1、并發(fā)與并行
并行(parallel)：指在同一時刻，有多條指令在多個處理器上同時執(zhí)行。
并發(fā)(concurrency)：指在同一時刻只能有一條指令執(zhí)行，但多個進程指令被快速的輪換執(zhí)行，使得在宏觀上具有多個進程同時執(zhí)行的效果，但在微觀上并不是同時執(zhí)行的，只是把時間分成若干段，使多個進程快速交替的執(zhí)行。
2、Coroutine
Coroutine（協(xié)程）是一種用戶態(tài)的輕量級線程，特點如下：
A、輕量級線程
B、非搶占式多任務處理，由協(xié)程主動交出控制權。
C、編譯器/解釋器/虛擬機層面的任務
D、多個協(xié)程可能在一個或多個線程上運行。
E、子程序是協(xié)程的一個特例。
不同語言對協(xié)程的支持：
A、C++通過Boost.Coroutine實現(xiàn)對協(xié)程的支持
B、Java不支持
C、Python通過yield關鍵字實現(xiàn)協(xié)程，Python3.5開始使用async def對原生協(xié)程的支持
3、goroutine
Go語言并發(fā)的基礎是goroutine和channel，當然Go也提供了傳統(tǒng)的對共享資源加鎖的方式實現(xiàn)并發(fā)：原子函數(shù)（atomic函數(shù)-類似Java 中的AtomicInteger）和互斥鎖（mutex-類似java中的Lock）。
goroutine奉行通過通信共享內(nèi)存，而不是共享內(nèi)存來通信
這里主要講下goroutine和channel
goroutinue使用示例
示例1:使用關鍵字go來定義并啟動一個goroutine:
func loop() {
for i := 0; i < 10; i++ {
fmt.Printf("%d ", i)
}
}
func main() {
go loop()
loop()
time.Sleep(time.Second) // 停頓一秒
}
示例二：信號量方式
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
func main(){
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2)
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 10000; i++ {
fmt.Printf("Hello,Go.This is %d\n", i)
}
}()
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 10000; i++ {
fmt.Printf("Hello,World.This is %d\n", i)
}
}()
wg.Wait()
}
sync.WaitGroup是一個計數(shù)的信號量，類似java中的CountDownLatch。使main函數(shù)所在主線程等待兩個goroutine執(zhí)行完成后再結束，否則兩個goroutine還在運行時，主線程已經(jīng)結束。
sync.WaitGroup使用非常簡單，使用Add方法設設置計數(shù)器為2，每一個goroutine的函數(shù)執(zhí)行完后，調(diào)用Done方法減1。Wait方法表示如果計數(shù)器大于0，就會阻塞，main函數(shù)會一直等待2個goroutine完成再結束。
示例三：使用通道channel在并發(fā)過程中實現(xiàn)通信
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
ch := make(chan int)
go func() {
var sum int = 0
for i := 0; i < 10; i++ {
sum += i
}
//發(fā)送數(shù)據(jù)到通道
ch <- sum
}()
//從通道接收數(shù)據(jù)
fmt.Println(<-ch)
}
在計算sum和的goroutine沒有執(zhí)行完，將值賦發(fā)送到ch通道前，fmt.Println(<-ch)會一直阻塞等待，main函數(shù)所在的主goroutine就不會終止，只有當計算和的goroutine完成后，并且發(fā)送到ch通道的操作準備好后，main函數(shù)的<-ch會接收計算好的值，然后打印出來
概念
進程：一個程序?qū)粋€獨立程序空間
線程：一個執(zhí)行空間，一個進程可以有多個線程
邏輯處理器：執(zhí)行創(chuàng)建的goroutine，綁定一個線程
調(diào)度器：Go運行時中的，分配goroutine給不同的邏輯處理器
全局運行隊列(global runqueue)：所有剛創(chuàng)建的goroutine隊列
本地運行隊列：邏輯處理器的goroutine隊列
可以在程序開頭使用runtime.GOMAXPROCS(n)設置邏輯處理器的數(shù)量。
如果需要設置邏輯處理器的數(shù)量，一般采用如下代碼設置：
runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())
調(diào)度器對可以創(chuàng)建的邏輯處理器的數(shù)量沒有限制，但語言運行時默認限制每個程序最多創(chuàng)建10000個線程。
goroutine vs thread
1、內(nèi)存占用
goroutine并不需要太多太多的內(nèi)存占用，初始只需2kB的?？臻g即可(自Go 1.4起)，按照需要可以增長。一般來說一個Goroutine成本在 4 — 4.5 KB,在go程序中，一次創(chuàng)建十萬左右的goroutine很容易（4KB*100,000=400MB）。
線程初始1MB，并且會分配一個防護頁(guard page)。在64位Linux系統(tǒng),max user process限制線程數(shù)量：（可通過ulimit –a查看，默認值1024，通過ulimit –u可以修改此值）。
在使用Java開發(fā)服務器的過程中經(jīng)常會遇到request per thread的問題，如果為每個請求都分配一個線程的話，大并發(fā)的情況下服務器很快就死掉，因為內(nèi)存不夠了，所以很多Java框架比如Netty都會使用線程池來處理請求，而不會讓線程任意增長。
而使用goroutine則沒有這個問題，你頁可以看到官方的net/http庫就是使用request per goroutine這種模式進行處理的，內(nèi)存占用不會是問題。
2、上下文切換
從調(diào)度上看，goroutine的調(diào)度開銷遠遠小于線程調(diào)度開銷。
OS的線程由OS內(nèi)核調(diào)度，每隔幾毫秒，一個硬件時鐘中斷發(fā)到CPU，CPU調(diào)用一個調(diào)度器內(nèi)核函數(shù)。這個函數(shù)暫停當前正在運行的線程，把他的寄存器信息保存到內(nèi)存中，查看線程列表并決定接下來運行哪一個線程，再從內(nèi)存中恢復線程的注冊表信息，最后繼續(xù)執(zhí)行選中的線程。這種線程切換需要一個完整的上下文切換：即保存一個線程的狀態(tài)到內(nèi)存，再恢復另外一個線程的狀態(tài)，最后更新調(diào)度器的數(shù)據(jù)結構。某種意義上，這種操作還是很慢的。
Go運行的時候包涵一個自己的調(diào)度器，這個調(diào)度器使用一個稱為一個M:N調(diào)度技術，m個goroutine到n個os線程（可以用GOMAXPROCS來控制n的數(shù)量），Go的調(diào)度器不是由硬件時鐘來定期觸發(fā)的，而是由特定的go語言結構來觸發(fā)的，他不需要切換到內(nèi)核語境，所以調(diào)度一個goroutine比調(diào)度一個線程的成本低很多。
當線程阻塞時，其它的線程進可能被執(zhí)行，這叫做線程的切換。切換的時候，調(diào)度器需要保存當前阻塞的線程的狀態(tài)，恢復要執(zhí)行的線程狀態(tài)，包括所有的寄存器，16個通用寄存器、程序計數(shù)器、棧指針、段寄存器、16個XMM寄存器、FP協(xié)處理器、16個 AVX寄存器、所有的MSR等等。
goroutine的保存和恢復只需要三個寄存器：程序計數(shù)器、棧指針和DX寄存器。因為goroutine之間共享堆空間，不共享棧空間，所以只需把goroutine的棧指針和程序執(zhí)行到那里的信息保存和恢復即可，花費很低。
其實， goroutine 用到的就是線程池的技術，當 goroutine 需要執(zhí)行時，會從 thread pool 中選出一個可用的 M 或者新建一個 M。而 thread pool 中如何選取線程，擴建線程，回收線程，Go Scheduler 進行了封裝，對程序透明，只管調(diào)用就行，從而簡化了 thread pool 的使用。
Go調(diào)度器
Go的調(diào)度器內(nèi)部有三個重要的結構：M，P， G
M:
代表真正的內(nèi)核OS線程，和POSIX里的thread差不多
P:
代表調(diào)度的上下文(邏輯處理器），可以把它看做一個局部的調(diào)度器，使go代碼在一個線程上跑，它是實現(xiàn)從N:1到N:M映射的關鍵。
M必須拿到P才能對G進行調(diào)度，P限定了go調(diào)度goroutine的最大并發(fā)度。每一個運行的M都必須綁定一個P。
G:
代表一個goroutine，它有自己的棧，instruction pointer和其他信息（正在等待的channel等等），用于調(diào)度。
調(diào)度方式：Goroutine 在 system call 和 channel call 時都可能發(fā)生阻塞，但這兩種阻塞發(fā)生后，處理方式又不一樣的。
系統(tǒng)調(diào)用時
當程序發(fā)生阻塞的 system call（如打開一個文件）時，P可以轉(zhuǎn)而投奔另一個OS線程。
圖中看到，當一個OS線程M0陷入阻塞時，P轉(zhuǎn)而在OS線程M1上運行。調(diào)度器保證有足夠的線程來運行所以的context P。
圖中的M1可能是被創(chuàng)建，或者從線程緩存中取出。當MO返回時，它必須嘗試取得一個context P來運行goroutine，一般情況下，它會從其他的OS線程那里steal偷一個context過來，如果沒有偷到的話，它就把goroutine放在一個global runqueue里，然后自己就去睡大覺了（放入線程緩存里）。Contexts們也會周期性的檢查global runqueue，否則global runqueue上的goroutine永遠無法執(zhí)行。
網(wǎng)絡IO調(diào)用時
當goroutine需要做一個網(wǎng)絡IO調(diào)用時，G會和P分離，并移到集成了網(wǎng)絡輪詢器的運行時，一旦該輪詢器指示某個網(wǎng)絡讀或者寫操作已經(jīng)就緒，對應的goroutine就會重新分配到P上完成操作。
channel call時
當程序發(fā)起一個 channel call時，G會和P分離，G 的狀態(tài)會設置為 waiting，M 繼續(xù)執(zhí)行其他的 G。當 G 的調(diào)用完成，會有一個可用的 M 繼續(xù)執(zhí)行它。
任務竊取
另一種情況是P所分配的任務G很快就執(zhí)行完了（分配不均），這就導致了一個上下文P閑著沒事兒干而系統(tǒng)卻任然忙碌。
但是如果global runqueue沒有任務G了，那么P就不得不從其他的上下文P那里拿一些G來執(zhí)行。一般來說，如果上下文P從其他的上下文P那里要偷一個任務的話，一般就‘偷’run queue的一半，這就確保了每個OS線程都能充分的使用。
參考：
golang語言并發(fā)與并行——goroutine和channel的詳細理解（一） - Go語言中文網(wǎng) - Golang中文社區(qū)
Go語言開發(fā)（九）、Go語言并發(fā)編程-生命不息，奮斗不止-51CTO博客
Golang 的 goroutine 是如何實現(xiàn)的？ - 知乎
Goroutine 淺析
深入Go語言 - 8 goroutine_it知識共享
