Go协程调度

1、什么是协程？

对于进程、线程，都是有内核进行调度，有CPU时间片的概念，进行抢占式调度。协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。协程的调用有点类似子程序，如程序A调用了子程序B，子程序B调用了子程序C，当子程序C结束了返回子程序B继续执行之后的逻辑，当子程序B运行结束了返回程序A，直到程序A运行结束。但是和子程序相比，协程有挂起的概念，协程可以挂起跳转执行其他协程，合适的时机再跳转回来。

2、线程调度原理

N:1模型，多个用户空间线程在1个内核空间线程上运行。优势是上下文切换非常快，因为这些线程都在内核态运行，但是无法利用多核系统的优点。
1:1模型，1个内核空间线程运行一个用户空间线程。这种充分利用了多核系统的优势但是上下文切换非常慢，因为每一次调度都会在用户态和内核态之间切换。POSIX线程模型(pthread)就是这么做的。
M:N模型，内核空间开启多个内核线程，一个内核空间线程对应多个用户空间线程。效率非常高，但是管理复杂。

3、goroutine调度原理

本质上goroutine就是协程，但是完全运行在用户态，借鉴了M:N模型。如下图

相比其他语言，golang采用了MPG模型管理协程，更加高效，但是管理非常复杂。
M：内核级线程
G：代表一个goroutine
P：Processor，处理器，用来为G提供必须的资源，管理和执行goroutine的。
G-M-P三者的关系与特点：
P的个数取决于设置的GOMAXPROCS，go新版本默认使用最大内核数，比如你有8核处理器，那么P的数量就是8
M的数量和P不一定匹配，可以设置很多M，M和P绑定后才可运行，多余的M处于休眠状态。
P包含一个LRQ（Local Run Queue）本地运行队列，这里面保存着P需要执行的协程G的队列
除了每个P自身保存的G的队列外，调度器还拥有一个全局的G队列GRQ（Global Run Queue），这个队列存储的是所有未分配的协程G。

假设我们的主机是单核的，那么协程运行图是这样：

4、运行机制

M:
1、M创建时会放入全局M列表,运行时系统会为这个M专门创建一个新的内核线程并与之关联。
全局M队列作用主要是（1）获取所有M的信息，（2）防止M被当作垃圾回收掉
2、M与P完成关联，并寻找可运行的G
3、M与G锁定在一起，M运行这个G

注：
(1)M被停止（垃圾回收）会被放入空闲M列表，需要时先从该列表中获取
(2)M的最大数量是可以设置的，初始值是10000
(3)如果M设置的值比实际M的数量小时，运行系统就会立即处罚panic错误
P:
1、P的数量即为可运行G的队列的数量。一个G在被启用后，会先被追加到某个P的可运行队列中。一个P只能与一个M关联在一起，才会使其可运行G队列中的G有机会运行。
2、P的默认值与当前CPU的总核心数相同，可被设置，但是不能超过硬性上限（256）。
3、当一个P不再与任何M关联的时候，运行系统会把它放入空闲P列表，P放入空闲P列表可运行的G列表必须为空。其可运行G列表中的G都会被转移到调度器的可运行G列表，而自由G列表中的G被转移到调度器的自由G列表。
4、P包含一个可运行G队列，一个自由G列表。随着完成的G增多，自由G列表增加到一定长度会把其中部分G转移到调度器的自由G列表中。
5、go语句欲启动一个G时，会从调度器的自由G列表中获取一个现成的G，来封装这个go语句携带的函数。只有自由G列表为空时，才会创建新的G,这样做提高了G的复用率。
G:
1、先从本地P的自由G列表和调度器的自由G列表中获取可用的G，如果没有获取到，就新建一个G.
2、系统有一个全局的G列表，新建的G会第一时间加入该列表中。该列表的作用是集中存放当前运行时系统中的所有G的指针。
学习链接：https://www.cnblogs.com/secondtonone1/p/11803961.html

最后

以上就是默默黄蜂为你收集整理的Go协程调度的全部内容，希望文章能够帮你解决Go协程调度所遇到的程序开发问题。

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