go GMP _生活百科_經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

動(dòng)態(tài)棧操作系統(tǒng)的線程一般都有固定的棧內(nèi)存（通常為2MB）,而 Go 語(yǔ)言中的 goroutine 非常輕量級(jí)，一個(gè) goroutine 的初始棧空間很小（一般為2KB），所以在 Go 語(yǔ)言中一次創(chuàng)建數(shù)萬(wàn)個(gè) goroutine 也是可能的。并且 goroutine 的棧不是固定的，可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地增大或縮小，Go 的 runtime 會(huì)自動(dòng)為 goroutine 分配合適的棧空間。
goroutine調(diào)度操作系統(tǒng)內(nèi)核在調(diào)度時(shí)會(huì)掛起當(dāng)前正在執(zhí)行的線程并將寄存器中的內(nèi)容保存到內(nèi)存中，然后選出接下來(lái)要執(zhí)行的線程并從內(nèi)存中恢復(fù)該線程的寄存器信息，然后恢復(fù)執(zhí)行該線程的現(xiàn)場(chǎng)并開(kāi)始執(zhí)行線程。從一個(gè)線程切換到另一個(gè)線程需要完整的上下文切換。因?yàn)榭赡苄枰啻蝺?nèi)存訪問(wèn)，所以這個(gè)切換上下文的操作開(kāi)銷較大，會(huì)增加運(yùn)行的cpu周期。
區(qū)別于操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度操作系統(tǒng)線程，goroutine 的調(diào)度是Go語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)（runtime）層面的實(shí)現(xiàn)，是完全由 Go 語(yǔ)言本身實(shí)現(xiàn)的一套調(diào)度系統(tǒng)——go scheduler 。它的作用是按照一定的規(guī)則將所有的 goroutine 調(diào)度到操作系統(tǒng)線程上執(zhí)行。
【go GMP】在經(jīng)歷數(shù)個(gè)版本的迭代之后，目前 Go 語(yǔ)言的調(diào)度器采用的是 GPM 調(diào)度模型。

文章插圖

G：表示 goroutine，每執(zhí)行一次go f()就創(chuàng)建一個(gè) G，包含要執(zhí)行的函數(shù)和上下文信息。
全局隊(duì)列（Global Queue）：存放等待運(yùn)行的 G 。
P：表示 goroutine 執(zhí)行所需的資源，最多有 GOMAXPROCS 個(gè) 。
P 的本地隊(duì)列：同全局隊(duì)列類似，存放的也是等待運(yùn)行的G，存的數(shù)量有限，不超過(guò)256個(gè) 。新建 G 時(shí)，G 優(yōu)先加入到 P 的本地隊(duì)列，如果本地隊(duì)列滿了會(huì)批量移動(dòng)部分 G 到全局隊(duì)列。
M：線程想運(yùn)行任務(wù)就得獲取 P，從 P 的本地隊(duì)列獲取 G，當(dāng) P 的本地隊(duì)列為空時(shí)，M 也會(huì)嘗試從全局隊(duì)列或其他 P 的本地隊(duì)列獲取 G 。M 運(yùn)行 G，G 執(zhí)行之后，M 會(huì)從 P 獲取下一個(gè) G，不斷重復(fù)下去。
Goroutine 調(diào)度器和操作系統(tǒng)調(diào)度器是通過(guò) M 結(jié)合起來(lái)的，每個(gè) M 都代表了1個(gè)內(nèi)核線程，操作系統(tǒng)調(diào)度器負(fù)責(zé)把內(nèi)核線程分配到 CPU 的核上執(zhí)行。

單從線程調(diào)度講，Go語(yǔ)言相比起其他語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)在于OS線程是由OS內(nèi)核來(lái)調(diào)度的，goroutine 則是由Go運(yùn)行時(shí)（runtime）自己的調(diào)度器調(diào)度的，完全是在用戶態(tài)下完成的，不涉及內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)之間的頻繁切換，包括內(nèi)存的分配與釋放，都是在用戶態(tài)維護(hù)著一塊大的內(nèi)存池，不直接調(diào)用系統(tǒng)的malloc函數(shù)（除非內(nèi)存池需要改變），成本比調(diào)度OS線程低很多。另一方面充分利用了多核的硬件資源，近似的把若干goroutine均分在物理線程上，再加上本身 goroutine 的超輕量級(jí)，以上種種特性保證了 goroutine 調(diào)度方面的性能。
GOMAXPROCSGo運(yùn)行時(shí)的調(diào)度器使用GOMAXPROCS參數(shù)來(lái)確定需要使用多少個(gè) OS 線程來(lái)同時(shí)執(zhí)行 Go 代碼。默認(rèn)值是機(jī)器上的 CPU 核心數(shù) 。例如在一個(gè) 8 核心的機(jī)器上，GOMAXPROCS 默認(rèn)為 8 。Go語(yǔ)言中可以通過(guò)runtime.GOMAXPROCS函數(shù)設(shè)置當(dāng)前程序并發(fā)時(shí)占用的 CPU邏輯核心數(shù) 。（Go1.5版本之前，默認(rèn)使用的是單核心執(zhí)行。Go1.5 版本之后，默認(rèn)使用全部的CPU 邏輯核心數(shù) 。）