Где исполняются горутины

1️⃣ Как кратко ответить

Горутины исполняются в пространстве пользовательского уровня, управляемом планировщиком Go, который распределяет их выполнение на операционные системные потоки (threads). Это позволяет эффективно использовать многопоточность и параллелизм, абстрагируя детали управления потоками от разработчика.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Горутины — это легковесные потоки выполнения в языке программирования Go. Они позволяют выполнять функции параллельно, не создавая значительной нагрузки на систему. Чтобы понять, где и как исполняются горутины, важно рассмотреть несколько ключевых аспектов.

Планировщик Go

Go имеет встроенный планировщик, который управляет выполнением горутин. Этот планировщик работает поверх операционной системы и распределяет горутины по системным потокам. Это означает, что горутины не привязаны к конкретному системному потоку и могут перемещаться между потоками для оптимизации использования ресурсов.

Операционные системные потоки

Операционная система предоставляет потоки (threads), которые являются более тяжелыми единицами выполнения по сравнению с горутинами. Потоки управляются ядром операционной системы и могут быть связаны с конкретными процессорами. Горутины, в свою очередь, исполняются на этих потоках, но их управление осуществляется планировщиком Go, а не операционной системой напрямую.

Модель M:N

Go использует модель M:N, где M горутин могут быть распределены по N потокам. Это позволяет эффективно использовать ресурсы, так как горутины могут быть приостановлены и возобновлены без необходимости создания новых потоков. Это также снижает накладные расходы на переключение контекста, что делает горутины более производительными по сравнению с традиционными потоками.

Пример кода

Рассмотрим простой пример использования горутин:

package main
​
import (
    "fmt"
    "time"
)
​
func printNumbers() {
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        fmt.Println(i)
        time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Пауза для имитации работы
    }
}
​
func main() {
    go printNumbers() // Запуск функции в отдельной горутине
​
    // Основная горутина продолжает выполнение
    fmt.Println("Main function")
​
    // Пауза, чтобы дать время завершиться горутине
    time.Sleep(600 * time.Millisecond)
}

• go printNumbers(): Эта строка запускает функцию printNumbers в отдельной горутине. Планировщик Go решает, на каком системном потоке будет исполняться эта горутина.
• fmt.Println("Main function"): Эта строка выполняется в основной горутине, которая запускается при старте программы.
• time.Sleep(600 * time.Millisecond): Пауза в основной горутине, чтобы дать время завершиться функции printNumbers, запущенной в отдельной горутине.

Зачем это нужно

Использование горутин позволяет создавать высокопроизводительные и масштабируемые приложения. Они особенно полезны в сетевых приложениях, где требуется обрабатывать множество соединений одновременно. Горутины позволяют эффективно использовать многопоточность, абстрагируя сложность управления потоками от разработчика. Это делает код более простым и легким для понимания, сохраняя при этом высокую производительность.