runtime 是 Go 标准库中的核心模块，用于与 Go 运行时系统交互。以下是 runtime 的常见用法和一些关键 API 的实际场景说明。

---

1. 获取系统信息

1.1 获取逻辑 CPU 核心数

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	fmt.Println("逻辑 CPU 核心数:", runtime.NumCPU())
}

用法场景：优化并发程序的性能，例如根据 CPU 核心数设置 Goroutines 并发量。

---

1.2 获取当前 Go 版本

fmt.Println("Go 版本:", runtime.Version())

---

2. 设置并发行为

2.1 设置最大并发处理器数

runtime.GOMAXPROCS(4) // 将最大并发 Goroutines 设置为 4

用法场景：调节程序对多核 CPU 的利用率。适合在高并发场景下调整性能。

---

2.2 获取当前 Goroutines 数量

fmt.Println("当前 Goroutines 数量:", runtime.NumGoroutine())

用法场景：用于调试或监控 Goroutines 是否发生泄漏。

---

3. Goroutines 调度

3.1 手动让出执行权

runtime.Gosched()

用法场景：当前 Goroutine 主动让出 CPU，让调度器安排其他 Goroutines 执行。

示例：

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
	"time"
)

func main() {
	go func() {
		for i := 0; i < 5; i++ {
			fmt.Println("子 Goroutine")
			runtime.Gosched() // 主动让出执行权
		}
	}()

	for i := 0; i < 5; i++ {
		fmt.Println("主 Goroutine")
		time.Sleep(100 * time.Millisecond)
	}
}

---

3.2 退出当前 Goroutine

runtime.Goexit()

用法场景：在 Goroutine 中退出当前协程，而不影响其他 Goroutines。

示例：

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	go func() {
		defer fmt.Println("执行清理工作")
		fmt.Println("子 Goroutine 开始")
		runtime.Goexit() // 退出当前 Goroutine
		fmt.Println("这行不会被执行")
	}()
	
	// 主 Goroutine 等待
	select {}
}

---

4. 内存管理

4.1 手动触发垃圾回收

runtime.GC()

用法场景：强制触发垃圾回收，通常用于性能测试时测量某一时刻的内存使用情况。

---

4.2 获取内存统计信息

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	var stats runtime.MemStats
	runtime.ReadMemStats(&stats)
	fmt.Printf("已分配的内存: %d bytes\n", stats.Alloc)
	fmt.Printf("系统分配的内存: %d bytes\n", stats.Sys)
	fmt.Printf("垃圾回收次数: %d\n", stats.NumGC)
}

用法场景：监控内存使用，优化程序性能。

---

5. 性能调试

5.1 获取当前 Goroutines 的堆栈信息

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	buf := make([]byte, 1024)
	n := runtime.Stack(buf, true)
	fmt.Printf("堆栈信息:\n%s", buf[:n])
}

用法场景：调试死锁、 Goroutines 泄漏等问题。

---

5.2 控制阻塞采样

runtime.SetBlockProfileRate(1)

用法场景：性能分析中，检测 Goroutines 因 channel 或锁而阻塞的情况。

---

5.3 控制互斥锁采样

runtime.SetMutexProfileFraction(1)

用法场景：调试锁竞争问题，了解锁的使用频率。

---

6. 操作系统交互

6.1 获取操作系统线程的 ID

import "runtime/debug"

fmt.Println("线程 ID:", runtime.LockOSThread())

用法场景：绑定 Goroutine 到特定的线程，例如调用需要线程安全的外部库时。

---

综合示例：监控 Goroutines 和内存

以下代码展示了如何综合使用 runtime 中的功能监控 Goroutines 和内存使用情况：

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
	"time"
)

func main() {
	go func() {
		for {
			fmt.Println("运行 Goroutines 数量:", runtime.NumGoroutine())
			var mem runtime.MemStats
			runtime.ReadMemStats(&mem)
			fmt.Printf("已分配内存: %d KB\n", mem.Alloc/1024)
			time.Sleep(1 * time.Second)
		}
	}()

	for i := 0; i < 10; i++ {
		go func() {
			time.Sleep(5 * time.Second)
		}()
	}

	select {}
}

运行结果： 程序会输出当前 Goroutines 数量和内存使用情况，并实时监控 Goroutines 的变化。

---

总结

runtime 提供了丰富的功能来管理和调试 Go 程序，适合用于：

1. 监控系统状态（如 Goroutines 数量、内存使用）。
2. 调试问题（如 Goroutines 泄漏、锁竞争）。
3. 优化性能（如调整 GC、控制并发量）。

在使用 runtime 时，应注意其主要是用于底层交互，过度使用可能会破坏 Go 的抽象特性。