Golang的协程调度机制

调度器的三个基本对象

Go 的协程(goroutine) 和我们常见的线程(Thread)一样，拥有其调度器。

• G (Goroutine)，代表协程，也就是每次代码中使用 go 关键词时候会创建的一个对象。存储了goroutine的执行stack信息、状态、任务函数等，G对象是可以重用的。
• M (Work Thread)，代表着真正的执行计算资源，工作线程。
• P (Processor)，表示逻辑processor，P的数量决定了最大可并行的G的数量。代表一个处理器，又称上下文

M-P-G三者的关系与特点：

• 每一个运行的 M 都必须绑定一个 P，线程M 创建后会去检查并执行G (goroutine)对象
• 每一个 P 保存着一个协程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
• M 从队列中提取 G，并执行
• P 的个数就是GOMAXPROCS（最大256），启动时固定的，一般不修改
• M 的个数和 P 的个数不一定一样多（会有休眠的M 或 P不绑定M ）（最大10000）
• P 是用一个全局数组（255）来保存的，并且维护着一个全局的 P 空闲链表

局部G队列与全局G队列的关系

• 全局G任务队列会和各个本地G任务队列按照一定的策略互相交换。没错，就是协程任务交换
• G任务的执行顺序是，先从本地队列找，本地没有则从全局队列找
• 转移
  • 局部与全局，全局G个数 / P个数
  • 局部与局部，一次性转移一半

Gorutine从入队到执行

1. 当我们创建一个G对象，就是 gorutine，它会加入到本地队列或者全局队列

2. 如果还有空闲的P，则创建一个M 绑定该 P ，注意！这里，P 此前必须还没绑定过M 的，否则不满足空闲的条件。细节点：

   1. 先找到一个空闲的P，如果没有则直接返回

   2. P 个数不会占用超过自己设定的cpu个数

   3. P 在被 M 绑定后，就会初始化自己的 G 队列，此时是一个空队列

   4. 注意这里的一个点！

      • 无论在哪个 M 中创建了一个 G，只要 P 有空闲的，就会引起新 M 的创建
      • 不需考虑当前所在 M 中所绑的 P 的 G 队列是否已满
      • 新创建的 M 所绑的 P 的初始化队列会从其他 G 队列中取任务过来

   5. 这里留下第一个问题：

      如果一个G任务执行时间太长，它就会一直占用 M 线程，由于队列的G任务是顺序执行的，其它G任务就会阻塞，如何避免该情况发生？ --①

3. M 会启动一个底层线程，循环执行能找到的 G 任务。这里的寻找的 G 从下面几方面找：

   • 当前 M 所绑的 P 队列中找
   • 去别的 P 的队列中找
   • 去全局 G 队列中找

4. G任务的执行顺序是，先从本地队列找，本地没有则从全局队列找

5. 程序启动的时候，首先跑的是主线程，然后这个主线程会绑定第一个 P

6. 入口 main 函数，其实是作为一个 goroutine 来执行