9 00169 (for-go-statement.go:16)    JMP 2220x00ab 00171 (for-go-statement.go:17)    MOVL    $8, (SP)0x00b2 00178 (for-go-statement.go:17)   PCDATA  $2, $10x00b2 00178 (for-go-statement.go:17) LEAQ    "".ForGoStatement_2.func2·f(SB), AX0x00b9 00185 (for-go-statement.go:17)  PCDATA  $2, $00x00b9 00185 (for-go-statement.go:17) MOVQ    AX, 8(SP)0x00be 00190 (for-go-statement.go:17)  MOVQ    "".j+24(SP), CX0x00c3 00195 (for-go-statement.go:17) MOVQ    CX, 16(SP)0x00c8 00200 (for-go-statement.go:17) CALL    runtime.newproc(SB)0x00cd 00205 (for-go-statement.go:17)    JMP 2070x00cf 00207 (for-go-statement.go:16)    MOVQ    "".j+24(SP), AX0x00d4 00212 (for-go-statement.go:16) INCQ    AX0x00d7 00215 (for-go-statement.go:16) MOVQ    AX, "".j+24(SP)0x00dc 00220 (for-go-statement.go:16) JMP 1610x00de 00222 (<unknown line number>)   PCDATA  $2, $-20x00de 00222 (<unknown line number>)   PCDATA  $0, $-20x00de 00222 (<unknown line number>)   MOVQ    48(SP), BP0x00e3 00227 (<unknown line number>)    ADDQ    $56, SP0x00e7 00231 (<unknown line number>)   RET0x00e8 00232 (<unknown line number>)   NOP0x00e8 00232 (for-go-statement.go:7) PCDATA  $0, $-10x00e8 00232 (for-go-statement.go:7) PCDATA  $2, $-10x00e8 00232 (for-go-statement.go:7) CALL    runtime.morestack_noctxt(SB)0x00ed 00237 (for-go-statement.go:7)    JMP 0...

通过汇编，可以看出，loop 1中先创建了一个int类型的变量，然后作为newproc的参数传入，跟defer有点类似，但defer不会new一个object出来，而是直接取函数内变量地址值，而go func不同，有可能调用go func的调用函数已经结束了，但go func还会执行，因此需要开辟一个堆空间用于存放变量值。

而loop 2是直接使用j的值，没有取变量地址获取创建新的堆变量。

上面代码，会有输出吗？

有可能输出，也有可能不会输出。因为有可能main routine先退出了，新创建的routine没机会执行，但因为在main routine调用了多次的for循环，每次循环都会创建一个新routine，这本身就会消耗点时间，所以在main routine之前，已经创建好的routine还是有比较大的机会得到调度的。

上面代码，会输出全部吗？

有可能，但也有可能在main routine退出了进程，导致其他routine没机会执行，所以导致不会全部输出。

i= 3
i= 3
i= 10
i= 10
i= 10Process finished with exit code 0


Process finished with exit code 0

i= 3
i= 3
i= 10
i= 10
i= 10
j 2
i= 10
i= 10
j 0Process finished with exit code 0

以上是执行多次的结果，可以说输出是随机的，会不会输出，随机；会不会全部输出，随机（几率比较小）；输出内容的顺序，随机。

如果我们想让全部输出后，才退出进程呢？

可以使用time.Sleep让main routine休眠，只要休眠时间足够长，是会输出全部内容的。

上面已经使用过这个套路了，换个新套路：

func ForGoStatement_3() {var wg sync.WaitGroupwg.Add(10 + 10)//loop 1for i := 0; i < 10; i++ {go func() {fmt.Println("i=", i)wg.Done()}()}//loop 2for j := 0; j < 10; j++ {go func(v int) {fmt.Println("j", v)wg.Done()}(j)}wg.Wait()
}func main() {ForGoStatement_3()
}

上面使用了WaitGroup同步原语，上面写法：

总共有10+10=20次机会，在20机会消耗完之前，WaitGroup会通过Wait等待，而通过Done就会消耗一次机会。

所以在20个新创建的routine都执行完且调用Done前，main routine都因为Wait阻塞着。

每个新创建的routine执行时都会输出一段内容，然后执行done，然后routine就执行完毕，即进入_Gdead状态，不会再执行，等待回收分配的资源了。

运行结果：

i= 3
i= 3
i= 10
i= 7
j 1
j 4
i= 8
j 7
j 3
j 9
i= 8
i= 10
j 0
j 6
j 5
i= 8
j 2
i= 6
j 8
i= 7Process finished with exit code 0

多次运行，都会输出20行内容然后才退出进程，WaitGroup达到了效果。

至于每次输出的20行内容还是随机的，因为20个新创建的routine都在随机执行。

问题：为什么新建的routine为什么会新执行？而不是新创建新执行？

因为我的机器CPU是多核的，在golang协程调度里面，多个核，意味这个创建多个m（系统线程）和多个p（golang对调度资源的一种抽象，每一个p维护一个存放待运行的routine的队列，新创建routine时，golang协程调度器会选择一个空闲的p,）并将新创建的routine放在p的本地队列中。

这意味着，我们新创建了20个routine，这20个routine可能分布在不同的p的队列中，也就有可能在不同的m（线程）中执行。

那如果只有一个m和一个p的情况，会怎么样呢？

func ForGoStatement_3() {runtime.GOMAXPROCS(1)var wg sync.WaitGroupwg.Add(10 + 10)//loop 1for i := 0; i < 10; i++ {go func() {fmt.Println("i=", i)wg.Done()}()}//loop 2for j := 0; j < 10; j++ {go func(v int) {fmt.Println("j", v)wg.Done()}(j)}wg.Wait()
}func main() {ForGoStatement_3()
}

通过runtime.GOMAXPROCS(1)设置了只有一个p，即只有一个routine队列，其实还有一个全局队列。

j 9
i= 10
i= 10
i= 10
i= 10
i= 10
i= 10
i= 10
i= 10
i= 10
i= 10
j 0
j 1
j 2
j 3
j 4
j 5
j 6
j 7
j 8Process finished with exit code 0

此时，多次运行，结果不是随机的。

事实上，我们不应依赖p数量和routine执行，我们开发过程中，应该认为每个routine的执行顺序的是随机的，不可预知的。

如果我们希望按照某种顺序执行，则应该使用chan或者锁来解决并发问题。

总结：p数量为1和>1的两种情况，在不考虑顺序问题（不应该也很难控制routine并发顺序），我们发现loop 1输出的值可以认为是随机的，而loop 2是按照我们传入的参数值。

loop 1可以简单理解为，引用传递，使用时使用引用指向的值。

loop 2可以简单理解为，值传递，使用时使用传进去的值。

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