golang排程器原理與GMP模型設計思想

n:1 1.⽆法利⽤多個cpu 2.出現阻塞的瓶頸

1:1 1.跟多執行緒/多程序模型⽆異 2.切換協程成本代價昂貴

m:n 1.能夠利⽤多核 2.過於依賴協程排程器的優化和算法

記憶體佔⽤⼏kb ⼤量開闢

靈活排程切換成本低

早期的go的排程器基本的全域性go佇列和⽐較傳統的輪詢利⽤多個thread去排程

弊端1. 建立、銷毀、排程g都需要每個m獲取鎖，這就形成了激烈的鎖競爭。

2. m轉移g會造成延遲和額外的系統負載。

3. 系統調⽤(cpu在m之間的切換)導致頻繁的執行緒阻塞和取消阻塞操作增加了系統開銷。

g:goroutine 協程

m:thread 核心執行緒

p:processor 處理器

全域性佇列存放等待運⾏的g

p的本地佇列： 1存放等待運⾏的g 2數量限制不超過256g 3 優先將新建立的g放在p的本地隊列中，如果滿了會放在全域性佇列中

p列表： 1程式啟動時建立 2最多有gomaxprocs個(可配置)

m列表：當前作業系統分配到當前go程式的核心執行緒數

p的數量： 1.環境變數$gomaxprocs 2.在程式中通過runtime.gomaxprocs() 來設定

m的數量問題: 1.go語⾔本身是限定m的最⼤量是10000(忽略) 2.runtime/debug包中的setmaxthreads函式來設定 3.有⼀個m阻塞，會建立⼀個新的m 4.如果有m空閒，那麼就會**或者睡眠

1.復⽤執行緒避免頻繁的建立、銷毀執行緒，⽽是對執行緒的復⽤。

(1)work stealing機制當本執行緒⽆可運⾏的g時，嘗試從其他執行緒繫結的p偷取g，⽽不是銷毀執行緒。

(2)hand off機制當本執行緒因為g進⾏系統調⽤阻塞時，執行緒釋放繫結的p，把p轉移給其他空閒的執行緒執⾏。

2.利⽤並⾏ gomaxprocs設定p的數量，最多有gomaxprocs個執行緒分布在多個cpu上同時運⾏。

3.搶占在coroutine中要等待⼀個協程主動讓出cpu才執⾏下⼀個協程，在go 中，⼀個goroutine最多佔⽤cpu 10ms，防⽌其他goroutine被餓死

4.全域性g佇列當m執⾏work stealing從其他p偷不到g時，它可以從全域性g佇列獲取g。

1、我們通過 go func()來建立⼀個goroutine；

2、有兩個儲存g的佇列，⼀個是區域性排程器p的本地佇列、⼀個是全域性g佇列。新建立的g會先儲存在p的本地佇列中，如果p的本地佇列已經滿了就會儲存在全域性的佇列中；

3、g只能運⾏在m中，⼀個m必須持有⼀個p，m與p是1：1的關係。m會從p的本地佇列彈出⼀個可執⾏狀態的g來執⾏，如果p的本地隊列為空，就會想其他的mp組合偷取⼀個可執⾏的g來執⾏；

4、⼀個m排程g執⾏的過程是⼀個迴圈機制；

5、當m執⾏某⼀個g時候如果發⽣了syscall或則其餘阻塞操作，m會阻塞，如果當前有⼀些g在執⾏， runtime會把這個執行緒m從p中摘除(detach)，然後再建立⼀個新的作業系統的執行緒(如果有空閒的執行緒可⽤就復⽤空閒執行緒)來服務於這個p；

6、當m系統調⽤結束時候，這個g會嘗試獲取⼀個空閒的p執⾏，並放⼊到這個p的本地佇列。如果獲取不到p，那麼這個執行緒m變成休眠狀態，加⼊到空閒執行緒中，然後這個g會被放⼊全域性佇列中。

m0 m0是啟動程式後的編號為0的主線程，這個m對應的例項會在全域性變數runtime.m0中，不需要在heap 上分配，m0負責執⾏初始化操作和啟動第⼀個g，在之後m0就和其他的m⼀樣了。

g0 g0是每次啟動⼀個m都會第⼀個建立的gourtine，g0僅⽤於負責排程的g，g0不指向任何可執⾏的函式, 每個m都會有⼀個⾃⼰的g0。在排程或系統調⽤時會使⽤g0的棧空間, 全域性變數的g0是m0的g0。

建立trace⽂件 f, err := os.create("trace.out")

啟動trace trace.start(f)

停⽌trace trace.stop()

go build 並且運⾏之後，會得到⼀個trace.out⽂件

go tool trace trace.out

通過進⾏訪問

通過debug trace檢視gmp資訊