golang協(xié)程調(diào)度模式解密

golang學(xué)習(xí)筆記

創(chuàng)新互聯(lián)于2013年成立，先為裕安等服務(wù)建站，裕安等地企業(yè)，進(jìn)行企業(yè)商務(wù)咨詢服務(wù)。為裕安企業(yè)網(wǎng)站制作PC+手機+微官網(wǎng)三網(wǎng)同步一站式服務(wù)解決您的所有建站問題。

頻繁創(chuàng)建線程會造成不必要的開銷，所以才有了線程池。在線程池中預(yù)先保存一定數(shù)量的線程，新任務(wù)發(fā)布到任務(wù)隊列，線程池中的線程不斷地從任務(wù)隊列中取出任務(wù)并執(zhí)行，可以有效的減少創(chuàng)建和銷毀帶來的開銷。

過多的線程會導(dǎo)致爭搶cpu資源，且上下文的切換的開銷變大。而工作在用戶態(tài)的協(xié)程能大大減少上下文切換的開銷。協(xié)程調(diào)度器把可運行的協(xié)程逐個調(diào)度到線程中執(zhí)行，同時即時把阻塞的協(xié)程調(diào)度出協(xié)程，從而有效地避免了線程的頻繁切換，達(dá)到了少量線程實現(xiàn)高并發(fā)的效果。

多個協(xié)程分享操作系統(tǒng)分給線程的時間片，從而達(dá)到充分利用CPU的目的，協(xié)程調(diào)度器決定了則決定了協(xié)程運行的順序。每個線程同一時刻只能運行一個協(xié)程。

go調(diào)度模型包含三個實體：

每個處理器維護(hù)者一個協(xié)程G的隊列，處理器依次將協(xié)程G調(diào)度到M中執(zhí)行。

每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調(diào)度到M中執(zhí)行，全局隊列中的G主要來自系統(tǒng)調(diào)用中恢復(fù)的G.

如果協(xié)程發(fā)起系統(tǒng)調(diào)用，則整個工作線程M被阻塞，協(xié)程隊列中的其他協(xié)程都會阻塞。

一般情況下M的個數(shù)會略大于P個數(shù)，多出來的M將會在G產(chǎn)生系統(tǒng)調(diào)用時發(fā)揮作用。與線程池類似，Go也提供M池子。當(dāng)協(xié)程G1發(fā)起系統(tǒng)掉用時，M1會釋放P,由 M1-P-G1 G2 ... 轉(zhuǎn)變成 M1-G1 , M2會接管P的其他協(xié)程 M2-P-G2 G3 G4... 。

冗余的M可能來源于緩存池，也可能是新建的。

當(dāng)G1結(jié)束系統(tǒng)調(diào)用后，根據(jù)M1是否獲取到P,進(jìn)行不用的處理。

多個處理P維護(hù)隊列可能不均衡，導(dǎo)致部分處理器非常繁忙，而其余相對空閑。產(chǎn)生原因是有些協(xié)程自身不斷地派生協(xié)程。

為此Go調(diào)度器提供了工作量竊取策略，當(dāng)某個處理器P沒有需要調(diào)度的協(xié)程時，將從其他處理中偷取協(xié)程，每次偷取一半。

搶占式調(diào)度，是指避免某個協(xié)程長時間執(zhí)行，而阻礙其他協(xié)程被調(diào)度的機制。

調(diào)度器監(jiān)控每個協(xié)程執(zhí)行時間，一旦執(zhí)行時間過長且有其他協(xié)程等待，會把協(xié)程暫停，轉(zhuǎn)而調(diào)度等待的協(xié)程，以達(dá)到類似時間片輪轉(zhuǎn)的效果。比如for循環(huán)會一直占用執(zhí)行權(quán)。

在IO密集型應(yīng)用，GOMAXPROCS大小設(shè)置大一些，獲取性能會更好。

IO密集型會經(jīng)常發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用，會有一個新的M啟用或創(chuàng)建，但由于Go調(diào)度器檢測M到被阻塞有一定延遲。如果P數(shù)量多，則P管理協(xié)程隊列會變小。

M1芯片的 mac bookair可以安裝win to go嗎？

蘋果自研處理器! arm架構(gòu) 理論上是一個手機處理器， 所以可以推測 1，可以安裝IOS的軟件， 3，原先的MAC軟件兼容性也有問題！ 2，只能裝ARM版的Windows，大部分Windows程序不支持。

golang的線程模型——GMP模型

內(nèi)核線程（Kernel-Level Thread ，KLT）

輕量級進(jìn)程（Light Weight Process,LWP）：輕量級進(jìn)程就是我們通常意義上所講的線程，由于每個輕量級進(jìn)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(jìn)程

用戶線程與系統(tǒng)線程一一對應(yīng)，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(yīng)一個內(nèi)核線程，當(dāng)內(nèi)核線程對應(yīng)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(yīng)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(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隊列。P的數(shù)量由環(huán)境變量GOMAXPROCS的值或程序運行runtime.GOMAXPROCS()進(jìn)行設(shè)置。

當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(xì)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(wù)。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(wù)來進(jìn)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