При каких условиях одна горутина уступает место другой

1️⃣ Как кратко ответить

Горутина может уступить место другой при вызове функции runtime.Gosched(), при блокировке на синхронизационных примитивах (например, sync.Mutex, sync.WaitGroup), при ожидании ввода-вывода или при завершении своей работы.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Горутины в Go — это легковесные потоки, которые позволяют выполнять функции параллельно. Управление выполнением горутин осуществляется планировщиком Go, который решает, какая горутина должна выполняться в данный момент. Горутина может уступить место другой в нескольких случаях:

1. Вызов runtime.Gosched():

   • Функция runtime.Gosched() явно указывает планировщику, что текущая горутина готова уступить выполнение другим горутинам. Это полезно, когда вы хотите дать возможность другим горутинам выполняться, не блокируя текущую.

   package main
   ​
   import (
       "fmt"
       "runtime"
   )
   ​
   func main() {
       go func() {
           for i := 0; i < 5; i++ {
               fmt.Println("Goroutine 1")
               runtime.Gosched() // Уступает выполнение другим горутинам
           }
       }()
   ​
       for i := 0; i < 5; i++ {
           fmt.Println("Main Goroutine")
           runtime.Gosched() // Уступает выполнение другим горутинам
       }
   }
   

   В этом примере обе горутины вызывают runtime.Gosched(), что позволяет им чередоваться в выполнении.

2. Блокировка на синхронизационных примитивах:

   • Когда горутина блокируется на примитивах синхронизации, таких как sync.Mutex или sync.WaitGroup, она уступает выполнение другим горутинам, пока не сможет продолжить.

   package main
   ​
   import (
       "fmt"
       "sync"
   )
   ​
   func main() {
       var mu sync.Mutex
       var wg sync.WaitGroup
   ​
       wg.Add(2)
   ​
       go func() {
           mu.Lock() // Блокирует мьютекс
           fmt.Println("Goroutine 1")
           mu.Unlock() // Освобождает мьютекс
           wg.Done()
       }()
   ​
       go func() {
           mu.Lock() // Ожидает, пока мьютекс не будет освобожден
           fmt.Println("Goroutine 2")
           mu.Unlock()
           wg.Done()
       }()
   ​
       wg.Wait() // Ожидает завершения всех горутин
   }
   

   Здесь горутина блокируется на мьютексе, и планировщик переключается на другие горутины, пока мьютекс не будет освобожден.

3. Ожидание ввода-вывода:

   • Горутина может уступить выполнение, если она ожидает завершения операции ввода-вывода, например, чтения из файла или сети. Планировщик переключается на другие горутины, пока операция не завершится.

4. Завершение работы:

   • Когда горутина завершает выполнение своей функции, она освобождает ресурсы, и планировщик переключается на другие горутины.

Понимание того, как и когда горутина уступает выполнение, важно для эффективного использования параллелизма в Go. Это позволяет писать более производительный и отзывчивый код, особенно в многопоточных приложениях.