光看标题,大家可能不太理解我说的是啥。
我们平时创建一个协程,跑一段逻辑,代码大概长这样。
1 | package main |
注意这上面”打印 2“是在defer
中的,所以会在函数结束前打印。因此后置于”打印 3“。
那么今天的问题是,如何让Foo()
函数跑一半就结束,比如说跑到打印 2,就退出协程。输出如下结果
1 | 打印4 |
也不卖关子了,我这边直接说答案。
在”打印 2”后面插入一个 runtime.Goexit()
, 协程就会直接结束。并且结束前还能执行到defer
里的打印 2。
1 | package main |
可以看到打印 3这一行没出现了,协程确实提前结束了。
其实面试题到这里就讲完了,这一波自问自答可还行?
但这不是今天的重点,我们需要搞搞清楚内部的逻辑。
runtime.Goexit()是什么?
看一下内部实现。
1 | func Goexit() { |
从代码上看,runtime.Goexit()
会先执行一下defer
里的方法,这里就解释了开头的代码里为什么在 defer 里的打印 2能正常输出。
然后代码再执行goexit1
。本质就是对goexit0
的简单封装。
我们可以把代码继续跟下去,看看goexit0
做了什么。
1 | // goexit continuation on g0. |
这段代码,信息密度比较大。
很多名词可能让人一脸懵。
简单描述下,Go 语言里有个GMP 模型的说法,M
是内核线程,G
也就是我们平时用的协程goroutine
,P
会在G和M之间
做工具人,负责调度G
到M
上运行。
既然是调度,也就是说不是每个G
都能一直处于运行状态,等 G 不能运行时,就把它存起来,再调度下一个能运行的 G 过来运行。
暂时不能运行的 G,P 上会有个本地队列去存放这些这些 G,P 的本地队列存不下的话,还有个全局队列,干的事情也类似。
了解这个背景后,再回到 goexit0
方法看看,做的事情就是将当前的协程 G 置为_Gdead
状态,然后把它从 M 上摘下来,尝试放回到 P 的本地队列中。然后重新调度一波,获取另一个能跑的 G,拿出来跑。
所以简单总结一下,只要执行 goexit 这个函数,当前协程就会退出,同时还能调度下一个可执行的协程出来跑。
看到这里,大家应该就能理解,开头的代码里,为什么runtime.Goexit()
能让协程只执行一半就结束了。
goexit 的用途
看是看懂了,但是会忍不住疑惑。面试这么问问,那只能说明你遇到了一个喜欢为难年轻人的面试官,但正经人谁会没事跑一半协程就结束呢?所以goexit
的真实用途是啥?
有个小细节,不知道大家平时 debug 的时候有没有关注过。
为了说明问题,这里先给出一段代码。
1 | package main |
这是一段非常简单的代码,输出什么完全不重要。通过go
关键字启动了一个goroutine
执行Foo()
,里面打印一下就结束,主协程sleep
很长时间,只为死等。
这里我们新启动的协程里,在Foo()
函数内随便打个断点。然后debug
一下。
会发现,这个协程的堆栈底部是从runtime.goexit()
里开始启动的。
如果大家平时有注意观察,会发现,其实所有的堆栈底部,都是从这个函数开始的。我们继续跟跟代码。
goexit 是什么?
从上面的debug
堆栈里点进去会发现,这是个汇编函数,可以看出调用的是runtime
包内的 goexit1()
函数。
1 | // The top-most function running on a goroutine |
于是跟到了pruntime/proc.go
里的代码中。
1 | // 省略部分代码 |
是不是很熟悉,这不就是我们开头讲runtime.Goexit()
里内部执行的goexit0
吗。
为什么每个堆栈底部都是这个方法?
我们首先需要知道的是,函数栈的执行过程,是先进后出。
假设我们有以下代码
1 | func main() { |
上面的代码是 main 运行 B 函数,B 函数再运行 A 函数,代码执行时就跟下面的动图那样。
这个是先进后出的过程,也就是我们常说的函数栈,执行完子函数 A()后,就会回到父函数 B()中,执行完B()后,最后就会回到main()。这里的栈底是main()
,如果在栈底插入的是 goexit
的话,那么当程序执行结束的时候就都能跑到goexit
里去。
结合前面讲过的内容,我们就能知道,此时栈底的goexit
,会在协程内的业务代码跑完后被执行到,从而实现协程退出,并调度下一个可执行的 G来运行。
那么问题又来了,栈底插入goexit
这件事是谁做的,什么时候做的?
直接说答案,这个在runtime/proc.go
里有个newproc1
方法,只要是创建协程都会用到这个方法。里面有个地方是这么写的。
1 | func newproc1(fn *funcval, argp unsafe.Pointer, narg int32, callergp *g, callerpc uintptr) { |
主要的逻辑是获取当前协程 G 所在的调度器 P,然后创建一个新 G,并在栈底插入一个 goexit。
所以我们每次 debug 的时候,就都能看到函数栈底部有个 goexit 函数。
main 函数也是个协程,栈底也是 goexit?
关于 main 函数栈底是不是也有个goexit
,我们对下面代码断点看下。直接得出结果。
main 函数栈底也是goexit()
。
从 asm_amd64.s
可以看到 Go 程序启动的流程,这里提到的 runtime·mainPC
其实就是 runtime.main
.
1 | // create a new goroutine to start program |
通过runtime·newproc
创建runtime.main
协程,然后在runtime.main
里会启动main.main
函数,这个就是我们平时写的那个 main 函数了。
1 | // runtime/proc.go |
结论是,其实 main 函数也是由 newproc 创建的,只要通过 newproc 创建的 goroutine,栈底就会有一个 goexit。
os.Exit()和 runtime.Goexit()有什么区别
最后再回到开头的问题,实现一下首尾呼应。
开头的面试题,除了runtime.Goexit()
,是不是还可以改为用os.Exit()
?
同样都是带有”退出”的含义,两者退出的对象不同。os.Exit()
指的是整个进程退出;而runtime.Goexit()
指的是协程退出。
可想而知,改用os.Exit()
这种情况下,defer 里的内容就不会被执行到了。
1 | package main |
总结
- 通过
runtime.Goexit()
可以做到提前结束协程,且结束前还能执行到 defer 的内容 runtime.Goexit()
其实是对 goexit0 的封装,只要执行 goexit0 这个函数,当前协程就会退出,同时还能调度下一个可执行的协程出来跑。- 通过
newproc
可以创建出新的goroutine
,它会在函数栈底部插入一个 goexit。 os.Exit()
指的是整个进程退出;而runtime.Goexit()
指的是协程退出。两者含义有区别。
最后
无用的知识又增加了。
一般情况下,业务开发中,谁会没事执行这个函数呢?
但是开发中不关心,不代表面试官不关心!
下次面试官问你,如果想在 goroutine 执行一半就退出协程,该怎么办?你知道该怎么回答了吧?
好了,兄弟们,有没有发现这篇文章写的又水又短,真的是因为我变懒了吗?
不!
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我是为了兄弟们的身体健康考虑,保持蹲姿太久对身体不好,懂?
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算了。
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参考资料
饶大的《哪来里的 goexit?》- https://qcrao.com/2021/06/07/where-is-goexit-from/