为什么我的 goroutine 相互等待而不是在完成后完成？

Question

我对 Go 很陌生，我的代码中有一件事我不明白。 我写了一个简单的冒泡排序算法（我知道它不是很有效；））。 现在我想启动 3 个 GoRoutines。每个线程都应该独立于其他线程对他的数组进行排序。完成后，函数。应该打印一个“完成”的消息。

这是我的代码：

package main 

import (
    "fmt"
    "time" //for time functions e.g. Now()
    "math/rand" //for pseudo random numbers
)


/* Simple bubblesort algorithm*/
func bubblesort(str string, a []int) []int {
    for n:=len(a); n>1; n-- {
        for i:=0; i<n-1; i++ {
            if a[i] > a[i+1] {
                a[i], a[i+1] = a[i+1], a[i] //swap
            }
        }
    }
    fmt.Println(str+" done") //done message
    return a
}

/*fill slice with pseudo numbers*/
func random_fill(a []int) []int {
    for i:=0; i<len(a); i++ { 
        a[i] = rand.Int()
    }
    return a
}

func main() {
   rand.Seed( time.Now().UTC().UnixNano()) //set seed for rand.

   a1 := make([]int, 34589) //create slice
   a2 := make([]int, 42) //create slice
   a3 := make([]int, 9999) //create slice

   a1 = random_fill(a1) //fill slice
   a2 = random_fill(a2) //fill slice
   a3 = random_fill(a3) //fill slice
   fmt.Println("Slices filled ...")

   go bubblesort("Thread 1", a1) //1. Routine Start
   go bubblesort("Thread 2", a2) //2. Routine Start
   go bubblesort("Thread 3", a3) //3. Routine Start
   fmt.Println("Main working ...")

   time.Sleep(1*60*1e9) //Wait 1 minute for the "done" messages
}

这是我得到的：

Slices filled ...
Main working ...
Thread 1 done
Thread 2 done
Thread 3 done

线程 2 不应该先完成，因为他的切片是最小的吗？ 似乎所有线程都在等待其他线程完成，因为“完成”消息同时出现，无论切片有多大..

我的脑虫在哪里？ =)

提前致谢。

*编辑： 将“time.Sleep(1)”放入bubblesort func的for循环中时。它似乎工作..但我想用这段代码记录不同机器上的持续时间（我知道，我必须改变随机的东西），所以 sleep 会伪造结果。

Answer 1

自 Go 1.2 发布以来，原始程序现在工作 可能工作无需修改。你可以在Playground试试。

这在Go 1.2 release notes 中有解释：

在以前的版本中，永远循环的 goroutine 可能会饿死 在同一线程上排除其他 goroutines，这是一个严重的问题 GOMAXPROCS 只提供了一个用户线程。在 Go 1.2 中，这部分是 解决：调度程序偶尔会在进入一个 函数。

Answer 2

重要的是在整个潜在的长时间运行的工作负载完成之前将处理器“让出”给其他进程的能力。这同样适用于单核环境或多核环境（因为Concurrency is not the same as Parallelism）。

这正是runtime.Gosched() 函数的作用：

Gosched 让出处理器，允许其他 goroutine 运行。它 不会暂停当前的 goroutine，因此会继续执行 自动。

请注意，“上下文切换”不是免费的：每次都会花费一些时间。

• 在我的机器上没有让步，你的程序在 5.1 秒内运行。
• 如果您在外循环 (for n:=len(a); n>1; n--) 中让步，它会在 5.2 秒内运行：开销很小。
• 如果你在内部循环中让步 (for i:=0; i<n-1; i++)，它会在 61.7 秒内运行：巨大的开销！！

这是修改后的程序正确地产生，开销很小：

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "runtime"
    "time"
)

/* Simple bubblesort algorithm*/
func bubblesort(str string, a []int, ch chan []int) {
    for n := len(a); n > 1; n-- {
        for i := 0; i < n-1; i++ {
            if a[i] > a[i+1] {
                a[i], a[i+1] = a[i+1], a[i] //swap
            }
        }
        runtime.Gosched() // yield after part of the workload
    }
    fmt.Println(str + " done") //done message
    ch <- a
}

/*fill slice with pseudo numbers*/
func random_fill(a []int) []int {
    for i := 0; i < len(a); i++ {
        a[i] = rand.Int()
    }
    return a
}

func main() {
    rand.Seed(time.Now().UTC().UnixNano()) //set seed for rand.

    a1 := make([]int, 34589) //create slice
    a2 := make([]int, 42)    //create slice
    a3 := make([]int, 9999)  //create slice

    a1 = random_fill(a1) //fill slice
    a2 = random_fill(a2) //fill slice
    a3 = random_fill(a3) //fill slice
    fmt.Println("Slices filled ...")

    ch1 := make(chan []int) //create channel of result
    ch2 := make(chan []int) //create channel of result
    ch3 := make(chan []int) //create channel of result

    go bubblesort("Thread 1", a1, ch1) //1. Routine Start
    go bubblesort("Thread 2", a2, ch2) //2. Routine Start
    go bubblesort("Thread 3", a3, ch3) //3. Routine Start
    fmt.Println("Main working ...")

    <-ch1 // Wait for result 1
    <-ch2 // Wait for result 2
    <-ch3 // Wait for result 3
}

输出：

Slices filled ...
Main working ...
Thread 2 done
Thread 3 done
Thread 1 done

我还使用渠道来实现集合点，正如我之前的评论中所建议的那样。

最好的问候:)

Answer 3

确实，对于你的 goroutine 的执行顺序没有任何保证。

但是，如果您通过明确让 2 个处理器内核运行来强制真正的并行处理：

import (
    "fmt"
    "time" //for time functions e.g. Now()
    "math/rand" //for pseudo random numbers
    "runtime"
)
...

func main() {
   runtime.GOMAXPROCS(2)

   rand.Seed( time.Now().UTC().UnixNano()) //set seed for rand.
...

然后你会得到预期的结果：

Slices filled ...
Main working ...
Thread 2 done
Thread 3 done
Thread 1 done

最好的问候