golang的線(xiàn)程模型——GMP模型

內(nèi)核線(xiàn)程（Kernel-Level Thread ，KLT）

成都創(chuàng)新互聯(lián)是一家集網(wǎng)站建設(shè),常州企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),常州品牌網(wǎng)站建設(shè),網(wǎng)站定制,常州網(wǎng)站建設(shè)報(bào)價(jià),網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo),網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,常州網(wǎng)站推廣為一體的創(chuàng)新建站企業(yè)，幫助傳統(tǒng)企業(yè)提升企業(yè)形象加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力?？沙浞譂M(mǎn)足這一群體相比中小企業(yè)更為豐富、高端、多元的互聯(lián)網(wǎng)需求。同時(shí)我們時(shí)刻保持專(zhuān)業(yè)、時(shí)尚、前沿，時(shí)刻以成就客戶(hù)成長(zhǎng)自我，堅(jiān)持不斷學(xué)習(xí)、思考、沉淀、凈化自己，讓我們?yōu)楦嗟钠髽I(yè)打造出實(shí)用型網(wǎng)站。

輕量級(jí)進(jìn)程（Light Weight Process,LWP）：輕量級(jí)進(jìn)程就是我們通常意義上所講的線(xiàn)程，由于每個(gè)輕量級(jí)進(jìn)程都由一個(gè)內(nèi)核線(xiàn)程支持，因此只有先支持內(nèi)核線(xiàn)程，才能有輕量級(jí)進(jìn)程

用戶(hù)線(xiàn)程與系統(tǒng)線(xiàn)程一一對(duì)應(yīng)，用戶(hù)線(xiàn)程執(zhí)行如lo操作的系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，來(lái)回切換操作開(kāi)銷(xiāo)相對(duì)比較大

多個(gè)用戶(hù)線(xiàn)程對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)核線(xiàn)程，當(dāng)內(nèi)核線(xiàn)程對(duì)應(yīng)的一個(gè)用戶(hù)線(xiàn)程被阻塞掛起時(shí)候，其他用戶(hù)線(xiàn)程也阻塞不能執(zhí)行了。

多對(duì)多模型是可以充分利用多核CPU提升運(yùn)行效能的

go線(xiàn)程模型包含三個(gè)概念：內(nèi)核線(xiàn)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(duì)應(yīng)的。P（上下文）管理著一組G（goroutine）掛載在M（內(nèi)核線(xiàn)程）上運(yùn)行，圖中左邊藍(lán)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(duì)列。P的數(shù)量由環(huán)境變量GOMAXPROCS的值或程序運(yùn)行runtime.GOMAXPROCS()進(jìn)行設(shè)置。

當(dāng)一個(gè)os線(xiàn)程在執(zhí)行M1一個(gè)G1發(fā)生阻塞時(shí)，調(diào)度器讓M1拋棄P，等待G1返回，然后另起一個(gè)M2接收P來(lái)執(zhí)行剩下的goroutine隊(duì)列（G2、G3...），這是golang調(diào)度器厲害的地方，可以保證有足夠的線(xiàn)程來(lái)運(yùn)行剩下所有的goroutine。

當(dāng)G1結(jié)束后，M1會(huì)重新拿回P來(lái)完成，如果拿不到就丟到全局runqueue中，然后自己放到線(xiàn)程池或轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)?？臻e的上下文P會(huì)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(dāng)有些P1太閑而其他P2很忙碌的時(shí)候，會(huì)從其他上下文P2拿一些G來(lái)執(zhí)行。

詳細(xì)可以翻看下方第一個(gè)參考鏈接，寫(xiě)得真好。

最后用大佬的總結(jié)來(lái)做最后的收尾————

Go語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，通過(guò)核心元素G，M，P 和 自己的調(diào)度器，實(shí)現(xiàn)了自己的并發(fā)線(xiàn)程模型。調(diào)度器通過(guò)對(duì)G，M，P的調(diào)度實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)線(xiàn)程模型中操作系統(tǒng)內(nèi)核之外的調(diào)度任務(wù)。整個(gè)調(diào)度過(guò)程中會(huì)在多種時(shí)機(jī)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(yùn)行G”，它保證了M的高效運(yùn)行（換句話(huà)說(shuō)就是充分使用了計(jì)算機(jī)的物理資源），一整輪調(diào)度中還會(huì)涉及到M的啟用停止。最后別忘了，還有一個(gè)與Go程序生命周期相同的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)任務(wù)來(lái)進(jìn)行一些輔助性的工作。

淺析Golang的線(xiàn)程模型與調(diào)度器

Golang CSP并發(fā)模型

Golang線(xiàn)程模型

Go語(yǔ)言——goroutine并發(fā)模型

參考：

Goroutine并發(fā)調(diào)度模型深度解析手?jǐn)]一個(gè)協(xié)程池

Golang 的 goroutine 是如何實(shí)現(xiàn)的？

Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】

OS線(xiàn)程初始棧為2MB。Go語(yǔ)言中，每個(gè)goroutine采用動(dòng)態(tài)擴(kuò)容方式，初始2KB，按需增長(zhǎng)，最大1G。此外GC會(huì)收縮?？臻g。

BTW，增長(zhǎng)擴(kuò)容都是有代價(jià)的，需要copy數(shù)據(jù)到新的stack，所以初始2KB可能有些性能問(wèn)題。

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

用戶(hù)線(xiàn)程的調(diào)度以及生命周期管理都是用戶(hù)層面，Go語(yǔ)言自己實(shí)現(xiàn)的，不借助OS系統(tǒng)調(diào)用，減少系統(tǒng)資源消耗。

Go語(yǔ)言采用兩級(jí)線(xiàn)程模型，即用戶(hù)線(xiàn)程與內(nèi)核線(xiàn)程KSE（kernel scheduling entity）是M:N的。最終goroutine還是會(huì)交給OS線(xiàn)程執(zhí)行，但是需要一個(gè)中介，提供上下文。這就是G-M-P模型

Go調(diào)度器有兩個(gè)不同的運(yùn)行隊(duì)列：

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go調(diào)度器根據(jù)事件進(jìn)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(jìn)程切換。

詳見(jiàn) Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】

Linux可以通過(guò)epoll實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用，統(tǒng)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)輪詢(xún)器N（Net Poller）。

文件IO操作

上面都是防止M堵塞，任務(wù)竊取是防止M空閑

每個(gè)M都有一個(gè)特殊的G，g0。用于執(zhí)行調(diào)度，gc，棧管理等任務(wù)，所以g0的棧稱(chēng)為調(diào)度棧。g0的棧不會(huì)自動(dòng)增長(zhǎng)，不會(huì)被gc，來(lái)自os線(xiàn)程的棧。

go1.10\src\runtime\proc.go

G沒(méi)辦法自己運(yùn)行，必須通過(guò)M運(yùn)行

M通過(guò)通過(guò)調(diào)度，執(zhí)行G

從M掛載P的runq中找到G，執(zhí)行G

Golang 線(xiàn)程和協(xié)程的區(qū)別

線(xiàn)程：

多線(xiàn)程是為了解決CPU利用率的問(wèn)題，線(xiàn)程則是為了減少上下文切換時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)，進(jìn)程和線(xiàn)程在Linux中沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，最大的不同就是進(jìn)程有自己獨(dú)立的內(nèi)存空間，而線(xiàn)程是共享內(nèi)存空間。

在進(jìn)程切換時(shí)需要轉(zhuǎn)換內(nèi)存地址空間，而線(xiàn)程切換沒(méi)有這個(gè)動(dòng)作，所以線(xiàn)程切換比進(jìn)程切換代價(jià)要小得多。

協(xié)程：

想要簡(jiǎn)單，又要性能高，協(xié)程就可以達(dá)到我們的目的，它是用戶(hù)視角的一種抽象，操作系統(tǒng)并沒(méi)有這個(gè)概念，主要思想是在用戶(hù)態(tài)實(shí)現(xiàn)調(diào)度算法，用少量線(xiàn)程完成大量任務(wù)的調(diào)度。

Goroutine是GO語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的協(xié)程，其特點(diǎn)是在語(yǔ)言層面就支持，使用起來(lái)十分方便，它的核心是MPG調(diào)度模型：M即內(nèi)核線(xiàn)程;P即處理器，用來(lái)執(zhí)行Goroutine，它維護(hù)了本地可運(yùn)行隊(duì)列;G即Goroutine，代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);S及調(diào)度器，維護(hù)M和P的信息。