Wie erfolgt der Wechsel der Ausführung zwischen verschiedenen Goroutines in der Programmiersprache Go?

In der Programmiersprache Go erfolgt der Wechsel der Ausführung zwischen Goroutines durch den Scheduler des Go-Laufzeitsystems, der das M:N-Modell implementiert — eine Menge von Goroutines (M), die auf eine Menge von System-Threads (N) geplant werden.

Der Go-Scheduler arbeitet kooperativ und präemptiv:

• Eine Goroutine kann explizit die Kontrolle abgeben, indem sie runtime.Gosched() aufruft, was anderen Goroutines die Ausführung ermöglicht.
• Der Scheduler kann eine Goroutine an bestimmten Punkten unterbrechen (z.B. bei blockierenden Operationen, Systemaufrufen, Ein- und Ausgabetransaktionen).
• Das Go-Laufzeitsystem wechselt automatisch den Kontext zwischen Goroutines und speichert deren Zustand (Stack, Register).

Daher erfolgt der Wechsel zwischen Goroutines innerhalb des Go-Laufzeitsystems, und der Programmierer steuert dies in der Regel nicht direkt.

Beispiel für explizites Abgeben der Kontrolle:

goroutine1 := func() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("Goroutine 1 -", i)
        runtime.Gosched() // Kontrolle an andere Goroutines abgeben
    }
}

func main() {
    go goroutine1()
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("Haupt-Goroutine -", i)
    }
}

Hier ermöglicht runtime.Gosched() den Wechsel zu anderen Goroutines.