在go http每一次go serve(l)都會構(gòu)建Request數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在大量數(shù)據(jù)請求或高并發(fā)的場景中，頻繁創(chuàng)建銷毀對象，會導(dǎo)致GC壓力。解決辦法之一就是使用對象復(fù)用技術(shù)。在http協(xié)議層之下，使用對象復(fù)用技術(shù)創(chuàng)建Request數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在http協(xié)議層之上，可以使用對象復(fù)用技術(shù)創(chuàng)建(w,*r,ctx)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這樣即可以回快TCP層讀包之后的解析速度，也可也加快請求處理的速度。
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先上一個測試：
結(jié)論是這樣的：
貌似使用池化，性能弱爆了？？？這似乎與net/http使用sync.pool池化Request來優(yōu)化性能的選擇相違背。這同時也說明了一個問題，好的東西，如果濫用反而造成了性能成倍的下降。在看過pool原理之后，結(jié)合實例，將給出正確的使用方法，并給出預(yù)期的效果。
sync.Pool是一個 協(xié)程安全 的 臨時對象池 。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
local 成員的真實類型是一個 poolLocal 數(shù)組，localSize 是數(shù)組長度。這涉及到Pool實現(xiàn)，pool為每個P分配了一個對象，P數(shù)量設(shè)置為runtime.GOMAXPROCS(0)。在并發(fā)讀寫時，goroutine綁定的P有對象，先用自己的，沒有去偷其它P的。go語言將數(shù)據(jù)分散在了各個真正運(yùn)行的P中，降低了鎖競爭，提高了并發(fā)能力。
不要習(xí)慣性地誤認(rèn)為New是一個關(guān)鍵字，這里的New是Pool的一個字段，也是一個閉包名稱。其API：
如果不指定New字段，對象池為空時會返回nil，而不是一個新構(gòu)建的對象。Get()到的對象是隨機(jī)的。
原生sync.Pool的問題是，Pool中的對象會被GC清理掉，這使得sync.Pool只適合做簡單地對象池，不適合作連接池。
pool創(chuàng)建時不能指定大小，沒有數(shù)量限制。pool中對象會被GC清掉，只存在于兩次GC之間。實現(xiàn)是pool的init方法注冊了一個poolCleanup()函數(shù)，這個方法在GC之前執(zhí)行，清空pool中的所有緩存對象。
為使多協(xié)程使用同一個POOL。最基本的想法就是每個協(xié)程，加鎖去操作共享的POOL，這顯然是低效的。而進(jìn)一步改進(jìn)，類似于ConcurrentHashMap（JDK7）的分Segment，提高其并發(fā)性可以一定程度性緩解。
注意到pool中的對象是無差異性的，加鎖或者分段加鎖都不是較好的做法。go的做法是為每一個綁定協(xié)程的P都分配一個子池。每個子池又分為私有池和共享列表。共享列表是分別存放在各個P之上的共享區(qū)域，而不是各個P共享的一塊內(nèi)存。協(xié)程拿自己P里的子池對象不需要加鎖，拿共享列表中的就需要加鎖了。
Get對象過程：
Put過程：
如何解決Get最壞情況遍歷所有P才獲取得對象呢：
方法1止前sync.pool并沒有這樣的設(shè)置。方法2由于goroutine被分配到哪個P由調(diào)度器調(diào)度不可控，無法確保其平衡。
由于不可控的GC導(dǎo)致生命周期過短，且池大小不可控，因而不適合作連接池。僅適用于增加對象重用機(jī)率，減少GC負(fù)擔(dān)。2
執(zhí)行結(jié)果:
單線程情況下，遍歷其它無元素的P，長時間加鎖性能低下。啟用協(xié)程改善。
結(jié)果：
測試場景在goroutines遠(yuǎn)大于GOMAXPROCS情況下，與非池化性能差異巨大。
測試結(jié)果
可以看到同樣使用*sync.pool，較大池大小的命中率較高，性能遠(yuǎn)高于空池。
結(jié)論：pool在一定的使用條件下提高并發(fā)性能，條件1是協(xié)程數(shù)遠(yuǎn)大于GOMAXPROCS，條件2是池中對象遠(yuǎn)大于GOMAXPROCS。歸結(jié)成一個原因就是使對象在各個P中均勻分布。
池pool和緩存cache的區(qū)別。池的意思是，池內(nèi)對象是可以互換的，不關(guān)心具體值，甚至不需要區(qū)分是新建的還是從池中拿出的。緩存指的是KV映射，緩存里的值互不相同，清除機(jī)制更為復(fù)雜。緩存清除算法如LRU、LIRS緩存算法。
池空間回收的幾種方式。一些是GC前回收，一些是基于時鐘或弱引用回收。最終確定在GC時回收Pool內(nèi)對象，即不回避GC。用java的GC解釋弱引用。GC的四種引用：強(qiáng)引用、弱引用、軟引用、虛引用。虛引用即沒有引用，弱引用GC但有空間則保留，軟引用GC即清除。ThreadLocal的值為弱引用的例子。
regexp 包為了保證并發(fā)時使用同一個正則，而維護(hù)了一組狀態(tài)機(jī)。
fmt包做字串拼接，從sync.pool拿[]byte對象。避免頻繁構(gòu)建再GC效率高很多。
正如sycn.Pool的名字所示，這是go中實現(xiàn)的一個對象池，為什么要有這個池呢？首先go是自帶垃圾回收機(jī)制（也就是通常所說的gc）。gc會帶來運(yùn)行時的開銷，對于高頻的內(nèi)存申請與釋放，如果將不用的對象存放在一個池子中，用的時候從池子中取出一個對象，用完了再還回去，這樣就能減輕gc的壓力。
對于池這個概念，之前可能聽說過連接池。能否用sync.Pool實現(xiàn)一個連接池呢？答案是不能的。因為對于sync.Pool而言，我們無法保證每次放回去再取出來的對象是與之前一致的，對象的內(nèi)存存在著唄銷毀的可能。因此，這個sync.Pool的存在僅僅是為了減緩gc的壓力而生的。
定義sync.Pool的時候只需要設(shè)置一個New成員，它是一個函數(shù)，類型為func() interface{}，當(dāng)池子中沒有空閑的對象時就會調(diào)用New函數(shù)生成一個。由于pool中對象的數(shù)量不可控，因此并沒有傳遞任何與對象數(shù)量有關(guān)的參數(shù)。
然后，調(diào)用調(diào)用Get函數(shù)就可以取出一個對象，調(diào)用Put函數(shù)就可以將對象歸還到池子中。
Goroutine調(diào)度是一個很復(fù)雜的機(jī)制，下面嘗試用簡單的語言描述一下Goroutine調(diào)度機(jī)制，想要對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go關(guān)鍵字都會創(chuàng)建一個協(xié)程。
M ---------- thread內(nèi)核級線程，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)了一個隊列，存儲了所有需要它來調(diào)度的G。
Goroutine 調(diào)度器P和 OS 調(diào)度器是通過 M 結(jié)合起來的，每個 M 都代表了 1 個內(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、銷毀線程，而是對線程的復(fù)用。
1）work stealing機(jī)制
當(dāng)本線程無可運(yùn)行的G時，嘗試從其他線程綁定的P偷取G，而不是銷毀線程。
2）hand off機(jī)制
當(dāng)本線程M0因為G0進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用阻塞時，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)而某個空閑的M1獲取P，繼續(xù)執(zhí)行P隊列中剩下的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，將會將G0做不同的處理：
如果有空閑的P，則獲取一個P，繼續(xù)執(zhí)行G0。
如果沒有空閑的P，則將G0放入全局隊列，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個線程分布在多個CPU上同時運(yùn)行
在Go中一個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語言調(diào)度機(jī)制 搶占式調(diào)度
當(dāng)創(chuàng)建一個新的G之后優(yōu)先加入本地隊列，如果本地隊列滿了，會將本地隊列的G移動到全局隊列里面，當(dāng)M執(zhí)行work stealing從其他P偷不到G時，它可以從全局G隊列獲取G。
協(xié)程經(jīng)歷過程
我們創(chuàng)建一個協(xié)程 go func()經(jīng)歷過程如下圖：
說明：
這里有兩個存儲G的隊列，一個是局部調(diào)度器P的本地隊列、一個是全局G隊列。新創(chuàng)建的G會先保存在P的本地隊列中，如果P的本地隊列已經(jīng)滿了就會保存在全局的隊列中；處理器本地隊列是一個使用數(shù)組構(gòu)成的環(huán)形鏈表，它最多可以存儲 256 個待執(zhí)行任務(wù)。
G只能運(yùn)行在M中，一個M必須持有一個P，M與P是1：1的關(guān)系。M會從P的本地隊列彈出一個可執(zhí)行狀態(tài)的G來執(zhí)行，如果P的本地隊列為空，就會想其他的MP組合偷取一個可執(zhí)行的G來執(zhí)行；
一個M調(diào)度G執(zhí)行的過程是一個循環(huán)機(jī)制；會一直從本地隊列或全局隊列中獲取G
上面說到P的個數(shù)默認(rèn)等于CPU核數(shù)，每個M必須持有一個P才可以執(zhí)行G，一般情況下M的個數(shù)會略大于P的個數(shù)，這多出來的M將會在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時發(fā)揮作用。類似線程池，Go也提供一個M的池子，需要時從池子中獲取，用完放回池子，不夠用時就再創(chuàng)建一個。
work-stealing調(diào)度算法：當(dāng)M執(zhí)行完了當(dāng)前P的本地隊列隊列里的所有G后，P也不會就這么在那躺尸啥都不干，它會先嘗試從全局隊列隊列尋找G來執(zhí)行，如果全局隊列為空，它會隨機(jī)挑選另外一個P，從它的隊列里中拿走一半的G到自己的隊列中執(zhí)行。
如果一切正常，調(diào)度器會以上述的那種方式順暢地運(yùn)行，但這個世界沒這么美好，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會在下面的goroutine被阻塞的情況下運(yùn)行另外一個goroutine：
用戶態(tài)阻塞/喚醒
當(dāng)goroutine因為channel操作或者network I/O而阻塞時（實際上golang已經(jīng)用netpoller實現(xiàn)了goroutine網(wǎng)絡(luò)I/O阻塞不會導(dǎo)致M被阻塞，僅阻塞G，這里僅僅是舉個栗子），對應(yīng)的G會被放置到某個wait隊列(如channel的waitq)，該G的狀態(tài)由_Gruning變?yōu)開Gwaitting，而M會跳過該G嘗試獲取并執(zhí)行下一個G，如果此時沒有可運(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（比如channel的可讀/寫通知），G被標(biāo)記為，嘗試加入G2所在P的runnext（runnext是線程下一個需要執(zhí)行的 Goroutine。）， 然后再是P的本地隊列和全局隊列。
系統(tǒng)調(diào)用阻塞
當(dāng)M執(zhí)行某一個G時候如果發(fā)生了阻塞操作，M會阻塞，如果當(dāng)前有一些G在執(zhí)行，調(diào)度器會把這個線程M從P中摘除，然后再創(chuàng)建一個新的操作系統(tǒng)的線程(如果有空閑的線程可用就復(fù)用空閑線程)來服務(wù)于這個P。當(dāng)M系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束時候，這個G會嘗試獲取一個空閑的P執(zhí)行，并放入到這個P的本地隊列。如果獲取不到P，那么這個線程M變成休眠狀態(tài)， 加入到空閑線程中，然后這個G會被放入全局隊列中。
隊列輪轉(zhuǎn)
可見每個P維護(hù)著一個包含G的隊列，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)行一小段時間，將上下文保存下來，然后將G放到隊列尾部，然后從隊列中重新取出一個G進(jìn)行調(diào)度。
除了每個P維護(hù)的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運(yùn)行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。
除了每個P維護(hù)的G隊列以外，還有一個全局的隊列，每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運(yùn)行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊列中G的來源，主要有從系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死。
M0
M0是啟動程序后的編號為0的主線程，這個M對應(yīng)的實例會在全局變量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第一個G，在之后M0就和其他的M一樣了
G0
G0是每次啟動一個M都會第一個創(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M都會有一個自己的G0，在調(diào)度或系統(tǒng)調(diào)用時會使用G0的棧空間，全局變量的G0是M0的G0
一個G由于調(diào)度被中斷，此后如何恢復(fù)？
中斷的時候?qū)⒓拇嫫骼锏臈Ｐ畔?，保存到自己的G對象里面。當(dāng)再次輪到自己執(zhí)行時，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)計者的文檔或直接看源碼
參考： ()
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重慶分公司
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