5.1 Goroutine 与调度模型

5.1 Goroutine 与调度模型

本节摘要：goroutine 是 Go 运行时调度的轻量执行流，初始栈仅数 KB、可随需增长，启动成本远低于操作系统线程。本节讲 go 关键字的用法与生命周期、主 goroutine 退出即全程序退出的规则、GMP 调度模型的直观图景、goroutine 与同步的初阶配合，以及泄漏的成因与检测思路。

先说结论

阅读完本节，你应当能够：

1. 用 go 关键字正确启动并发执行流并传参；
2. 解释主 goroutine 退出对子 goroutine 的影响；
3. 描述 GMP 三层模型各角色分工；
4. 说明 goroutine 相对线程的三个优势来源；
5. 识别 goroutine 泄漏的典型成因。

一、并发不等于并行

先掰清两个词：并发是"同时管理多件事"的结构能力，并行是"同时真的在算"的硬件事实。一人炒三个菜是并发（轮流照看），三口锅三个厨师是并行。单核机器照样跑并发程序，靠的是快速切换制造"同时在办"的错觉。Go 的并发原语让你先写对结构，并行度交给运行时按核数自动铺开。

二、go 关键字：一个词的并发

func say(s string) {
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println(s, i)
    }
}

func main() {
    go say("world") // 立即返回，say在新的goroutine里跑
    say("hello")    // 主goroutine继续自己的活
}
​

go 后面跟函数调用，被调函数在新的执行流里运行，go 语句本身立刻返回。两条硬规则：

参数在 go 语句处求值并拷贝。go say(msg) 里 msg 的当前值被带走，之后改 msg 不影响已启动的执行流。

主 goroutine 退出，程序就退出——不等其他 goroutine。上面例子如果 say hello 很快跑完，world 可能一行都没打印。这不是 bug 是设计：需要等待就必须显式同步（channel、WaitGroup，本章后续）。

⚠️ 常见坑（来自经典教学例子的演化）：循环里 go func() { fmt.Println(i) }() 直接捕获循环变量 i，旧版本里所有 goroutine 共享同一个 i，输出可能全是最后一个值。Go 1.22 起每轮迭代是新变量，但显式传参 go func(n int) {...}(i) 永远是跨版本安全的写法。

三、GMP：三层调度模型

Go 运行时的调度器把三样东西分开管理：

• G（goroutine）：一个个待执行的任务，携带自己的栈与状态。
• M（machine）：操作系统线程，真正干活的引擎。
• P（processor）：逻辑处理器，持有可运行 G 的本地队列，M 必须绑定一个 P 才能执行 G。

几个直观结论：G 多 M 少，成千上万个 G 在少量线程上复用；某 G 陷入阻塞系统调用时，绑定的 M 一起堵，运行时会解绑 P 交给别的（或新的）M 继续跑队列里的 G，线程不会陪着闲死；某个 P 的队列空了会去别的 P 偷活干（工作窃取），负载自动均衡。GOMAXPROCS 环境变量控制 P 的数量，默认等于 CPU 核数。

四、为什么 goroutine 便宜

栈小是因为初始只给一点点，函数调用需要更多时运行时自动扩（拷贝式增长，第 3 章的逃逸分析与这里呼应）。切换快是因为不进内核。这两条合起来，让"每个连接一个 goroutine"的服务器模型在 Go 里是常态——写起来像同步阻塞，跑起来是高并发事件驱动。

五、泄漏：goroutine 的死亡方式

goroutine 结束只有三条路：函数跑完 return；panic 且未被 recover（整个程序崩）；被运行时干掉（极少）。没有任何"从外面杀掉某个 goroutine"的 API。这是有意设计：粗暴外部终止会让资源清理与不变量维护无从谈起。想停，就得给协作式的退出信号——channel 关闭或 Context 取消（本章 5.3 与 5.5）。

泄漏的标准剧本：goroutine 在等一个永远没人发的 channel 消息，或等一个永远不会完成的 IO，调用方却早已返回。它不报错、不退出，只是白占几 KB 栈与一个调度位，累积起来内存与调度压力缓慢上涨。检测手段：运行时与指标库暴露的 goroutine 数量监控（突增曲线）、压测后抓 goroutine 堆栈转储（一个测试信号即可触发全量打印）。

💡 关键直觉：把 goroutine 当"合同工"管理——开工前就想好他的完工条件（谁通知他收工），没有退出条款的合同工就是泄漏。

本节速览

• 并发是结构，并行是硬件；单核也跑并发。
• go 参数即时求值拷贝；主 goroutine 退出即程序退出。
• 循环变量捕获跨版本行为有差异，显式传参最稳。
• GMP 分层：G 是任务、M 是线程、P 是持队列的逻辑处理器；阻塞时 P 会换 M 接管。
• 便宜的两根支柱：小栈按需增长、用户态切换。
• 无法外部杀死 goroutine，退出必须协作式：channel 或 Context。
• 泄漏监控：goroutine 数指标加栈转储，是并发服务的标配仪表。

下一节讲 goroutine 之间怎么说话：channel。