Go語(yǔ)言是一種開(kāi)源的編程語(yǔ)言，被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)編程、云計(jì)算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域。
成都創(chuàng)新互聯(lián)公司是專業(yè)的余江網(wǎng)站建設(shè)公司，余江接單;提供成都做網(wǎng)站、網(wǎng)站建設(shè)、外貿(mào)營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)站建設(shè),網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì),網(wǎng)站設(shè)計(jì),建網(wǎng)站,PHP網(wǎng)站建設(shè)等專業(yè)做網(wǎng)站服務(wù);采用PHP框架,可快速的進(jìn)行余江網(wǎng)站開(kāi)發(fā)網(wǎng)頁(yè)制作和功能擴(kuò)展;專業(yè)做搜索引擎喜愛(ài)的網(wǎng)站,專業(yè)的做網(wǎng)站團(tuán)隊(duì),希望更多企業(yè)前來(lái)合作!
go語(yǔ)言的三位作者
Go語(yǔ)言的設(shè)計(jì)目標(biāo)是成為一種語(yǔ)法簡(jiǎn)潔、執(zhí)行效率高、并發(fā)性能強(qiáng)大的編程語(yǔ)言。它由Google公司研發(fā)，于2009年首次發(fā)布，并于2012年成為了開(kāi)源項(xiàng)目。Go語(yǔ)言具有C語(yǔ)言的表達(dá)能力和Python的開(kāi)發(fā)效率，同時(shí)還擁有自己獨(dú)特的語(yǔ)法和特性，如協(xié)程、垃圾回收機(jī)制等。因此，它被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)編程、云計(jì)算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域，并且越來(lái)越受到開(kāi)發(fā)者的青睞。
Go語(yǔ)言的出現(xiàn)，填補(bǔ)了許多編程語(yǔ)言在并發(fā)編程方面的空缺。它提供了一種輕量級(jí)線程模型，通過(guò)協(xié)程（goroutine）的方式，實(shí)現(xiàn)了高效的并發(fā)編程。同時(shí)，Go語(yǔ)言還支持內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)編程和字節(jié)序列編解碼庫(kù)，使得網(wǎng)絡(luò)編程變得更加容易和高效。在云計(jì)算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域，Go語(yǔ)言也得到了廣泛的應(yīng)用。例如，Docker和Kubernetes等開(kāi)源項(xiàng)目就是用Go語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。此外，Go語(yǔ)言還具有代碼可讀性高、編譯速度快、編譯后的可執(zhí)行文件體積小等優(yōu)點(diǎn)，使得它成為了開(kāi)發(fā)高性能、高并發(fā)應(yīng)用的理想語(yǔ)言之一。
Goroutine調(diào)度是一個(gè)很復(fù)雜的機(jī)制，下面嘗試用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言描述一下Goroutine調(diào)度機(jī)制，想要對(duì)其有更深入的了解可以去研讀一下源碼。
首先介紹一下GMP什么意思：
G ----------- goroutine: 即Go協(xié)程，每個(gè)go關(guān)鍵字都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)協(xié)程。
M ---------- thread內(nèi)核級(jí)線程，所有的G都要放在M上才能運(yùn)行。
P ----------- processor處理器，調(diào)度G到M上，其維護(hù)了一個(gè)隊(duì)列，存儲(chǔ)了所有需要它來(lái)調(diào)度的G。
Goroutine 調(diào)度器P和 OS 調(diào)度器是通過(guò) M 結(jié)合起來(lái)的，每個(gè) M 都代表了 1 個(gè)內(nèi)核線程，OS 調(diào)度器負(fù)責(zé)把內(nèi)核線程分配到 CPU 的核上執(zhí)行
模型圖：
避免頻繁的創(chuàng)建、銷(xiāo)毀線程，而是對(duì)線程的復(fù)用。
1）work stealing機(jī)制
當(dāng)本線程無(wú)可運(yùn)行的G時(shí)，嘗試從其他線程綁定的P偷取G，而不是銷(xiāo)毀線程。
2）hand off機(jī)制
當(dāng)本線程M0因?yàn)镚0進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用阻塞時(shí)，線程釋放綁定的P，把P轉(zhuǎn)移給其他空閑的線程執(zhí)行。進(jìn)而某個(gè)空閑的M1獲取P，繼續(xù)執(zhí)行P隊(duì)列中剩下的G。而M0由于陷入系統(tǒng)調(diào)用而進(jìn)被阻塞，M1接替M0的工作，只要P不空閑，就可以保證充分利用CPU。M1的來(lái)源有可能是M的緩存池，也可能是新建的。當(dāng)G0系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束后，根據(jù)M0是否能獲取到P，將會(huì)將G0做不同的處理：
如果有空閑的P，則獲取一個(gè)P，繼續(xù)執(zhí)行G0。
如果沒(méi)有空閑的P，則將G0放入全局隊(duì)列，等待被其他的P調(diào)度。然后M0將進(jìn)入緩存池睡眠。
如下圖
GOMAXPROCS設(shè)置P的數(shù)量，最多有GOMAXPROCS個(gè)線程分布在多個(gè)CPU上同時(shí)運(yùn)行
在Go中一個(gè)goroutine最多占用CPU 10ms，防止其他goroutine被餓死。
具體可以去看另一篇文章
【Golang詳解】go語(yǔ)言調(diào)度機(jī)制 搶占式調(diào)度
當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)新的G之后優(yōu)先加入本地隊(duì)列，如果本地隊(duì)列滿了，會(huì)將本地隊(duì)列的G移動(dòng)到全局隊(duì)列里面，當(dāng)M執(zhí)行work stealing從其他P偷不到G時(shí)，它可以從全局G隊(duì)列獲取G。
協(xié)程經(jīng)歷過(guò)程
我們創(chuàng)建一個(gè)協(xié)程 go func()經(jīng)歷過(guò)程如下圖：
說(shuō)明：
這里有兩個(gè)存儲(chǔ)G的隊(duì)列，一個(gè)是局部調(diào)度器P的本地隊(duì)列、一個(gè)是全局G隊(duì)列。新創(chuàng)建的G會(huì)先保存在P的本地隊(duì)列中，如果P的本地隊(duì)列已經(jīng)滿了就會(huì)保存在全局的隊(duì)列中；處理器本地隊(duì)列是一個(gè)使用數(shù)組構(gòu)成的環(huán)形鏈表，它最多可以存儲(chǔ) 256 個(gè)待執(zhí)行任務(wù)。
G只能運(yùn)行在M中，一個(gè)M必須持有一個(gè)P，M與P是1：1的關(guān)系。M會(huì)從P的本地隊(duì)列彈出一個(gè)可執(zhí)行狀態(tài)的G來(lái)執(zhí)行，如果P的本地隊(duì)列為空，就會(huì)想其他的MP組合偷取一個(gè)可執(zhí)行的G來(lái)執(zhí)行；
一個(gè)M調(diào)度G執(zhí)行的過(guò)程是一個(gè)循環(huán)機(jī)制；會(huì)一直從本地隊(duì)列或全局隊(duì)列中獲取G
上面說(shuō)到P的個(gè)數(shù)默認(rèn)等于CPU核數(shù)，每個(gè)M必須持有一個(gè)P才可以執(zhí)行G，一般情況下M的個(gè)數(shù)會(huì)略大于P的個(gè)數(shù)，這多出來(lái)的M將會(huì)在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時(shí)發(fā)揮作用。類(lèi)似線程池，Go也提供一個(gè)M的池子，需要時(shí)從池子中獲取，用完放回池子，不夠用時(shí)就再創(chuàng)建一個(gè)。
work-stealing調(diào)度算法：當(dāng)M執(zhí)行完了當(dāng)前P的本地隊(duì)列隊(duì)列里的所有G后，P也不會(huì)就這么在那躺尸啥都不干，它會(huì)先嘗試從全局隊(duì)列隊(duì)列尋找G來(lái)執(zhí)行，如果全局隊(duì)列為空，它會(huì)隨機(jī)挑選另外一個(gè)P，從它的隊(duì)列里中拿走一半的G到自己的隊(duì)列中執(zhí)行。
如果一切正常，調(diào)度器會(huì)以上述的那種方式順暢地運(yùn)行，但這個(gè)世界沒(méi)這么美好，總有意外發(fā)生，以下分析goroutine在兩種例外情況下的行為。
Go runtime會(huì)在下面的goroutine被阻塞的情況下運(yùn)行另外一個(gè)goroutine：
用戶態(tài)阻塞/喚醒
當(dāng)goroutine因?yàn)閏hannel操作或者network I/O而阻塞時(shí)（實(shí)際上golang已經(jīng)用netpoller實(shí)現(xiàn)了goroutine網(wǎng)絡(luò)I/O阻塞不會(huì)導(dǎo)致M被阻塞，僅阻塞G，這里僅僅是舉個(gè)栗子），對(duì)應(yīng)的G會(huì)被放置到某個(gè)wait隊(duì)列(如channel的waitq)，該G的狀態(tài)由_Gruning變?yōu)開(kāi)Gwaitting，而M會(huì)跳過(guò)該G嘗試獲取并執(zhí)行下一個(gè)G，如果此時(shí)沒(méi)有可運(yùn)行的G供M運(yùn)行，那么M將解綁P，并進(jìn)入sleep狀態(tài)；當(dāng)阻塞的G被另一端的G2喚醒時(shí)（比如channel的可讀/寫(xiě)通知），G被標(biāo)記為，嘗試加入G2所在P的runnext（runnext是線程下一個(gè)需要執(zhí)行的 Goroutine。）， 然后再是P的本地隊(duì)列和全局隊(duì)列。
系統(tǒng)調(diào)用阻塞
當(dāng)M執(zhí)行某一個(gè)G時(shí)候如果發(fā)生了阻塞操作，M會(huì)阻塞，如果當(dāng)前有一些G在執(zhí)行，調(diào)度器會(huì)把這個(gè)線程M從P中摘除，然后再創(chuàng)建一個(gè)新的操作系統(tǒng)的線程(如果有空閑的線程可用就復(fù)用空閑線程)來(lái)服務(wù)于這個(gè)P。當(dāng)M系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束時(shí)候，這個(gè)G會(huì)嘗試獲取一個(gè)空閑的P執(zhí)行，并放入到這個(gè)P的本地隊(duì)列。如果獲取不到P，那么這個(gè)線程M變成休眠狀態(tài)， 加入到空閑線程中，然后這個(gè)G會(huì)被放入全局隊(duì)列中。
隊(duì)列輪轉(zhuǎn)
可見(jiàn)每個(gè)P維護(hù)著一個(gè)包含G的隊(duì)列，不考慮G進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)用或IO操作的情況下，P周期性的將G調(diào)度到M中執(zhí)行，執(zhí)行一小段時(shí)間，將上下文保存下來(lái)，然后將G放到隊(duì)列尾部，然后從隊(duì)列中重新取出一個(gè)G進(jìn)行調(diào)度。
除了每個(gè)P維護(hù)的G隊(duì)列以外，還有一個(gè)全局的隊(duì)列，每個(gè)P會(huì)周期性地查看全局隊(duì)列中是否有G待運(yùn)行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊(duì)列中G的來(lái)源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G。之所以P會(huì)周期性地查看全局隊(duì)列，也是為了防止全局隊(duì)列中的G被餓死。
除了每個(gè)P維護(hù)的G隊(duì)列以外，還有一個(gè)全局的隊(duì)列，每個(gè)P會(huì)周期性地查看全局隊(duì)列中是否有G待運(yùn)行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊(duì)列中G的來(lái)源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G。之所以P會(huì)周期性地查看全局隊(duì)列，也是為了防止全局隊(duì)列中的G被餓死。
M0
M0是啟動(dòng)程序后的編號(hào)為0的主線程，這個(gè)M對(duì)應(yīng)的實(shí)例會(huì)在全局變量rutime.m0中，不需要在heap上分配，M0負(fù)責(zé)執(zhí)行初始化操作和啟動(dòng)第一個(gè)G，在之后M0就和其他的M一樣了
G0
G0是每次啟動(dòng)一個(gè)M都會(huì)第一個(gè)創(chuàng)建的goroutine，G0僅用于負(fù)責(zé)調(diào)度G，G0不指向任何可執(zhí)行的函數(shù)，每個(gè)M都會(huì)有一個(gè)自己的G0，在調(diào)度或系統(tǒng)調(diào)用時(shí)會(huì)使用G0的?？臻g，全局變量的G0是M0的G0
一個(gè)G由于調(diào)度被中斷，此后如何恢復(fù)？
中斷的時(shí)候?qū)⒓拇嫫骼锏臈Ｐ畔?，保存到自己的G對(duì)象里面。當(dāng)再次輪到自己執(zhí)行時(shí)，將自己保存的棧信息復(fù)制到寄存器里面，這樣就接著上次之后運(yùn)行了。
我這里只是根據(jù)自己的理解進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，想要詳細(xì)了解有關(guān)GMP的底層原理可以去看Go調(diào)度器 G-P-M 模型的設(shè)計(jì)者的文檔或直接看源碼
參考： ()
()
1. 保留但大幅度簡(jiǎn)化指針
Go語(yǔ)言保留著C中值和指針的區(qū)別，但是對(duì)于指針?lè)爆嵱梅ㄟM(jìn)行了大量的簡(jiǎn)化，引入引用的概念。所以在Go語(yǔ)言中，你幾乎不用擔(dān)心會(huì)因?yàn)橹苯硬僮鲀?nèi)寸而引起各式各樣的錯(cuò)誤。
2. 多參數(shù)返回
還記得在C里面為了回饋多個(gè)參數(shù)，不得不開(kāi)辟幾段指針傳到目標(biāo)函數(shù)中讓其操作么？在Go里面這是完全不必要的。而且多參數(shù)的支持讓Go無(wú)需使用繁瑣的exceptions體系，一個(gè)函數(shù)可以返回期待的返回值加上error，調(diào)用函數(shù)后立刻處理錯(cuò)誤信息，清晰明了。
3. Array，slice，map等內(nèi)置基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
如果你習(xí)慣了Python中簡(jiǎn)潔的list和dict操作，在Go語(yǔ)言中，你不會(huì)感到孤單。一切都是那么熟悉，而且更加高效。如果你是C++程序員，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你又找到了STL的vector 和 map這對(duì)朋友。
4. Interface
Go語(yǔ)言最讓人贊嘆不易的特性，就是interface的設(shè)計(jì)。任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只要實(shí)現(xiàn)了interface所定義的函數(shù)，自動(dòng)就implement了這個(gè)interface，沒(méi)有像Java那樣冗長(zhǎng)的class申明，提供了靈活太多的設(shè)計(jì)度和OO抽象度，讓你的代碼也非常干凈。千萬(wàn)不要以為你習(xí)慣了Java那種一條一條加implements的方式，感覺(jué)還行，等接口的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜的時(shí)候，無(wú)數(shù)Bug正在后面等著你。
同時(shí)，正因?yàn)槿绱?，Go語(yǔ)言的interface可以用來(lái)表示任何generic的東西，比如一個(gè)空的interface，可以是string可以是int，可以是任何數(shù)據(jù)類(lèi)型，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)類(lèi)型都不需要實(shí)現(xiàn)任何函數(shù)，自然就滿足空interface的定義了。加上Go語(yǔ)言的type assertion，可以提供一般動(dòng)態(tài)語(yǔ)言才有的duck typing特性， 而仍然能在compile中捕捉明顯的錯(cuò)誤。
5. OO
Go語(yǔ)言本質(zhì)上不是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，它還是過(guò)程化的。但是，在Go語(yǔ)言中， 你可以很輕易的做大部分你在別的OO語(yǔ)言中能做的事，用更簡(jiǎn)單清晰的邏輯。是的，在這里，不需要class，仍然可以繼承，仍然可以多態(tài)，但是速度卻快得多。因?yàn)楸举|(zhì)上，OO在Go語(yǔ)言中，就是普通的struct操作。
6. Goroutine
這個(gè)幾乎算是Go語(yǔ)言的招牌特性之一了，我也不想多提。如果你完全不了解Goroutine，那么你只需要知道，這玩意是超級(jí)輕量級(jí)的類(lèi)似線程的東西，但通過(guò)它，你不需要復(fù)雜的線程操作鎖操作，不需要care調(diào)度，就能玩轉(zhuǎn)基本的并行程序。在Go語(yǔ)言里，觸發(fā)一個(gè)routine和erlang spawn一樣簡(jiǎn)單。基本上要掌握Go語(yǔ)言，以Goroutine和channel為核心的內(nèi)存模型是必須要懂的。不過(guò)請(qǐng)放心，真的非常簡(jiǎn)單。
7. 更多現(xiàn)代的特性
和C比較，Go語(yǔ)言完全就是一門(mén)現(xiàn)代化語(yǔ)言，原生支持的Unicode, garbage collection, Closures(是的，和functional programming language類(lèi)似), function是first class object，等等等等。
看到這里，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，我用了很多輕易，簡(jiǎn)單，快速之類(lèi)的形容詞來(lái)形容Go語(yǔ)言的特點(diǎn)。我想說(shuō)的是，一點(diǎn)都不夸張，連Go語(yǔ)言的入門(mén)學(xué)習(xí)到提高，都比別的語(yǔ)言門(mén)檻低太多太多。在大部分人都有C的背景的時(shí)代，對(duì)于Go語(yǔ)言，從入門(mén)到能夠上手做項(xiàng)目，最多不過(guò)半個(gè)月。Go語(yǔ)言給人的感覺(jué)就是太直接了，什么都直接，讀源代碼直接，寫(xiě)自己的代碼也直接。
重慶分公司
重慶分公司
