为什么这个 goroutine 没有运行，即使有一个`time.Sleep`？

Question

获取这段代码：

func main() {
    var x int
    go func() {
        for {
            x++
        }
    }()
    time.Sleep(time.Second)
    fmt.Println("x =", x)
}

为什么x最后等于0？我知道 Go 的调度程序需要 time.Sleep() 调用来获取 goroutine，但为什么它不这样做呢？

提示： 将time.Sleep() 或对runtime.Gosched() 的调用放入for 循环可修复此代码。但为什么呢？

更新：检查相同代码的以下版本：

func main() {
    var x int
    go func() {
        for i := 0; i < 10000; i++ {
            x++
        }
    }()
    time.Sleep(time.Second)
    fmt.Println("x =", x)
}

奇怪的是，goroutine 中的代码现在被执行了，x 不再是 0。编译器在这里做了任何优化吗？

Answer 1

了解您在此处询问的内容很重要。 Go 中没有保证这个程序会做任何特别的事情，因为这个程序是无效的。但是作为对优化器的探索，提供一些关于它当前是如何实现的见解可能会很有趣。任何依赖此信息的程序都非常脆弱和无效，但它仍然是一种好奇心。

我们可以编译程序，然后看看输出。我特别喜欢你给出的两个版本，因为它们让我们看到了差异。我已经使用 Hopper 完成了我的反编译（这些是使用 go1.14 darwin/amd64 编译的）。

在第二种情况下，goroutine 看起来像你想的那样：

void _main.main.func1(int arg0, int arg1, int arg2, int arg3, int arg4, int arg5, int arg6) {
    rax = arg6;
    for (rcx = 0x0; rcx < 0x2710; rcx = rcx + 0x1) {
            *rax = *rax + 0x1;
    }
    return;
}

这里没有什么太令人惊讶的了。但是你好奇的第一个案例呢：

_main.main.func1:
    goto _main.main.func1;

它变成了一个noop。毫不夸张的说;这是程序集：

                     _main.main.func1:
000000000109d1b0         nop                                                    ; CODE XREF=_main.main.func1+1
000000000109d1b1         jmp        _main.main.func1                            ; _main.main.func1

这是怎么发生的？嗯，编译器可以看看这段代码：

go func() {
    for {
        x++
    }
}()

它知道没有任何东西会读取x。任何东西都无法读取x，因为x 周围没有锁定，而且这个goroutine 永远不会终止。因此，在这个 goroutine 完成之后，没有任何东西可以读取 x 。请参阅The Go Memory Model，了解更多关于某事在某事之前或之后发生的含义。

“但我确实读过 x！”不，你没有。那将是无效代码，编译器知道您没有编写无效代码。当比赛检测器告诉您这是无效的时，谁会这样做？因此，由于编译器可以清楚地看到没有任何内容读取过x，因此没有理由费心更新它。

在您的有限循环示例中，goroutine 终止，因此之后可能会读取 x。编译器不够聪明，无法注意到从未进行过 valid 读取，因此它没有尽可能地优化它。也许未来的编译器会足够聪明，在这两种情况下都输出 0。也许未来的编译器会足够聪明，在第一种情况下完全删除你的无操作 goroutine。

但是这里的关键点是无限循环的情况是完全正确的，尽管效率比它可能的要低一些。并且非无限循环的情况也是完全正确的，尽管它的效率要低得多。

Answer 2

这是一个普遍的多处理问题，不是特定于 goroutines 或 Go 的。

无法保证代码中语句的执行顺序。例如，以下序列是可能的（假设“G”是您的 goroutine，“M”是 main 中的代码）：

1. M：x 已定义
2. M: G 定义并调用
3. M：Sleep 已调用
4. M: Sleep 完成
5. 男：Println (x = 0)
6. G：x++
7. G：x++
8. ...（有些次数，甚至可能是 0 次）
9. 程序结束

观察一些交错尝试：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    var x int

    go func() {
        for {
            time.Sleep(time.Second) 
            x++
        }
    }()
    time.Sleep(5*time.Second)
    fmt.Println("x =", x)
}

但是，仍然无法保证。要获得任何保证，请使用任何同步技术，例如渠道。