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Go 并发编程中的 Goroutine 调度与执行顺序

心靈之曲

发布： 2025-09-09 19:17:01

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go 并发编程中的 goroutine 调度与执行顺序

在 Go 语言中，Goroutine 是一种轻量级的并发执行单元，允许程序同时执行多个任务。然而，由于 Goroutine 的调度是由 Go 运行时环境控制的，因此 Goroutine 之间的执行顺序并非总是如我们预期的那样。理解 Goroutine 的调度机制对于编写健壮的并发程序至关重要。

Goroutine 调度机制

Go 语言的 Goroutine 调度器负责将 Goroutine 分配到可用的 CPU 核心上执行。默认情况下，Go 运行时环境使用单个操作系统线程来执行所有的 Goroutine。这意味着 Goroutine 实际上是在用户空间中进行上下文切换，而非真正的并行执行。

GOMAXPROCS 环境变量或 runtime.GOMAXPROCS() 函数可以用来设置 Go 运行时环境可以使用的最大 CPU 核心数。当 GOMAXPROCS 大于 1 时，Go 运行时环境将创建多个操作系统线程，从而允许 Goroutine 在多个 CPU 核心上并行执行。

示例代码分析

考虑以下示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
    "runtime"
)

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(2) // 设置使用 2 个 CPU 核心
    go sheep(1)
    go sheep(2)
    time.Sleep(time.Second * 2) // 等待 Goroutine 执行一段时间
}

func sheep(i int) {
    for {
        fmt.Println(i, "sheeps")
        i += 2
        //runtime.Gosched() // 显式让出 CPU 时间片
        time.Sleep(time.Millisecond * 100) // 降低打印速度，方便观察
    }
}

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这段代码创建了两个 Goroutine，分别打印奇数和偶数。在单核 CPU 环境下，或者当 GOMAXPROCS 为 1 时，程序很可能先打印所有的奇数，然后再打印所有的偶数。这是因为 Go 运行时环境会先执行完一个 Goroutine，然后再执行另一个 Goroutine。

设置 runtime.GOMAXPROCS(2) 后，程序更有可能交替打印奇数和偶数。这是因为两个 Goroutine 可以同时在不同的 CPU 核心上运行。

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使用 runtime.Gosched() 让出 CPU 时间片

runtime.Gosched() 函数可以显式地让出当前 Goroutine 的 CPU 时间片，允许其他 Goroutine 运行。在上面的 sheep 函数中，添加 runtime.Gosched() 调用可以强制 Go 运行时环境在每次打印数字后切换到另一个 Goroutine。

func sheep(i int) {
    for {
        fmt.Println(i, "sheeps")
        i += 2
        runtime.Gosched() // 显式让出 CPU 时间片
        time.Sleep(time.Millisecond * 100) // 降低打印速度，方便观察
    }
}

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虽然使用 runtime.Gosched() 可以影响 Goroutine 的执行顺序，但它并不能保证 Goroutine 的执行顺序。 Goroutine 的调度仍然是由 Go 运行时环境控制的，并且可能会受到其他因素的影响。