golang的線程模型——GMP模型

內(nèi)核線程（Kernel-Level Thread ，KLT）

為達茂旗等地區(qū)用戶提供了全套網(wǎng)頁設(shè)計制作服務，及達茂旗網(wǎng)站建設(shè)行業(yè)解決方案。主營業(yè)務為網(wǎng)站設(shè)計、成都做網(wǎng)站、達茂旗網(wǎng)站設(shè)計，以傳統(tǒng)方式定制建設(shè)網(wǎng)站，并提供域名空間備案等一條龍服務，秉承以專業(yè)、用心的態(tài)度為用戶提供真誠的服務。我們深信只要達到每一位用戶的要求，就會得到認可，從而選擇與我們長期合作。這樣，我們也可以走得更遠！

輕量級進程（Light Weight Process,LWP）：輕量級進程就是我們通常意義上所講的線程，由于每個輕量級進程都由一個內(nèi)核線程支持，因此只有先支持內(nèi)核線程，才能有輕量級進程

用戶線程與系統(tǒng)線程一一對應，用戶線程執(zhí)行如lo操作的系統(tǒng)調(diào)用時，來回切換操作開銷相對比較大

多個用戶線程對應一個內(nèi)核線程，當內(nèi)核線程對應的一個用戶線程被阻塞掛起時候，其他用戶線程也阻塞不能執(zhí)行了。

多對多模型是可以充分利用多核CPU提升運行效能的

go線程模型包含三個概念：內(nèi)核線程(M)，goroutine(G),G的上下文環(huán)境（P）；

GMP模型是goalng特有的。

P與M一般是一一對應的。P（上下文）管理著一組G（goroutine）掛載在M（內(nèi)核線程）上運行，圖中左邊藍色為正在執(zhí)行狀態(tài)的goroutine，右邊為待執(zhí)行狀態(tài)的goroutiine隊列。P的數(shù)量由環(huán)境變量GOMAXPROCS的值或程序運行runtime.GOMAXPROCS()進行設(shè)置。

當一個os線程在執(zhí)行M1一個G1發(fā)生阻塞時，調(diào)度器讓M1拋棄P，等待G1返回，然后另起一個M2接收P來執(zhí)行剩下的goroutine隊列（G2、G3...），這是golang調(diào)度器厲害的地方，可以保證有足夠的線程來運行剩下所有的goroutine。

當G1結(jié)束后，M1會重新拿回P來完成，如果拿不到就丟到全局runqueue中，然后自己放到線程池或轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)?？臻e的上下文P會周期性的檢查全局runqueue上的goroutine，并且執(zhí)行它。

另一種情況就是當有些P1太閑而其他P2很忙碌的時候，會從其他上下文P2拿一些G來執(zhí)行。

詳細可以翻看下方第一個參考鏈接，寫得真好。

最后用大佬的總結(jié)來做最后的收尾————

Go語言運行時，通過核心元素G，M，P 和 自己的調(diào)度器，實現(xiàn)了自己的并發(fā)線程模型。調(diào)度器通過對G，M，P的調(diào)度實現(xiàn)了兩級線程模型中操作系統(tǒng)內(nèi)核之外的調(diào)度任務。整個調(diào)度過程中會在多種時機去觸發(fā)最核心的步驟 “一整輪調(diào)度”，而一整輪調(diào)度中最關(guān)鍵的部分在“全力查找可運行G”，它保證了M的高效運行（換句話說就是充分使用了計算機的物理資源），一整輪調(diào)度中還會涉及到M的啟用停止。最后別忘了，還有一個與Go程序生命周期相同的系統(tǒng)監(jiān)測任務來進行一些輔助性的工作。

淺析Golang的線程模型與調(diào)度器

Golang CSP并發(fā)模型

Golang線程模型

go語言無緩沖的channel

無緩沖的通道（unbuffered channel）是指在接收前沒有能力保存任何值的通道。

這種類型的通道要求發(fā)送goroutine和接收goroutine同時準備好，才能完成發(fā)送和接收操作。否則，通道會導致先執(zhí)行發(fā)送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。

這種對通道進行發(fā)送和接收的交互行為本身就是同步的。其中任意一個操作都無法離開另一個操作單獨存在。

阻塞：由于某種原因數(shù)據(jù)沒有到達，當前協(xié)程（線程）持續(xù)處于等待狀態(tài)，直到條件滿足，才接觸阻塞。

同步：在兩個或多個協(xié)程（線程）間，保持數(shù)據(jù)內(nèi)容一致性的機制。

下圖展示兩個 goroutine 如何利用無緩沖的通道來共享一個值：

在第 1 步，兩個 goroutine 都到達通道，但哪個都沒有開始執(zhí)行發(fā)送或者接收。

在第 2 步，左側(cè)的 goroutine 將它的手伸進了通道，這模擬了向通道發(fā)送數(shù)據(jù)的行為。這時，這個 goroutine 會在通道中被鎖住，直到交換完成。

在第 3 步，右側(cè)的 goroutine 將它的手放入通道，這模擬了從通道里接收數(shù)據(jù)。這個 goroutine 一樣也會在通道中被鎖住，直到交換完成。

在第 4 步和第 5 步，進行交換，并最終，在第 6 步，兩個 goroutine 都將它們的手從通道里拿出來，這模擬了被鎖住的 goroutine 得到釋放。兩個 goroutine 現(xiàn)在都可以去做別的事情了。

如果沒有指定緩沖區(qū)容量，那么該通道就是同步的，因此會阻塞到發(fā)送者準備好發(fā)送和接收者準備好接收。

無緩沖channel： —— 同步通信

Go語言——goroutine并發(fā)模型

參考：

Goroutine并發(fā)調(diào)度模型深度解析手擼一個協(xié)程池

Golang 的 goroutine 是如何實現(xiàn)的？

Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】

OS線程初始棧為2MB。Go語言中，每個goroutine采用動態(tài)擴容方式，初始2KB，按需增長，最大1G。此外GC會收縮?？臻g。

BTW，增長擴容都是有代價的，需要copy數(shù)據(jù)到新的stack，所以初始2KB可能有些性能問題。

更多關(guān)于stack的內(nèi)容，可以參見大佬的文章。 聊一聊goroutine stack

用戶線程的調(diào)度以及生命周期管理都是用戶層面，Go語言自己實現(xiàn)的，不借助OS系統(tǒng)調(diào)用，減少系統(tǒng)資源消耗。

Go語言采用兩級線程模型，即用戶線程與內(nèi)核線程KSE（kernel scheduling entity）是M:N的。最終goroutine還是會交給OS線程執(zhí)行，但是需要一個中介，提供上下文。這就是G-M-P模型

Go調(diào)度器有兩個不同的運行隊列：

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go調(diào)度器根據(jù)事件進行上下文切換。

調(diào)度的目的就是防止M堵塞，空閑，系統(tǒng)進程切換。

詳見 Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】

Linux可以通過epoll實現(xiàn)網(wǎng)絡調(diào)用，統(tǒng)稱網(wǎng)絡輪詢器N（Net Poller）。

文件IO操作

上面都是防止M堵塞，任務竊取是防止M空閑

每個M都有一個特殊的G，g0。用于執(zhí)行調(diào)度，gc，棧管理等任務，所以g0的棧稱為調(diào)度棧。g0的棧不會自動增長，不會被gc，來自os線程的棧。

go1.10\src\runtime\proc.go

G沒辦法自己運行，必須通過M運行

M通過通過調(diào)度，執(zhí)行G

從M掛載P的runq中找到G，執(zhí)行G

go語言是什么

Go語言是一種開源的編程語言，被廣泛應用于網(wǎng)絡編程、云計算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域。

go語言的三位作者

Go語言的設(shè)計目標是成為一種語法簡潔、執(zhí)行效率高、并發(fā)性能強大的編程語言。它由Google公司研發(fā)，于2009年首次發(fā)布，并于2012年成為了開源項目。Go語言具有C語言的表達能力和Python的開發(fā)效率，同時還擁有自己獨特的語法和特性，如協(xié)程、垃圾回收機制等。因此，它被廣泛應用于網(wǎng)絡編程、云計算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域，并且越來越受到開發(fā)者的青睞。

Go語言的出現(xiàn)，填補了許多編程語言在并發(fā)編程方面的空缺。它提供了一種輕量級線程模型，通過協(xié)程（goroutine）的方式，實現(xiàn)了高效的并發(fā)編程。同時，Go語言還支持內(nèi)置的網(wǎng)絡編程和字節(jié)序列編解碼庫，使得網(wǎng)絡編程變得更加容易和高效。在云計算、分布式系統(tǒng)等領(lǐng)域，Go語言也得到了廣泛的應用。例如，Docker和Kubernetes等開源項目就是用Go語言開發(fā)的。此外，Go語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，使得它成為了開發(fā)高性能、高并發(fā)應用的理想語言之一。