Go 协程
在并发编程中，常见的并发调度模型是多进程、多线程，而Go中则实现了协程的并发调度大大提高了并发性能。
协程与进程、线程：
进程：
- 进程是系统进行资源分配的最小单位，是程序运行的基本单位
- 每个进程都有独立的内存空间，不同进程之间不共享也不抢占资源
- 进程由程序、数据集合、进程控制块（PCB）三部分组成
- 由于进程占用的资源多，上下文切换时开销大，但是因为独享资源，所以安全稳定
线程
- 线程是CPU调度的最小单位，是进程的运行实体
- 多个线程共享一个进程的资源，同时也有属于自己的线程级资源
- 由线程控制块（TCB）进行控制和管理
- 线程资源比进程少，上下文切换开销更小
协程
- 是用户态的调度单位，比线程更轻量级
- 协程由用户程序调度不涉及用户态与内核态的切换，开销更小
什么是上下文切换？
因为CPU是时间片轮转调度的，所以CPU要知道每个任务从哪里加载，从哪里开始运行，也就是CPU寄存器和程序计数器，这就是CPU 上下文，而每个任务都有对应的CPU上下文，切换不同的任务执行的时候，就需要切换CPU 上下文。
Go中的协程：
goroutine是go中实现的用户级并发调度单元，也被称为轻量级线程
线程、goroutine的对比：
| 线程 | 协程 | |
|---|---|---|
| 内存占用 | 线程栈内存消耗为1MB | 协程栈大小为2KB，但是可以自动扩容 |
| 创建和销毁 | 会导致用户态和内核态的切换，解决办法是线程池 | 只需要在用户态执行，创建和销毁的消耗小 |
| 切换 | 需要保存各种寄存器 | 只需保存3个寄存器 |
goroutine的结构：
type g struct {
goid int64 // 唯一的goroutine的ID
sched gobuf //goroutine切换时，保存g的上下文
stack stack //栈
gopc //调用goroutine的地址
startpc //调用goroutine的入口
...
}
type gobuf struct{
sp uintptr //栈指针的位置
pc uintptr //运行到程序位置
g guintptr //指向goroutine
ret uintptr //保存系统调用的返回值
...
}
type stack struct {
lo uintptr //栈的下界地址
hi uintptr // 栈的上界地址
}goroutine的状态：
- 空闲中：_Gidle【G刚刚创建，仍未初始化】
- 待运行：_Grunable 【就绪状态，G在运行队列中，等待M取出来并运行】
- 运行中：_Grunning【M在运行G，此时M拥有一个P】
- 系统调用中：_Gsyscall【M正在运行的G发起系统调用，此时M不拥有P】
- 等待中：_Gwaiting【G被挂起，在等待某些条件完成，此时G不在运行也不在运行队列中（可能在channel的等待队列中）】
- 已终止：_Gdead【G未被使用，也可能执行完毕】
- 栈复制中：_Gcopystack【G正在获取一个新的栈空间，并把原来的内容复制过去（用于防止GC扫描）】
goroutine状态流转：
创建：通过go关键的创建goroutine会新建自己的栈空间，同时在sched中维护栈地址和程序计数器这些信息，G被创建好之后，会优先放入本地队列中，本地队列满了之后，回放在全局队列中
运行：goroutine只是一个数据结构，让goroutine运行起来的是调度器，也就是GMP模型
阻塞：channel的读写操作、等待锁、等待网络数据、系统调用都可能发生阻塞，通过执行runtime.gopark() 让出CPU时间片，让调度器安排其他等待的任务运行
唤醒：处理_Gwating 的G，在调用runtime.goready()之后，会被唤醒，唤醒之后毁被重新放在M对应的P的本地队列中等待执行
退出：G执行完之后，会调用底层函数runtime.Goexit()，当调用该函数之后，goroutine会设置成dead状态