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。
創(chuàng)新互聯(lián)建站，是成都地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商，用心服務(wù)為企業(yè)提供網(wǎng)站建設(shè)、成都app軟件開發(fā)、成都小程序開發(fā)、系統(tǒng)定制網(wǎng)站設(shè)計(jì)和微信代運(yùn)營(yíng)服務(wù)。經(jīng)過數(shù)十多年的沉淀與積累，沉淀的是技術(shù)和服務(wù)，讓客戶少走彎路，踏實(shí)做事，誠實(shí)做人，用情服務(wù)，致力做一個(gè)負(fù)責(zé)任、受尊敬的企業(yè)。對(duì)客戶負(fù)責(zé)，就是對(duì)自己負(fù)責(zé)，對(duì)企業(yè)負(fù)責(zé)。
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(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)歷過程
我們創(chuàng)建一個(gè)協(xié)程 go func()經(jīng)歷過程如下圖：
說明：
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來執(zhí)行；
一個(gè)M調(diào)度G執(zhí)行的過程是一個(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)，這多出來的M將會(huì)在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時(shí)發(fā)揮作用。類似線程池，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Gwaitting，而M會(huì)跳過該G嘗試獲取并執(zhí)行下一個(gè)G，如果此時(shí)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(shí)（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(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，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的棧空間，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： ()
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1、服務(wù)器編程：以前你如果使用C或者C++做的那些事情，用Go來做很合適，例如處理日志、數(shù)據(jù)打包、虛擬機(jī)處理、文件系統(tǒng)等。
2、分布式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫代理器、中間件：例如Etcd。
3、網(wǎng)絡(luò)編程：這一塊目前應(yīng)用最廣，包括Web應(yīng)用、API應(yīng)用、下載應(yīng)用，而且Go內(nèi)置的net/http包基本上把我們平常用到的網(wǎng)絡(luò)功能都實(shí)現(xiàn)了。
4、開發(fā)云平臺(tái)：目前國(guó)外很多云平臺(tái)在采用Go開發(fā)，我們所熟知的七牛云、華為云等等都有使用Go進(jìn)行開發(fā)并且開源的成型的產(chǎn)品。
5、區(qū)塊鏈：目前有一種說法，技術(shù)從業(yè)人員把Go語言稱作為區(qū)塊鏈行業(yè)的開發(fā)語言。如果大家學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈技術(shù)的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在有很多很多的區(qū)塊鏈的系統(tǒng)和應(yīng)用都是采用Go進(jìn)行開發(fā)的，比如ehtereum是目前知名度最大的公鏈，再比如fabric是目前最知名的聯(lián)盟鏈，兩者都有g(shù)o語言的版本，且go-ehtereum還是以太坊官方推薦的版本。
自1.0版發(fā)布以來，go語言引起了眾多開發(fā)者的關(guān)注，并得到了廣泛的應(yīng)用。go語言簡(jiǎn)單、高效、并發(fā)的特點(diǎn)吸引了許多傳統(tǒng)的語言開發(fā)人員，其數(shù)量也在不斷增加。
使用 Go 語言開發(fā)的開源項(xiàng)目非常多。早期的 Go 語言開源項(xiàng)目只是通過 Go 語言與傳統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行C語言庫綁定實(shí)現(xiàn)，例如 Qt、Sqlite 等。
后期的很多項(xiàng)目都使用 Go 語言進(jìn)行重新原生實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過程相對(duì)于其他語言要簡(jiǎn)單一些，這也促成了大量使用 Go 語言原生開發(fā)項(xiàng)目的出現(xiàn)。
Go語言也稱 Golang，兼具效率、性能、安全、健壯等特性。這套Go語言教程（Golang教程）通俗易懂，深入淺出，既適合沒有基礎(chǔ)的讀者快速入門，也適合工作多年的程序員查閱知識(shí)點(diǎn)。
Go 語言
這套教程在講解一些知識(shí)點(diǎn)時(shí)，將 Go 語言和其他多種語言進(jìn)行對(duì)比，讓掌握其它編程語言的讀者能迅速理解 Go 語言的特性。Go語言從底層原生支持并發(fā)，無須第三方庫、開發(fā)者的編程技巧和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)就可以輕松搞定。
Go語言（或 Golang）起源于 2007 年，并在 2009 年正式對(duì)外發(fā)布。Go 是非常年輕的一門語言，它的主要目標(biāo)是“兼具 Python 等動(dòng)態(tài)語言的開發(fā)速度和 C/C++ 等編譯型語言的性能與安全性”。
Go語言是編程語言設(shè)計(jì)的又一次嘗試，是對(duì)類C語言的重大改進(jìn)，它不但能讓你訪問底層操作系統(tǒng)，還提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)編程和并發(fā)編程支持。Go語言的用途眾多，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程、系統(tǒng)編程、并發(fā)編程、分布式編程。
Go語言的推出，旨在不損失應(yīng)用程序性能的情況下降低代碼的復(fù)雜性，具有“部署簡(jiǎn)單、并發(fā)性好、語言設(shè)計(jì)良好、執(zhí)行性能好”等優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)諸多 IT 公司均已采用Go語言開發(fā)項(xiàng)目。Go語言有時(shí)候被描述為“C 類似語言”，或者是“21 世紀(jì)的C語言”。Go 從C語言繼承了相似的表達(dá)式語法、控制流結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型、調(diào)用參數(shù)傳值、指針等很多思想，還有C語言一直所看中的編譯后機(jī)器碼的運(yùn)行效率以及和現(xiàn)有操作系統(tǒng)的無縫適配。
因?yàn)镚o語言沒有類和繼承的概念，所以它和 Java 或 C++ 看起來并不相同。但是它通過接口（interface）的概念來實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。Go語言有一個(gè)清晰易懂的輕量級(jí)類型系統(tǒng)，在類型之間也沒有層級(jí)之說。因此可以說Go語言是一門混合型的語言。
此外，很多重要的開源項(xiàng)目都是使用Go語言開發(fā)的，其中包括 Docker、Go-Ethereum、Thrraform 和 Kubernetes。Go 是編譯型語言，Go 使用編譯器來編譯代碼。編譯器將源代碼編譯成二進(jìn)制（或字節(jié)碼）格式；在編譯代碼時(shí)，編譯器檢查錯(cuò)誤、優(yōu)化性能并輸出可在不同平臺(tái)上運(yùn)行的二進(jìn)制文件。要?jiǎng)?chuàng)建并運(yùn)行 Go 程序，程序員必須執(zhí)行如下步驟。
使用文本編輯器創(chuàng)建 Go 程序；
保存文件；編譯程序；運(yùn)行編譯得到的可執(zhí)行文件。
這不同于 Python、Ruby 和 JavaScript 等語言，它們不包含編譯步驟。Go 自帶了編譯器，因此無須單獨(dú)安裝編譯器。
鏈喬教育在線旗下學(xué)碩創(chuàng)新區(qū)塊鏈技術(shù)工作站是中國(guó)教育部學(xué)校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心開展的“智慧學(xué)習(xí)工場(chǎng)2020-學(xué)碩創(chuàng)新工作站 ”唯一獲準(zhǔn)的“區(qū)塊鏈技術(shù)專業(yè)”試點(diǎn)工作站。專業(yè)站立足為學(xué)生提供多樣化成長(zhǎng)路徑，推進(jìn)專業(yè)學(xué)位研究生產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)模式改革，構(gòu)建應(yīng)用型、復(fù)合型人才培養(yǎng)體系。
作為C語言家族的一員，go和c一樣也支持結(jié)構(gòu)體?？梢灶惐扔趈ava的一個(gè)POJO。
在學(xué)習(xí)定義結(jié)構(gòu)體之前，先學(xué)習(xí)下定義一個(gè)新類型。
新類型 T1 是基于 Go 原生類型 int 定義的新自定義類型，而新類型 T2 則是 基于剛剛定義的類型 T1，定義的新類型。
這里要引入一個(gè)底層類型的概念。
如果一個(gè)新類型是基于某個(gè) Go 原生類型定義的， 那么我們就叫 Go 原生類型為新類型的底層類型
在上面的例子中，int就是T1的底層類型。
但是T1不是T2的底層類型，只有原生類型才可以作為底層類型，所以T2的底層類型還是int
底層類型是很重要的，因?yàn)閷?duì)兩個(gè)變量進(jìn)行顯式的類型轉(zhuǎn)換，只有底層類型相同的變量間才能相互轉(zhuǎn)換。底層類型是判斷兩個(gè)類型本質(zhì)上是否相同的根本。
這種類型定義方式通常用在 項(xiàng)目的漸進(jìn)式重構(gòu)，還有對(duì)已有包的二次封裝方面
類型別名表示新類型和原類型完全等價(jià)，實(shí)際上就是同一種類型。只不過名字不同而已。
一般我們都是定義一個(gè)有名的結(jié)構(gòu)體。
字段名的大小寫決定了字段是否包外可用。只有大寫的字段可以被包外引用。
還有一個(gè)點(diǎn)提一下
如果換行來寫
Age: 66,后面這個(gè)都好不能省略
還有一個(gè)點(diǎn)，觀察e3的賦值
new返回的是一個(gè)指針。然后指針可以直接點(diǎn)號(hào)賦值。這說明go默認(rèn)進(jìn)行了取值操作
e3.Age 等價(jià)于 (*e3).Age
如上定義了一個(gè)空的結(jié)構(gòu)體Empty。打印了元素e的內(nèi)存大小是0。
有什么用呢？
基于空結(jié)構(gòu)體類型內(nèi)存零開銷這樣的特性，我們?cè)谌粘?Go 開發(fā)中會(huì)經(jīng)常使用空 結(jié)構(gòu)體類型元素，作為一種“事件”信息進(jìn)行 Goroutine 之間的通信
這種以空結(jié)構(gòu)體為元素類建立的 channel，是目前能實(shí)現(xiàn)的、內(nèi)存占用最小的 Goroutine 間通信方式。
這種形式需要說的是幾個(gè)語法糖。
語法糖1：
對(duì)于結(jié)構(gòu)體字段，可以省略字段名，只寫結(jié)構(gòu)體名。默認(rèn)字段名就是結(jié)構(gòu)體名
這種方式稱為 嵌入字段
語法糖2：
如果是以嵌入字段形式寫的結(jié)構(gòu)體
可以省略嵌入的Reader字段，而直接訪問ReaderName
此時(shí)book是一個(gè)各個(gè)屬性全是對(duì)應(yīng)類型零值的一個(gè)實(shí)例。不是nil。這種情況在Go中稱為零值可用。不像java會(huì)導(dǎo)致npe
結(jié)構(gòu)體定義時(shí)可以在字段后面追加標(biāo)簽說明。
tag的格式為反單引號(hào)
tag的作用是可以使用[反射]來檢視字段的標(biāo)簽信息。
具體的作用還要看使用的場(chǎng)景。
比如這里的tag是為了幫助 encoding/json 標(biāo)準(zhǔn)包在解析對(duì)象時(shí)可以利用的規(guī)則。比如omitempty表示該字段沒有值就不打印出來。
重慶分公司
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