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前言

Goroutine 是 Go 语言的并发执行单元，是Go语言并发的基础。本文将从源码的角度，解读Goroutine的创建、销毁、状态转移等过程。

协程数据结构

type g struct {
    // 栈参数。
    // stack 描述了实际的栈内存：[stack.lo, stack.hi)。
    // stackguard0 是在 Go 栈增长序言中比较的栈指针。
    // 它通常是 stack.lo+StackGuard，但可以是 StackPreempt 以触发抢占。
    // stackguard1 是在 //go:systemstack 栈增长序言中比较的栈指针。
    // 它在 g0 和 gsignal 栈上是 stack.lo+StackGuard。
    // 在其他协程栈上是 ~0，以触发对 morestackc 的调用（并崩溃）。
    stack       stack   // 偏移量已知 runtime/cgo
    stackguard0 uintptr // 偏移量已知 liblink
    stackguard1 uintptr // 偏移量已知 liblink

    _panic    *_panic // 最内层的 panic - 偏移量已知 liblink
    _defer    *_defer // 最内层的 defer
    m         *m      // 当前执行的 m; 偏移量已知 arm liblink
    sched     gobuf   // 调度相关信息
    syscallsp uintptr // 如果 status==Gsyscall，syscallsp = sched.sp 用于 gc
    syscallpc uintptr // 如果 status==Gsyscall，syscallpc = sched.pc 用于 gc
    syscallbp uintptr // 如果 status==Gsyscall，syscallbp = sched.bp 用于 fpTraceback
    stktopsp  uintptr // 栈顶的预期 sp，用于 traceback 检查
    // param 是一个通用指针参数字段，用于在特定上下文中传递值，
    // 这些上下文中找到其他存储参数的地方会很困难。它目前有四种用法：
    // 1. 当一个通道操作唤醒一个阻塞的协程时，它将 param 设置为指向已完成的阻塞操作的 sudog。
    // 2. 由 gcAssistAlloc1 用于向其调用者发信号，表明协程完成了 GC 周期。以其他方式这样做是不安全的，因为协程的栈可能在此期间已移动。
    // 3. 由 debugCallWrap 用于将参数传递给一个新的协程，因为在运行时分配闭包是被禁止的。
    // 4. 当一个 panic 被恢复并且控制返回到相应的帧时，param 可能指向一个 savedOpenDeferState。
    param        unsafe.Pointer
    atomicstatus atomic.Uint32
    stackLock    uint32 // sigprof/scang 锁；TODO: 合并到 atomicstatus
    goid         uint64
    schedlink    guintptr
    waitsince    int64      // 大约阻塞的时间
    waitreason   waitReason // 如果 status==Gwaiting

    preempt       bool // 抢占信号，重复 stackguard0 = stackpreempt
    preemptStop   bool // 在抢占时转换为 _Gpreempted；否则，只是取消调度
    preemptShrink bool // 在同步安全点缩小栈

    // asyncSafePoint 表示 g 是否在异步安全点停止。这意味着栈上有没有精确指针信息的帧。
    asyncSafePoint bool

    paniconfault bool // 在意外的故障地址上 panic（而不是崩溃）
    gcscandone   bool // g 已扫描栈；受 status 中的 _Gscan 位保护
    throwsplit   bool // 不得分割栈
    // activeStackChans 表示是否有未锁定的通道指向此协程的栈。如果为 true，栈复制需要获取通道锁以保护这些栈区域。
    activeStackChans bool
    // parkingOnChan 表示协程即将停放在 chansend 或 chanrecv 上。用于在栈缩小时发出不安全点信号。
    parkingOnChan atomic.Bool
    // inMarkAssist 表示协程是否在标记辅助中。由执行跟踪器使用。
    inMarkAssist bool
    coroexit     bool // 协程切换时的参数

    raceignore    int8  // 忽略竞争检测事件
    nocgocallback bool  // 是否禁用从 C 回调
    tracking      bool  // 是否跟踪此 G 的调度延迟统计
    trackingSeq   uint8 // 用于决定是否跟踪此 G
    trackingStamp int64 // G 最后一次开始被跟踪的时间戳
    runnableTime  int64 // 可运行时间，在运行时清除，仅在跟踪时使用
    lockedm       muintptr
    sig           uint32
    writebuf      []byte
    sigcode0      uintptr
    sigcode1      uintptr
    sigpc         uintptr
    parentGoid    uint64          // 创建此协程的协程的 goid
    gopc          uintptr         // 创建此协程的 go 语句的 pc
    ancestors     *[]ancestorInfo // 创建此协程的祖先协程信息（仅在 debug.tracebackancestors 时使用）
    startpc       uintptr         // 协程函数的 pc
    racectx       uintptr
    waiting       *sudog         // 此 g 正在等待的 sudog 结构（具有有效的 elem 指针）；按锁顺序排列
    cgoCtxt       []uintptr      // cgo 回溯上下文
    labels        unsafe.Pointer // 分析器标签
    timer         *timer         // 缓存的 time.Sleep 定时器
    sleepWhen     int64          // 何时休眠
    selectDone    atomic.Uint32  // 我们是否参与了 select 并且有人赢得了比赛

    // goroutineProfiled 表示此协程的栈在当前进行中的协程分析中的状态
    goroutineProfiled goroutineProfileStateHolder

    coroarg *coro // 协程切换期间的参数

    // 每个 G 的跟踪器状态。
    trace gTraceState

    // 每个 G 的 GC 状态

    // gcAssistBytes 是此 G 的 GC 辅助信用，以分配的字节数表示。如果这是正数，则 G 有信用可以分配 gcAssistBytes 字节而无需辅助。如果这是负数，则 G 必须通过执行扫描工作来纠正此问题。我们以字节为单位跟踪这个，以便在 malloc 热路径中快速更新和检查债务。辅助比率决定了这与扫描工作债务的对应关系。
    gcAssistBytes int64
}

协程的创建