Go GPM 调度模型介绍

发布网友发布时间：2024-06-01 20:49

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热心网友时间：2024-06-05 02:40

揭秘Go语言的GPM调度模型：并发艺术的精妙之处

Go语言的调度器是其高效并发能力的关键，它巧妙地在轻量级的协程（Goroutines）和多核并行之间找到了平衡。让我们深入剖析这个精简版的调度模型，看看它是如何提升并发效率的。

在Go的世界里，每个并发执行单元被称为一个Goroutine，它就像轻量级的线程，由用户态执行，几乎不占用额外的内存资源。而M，即操作系统线程，负责在多个处理器（P）间调度，Go通过GOMAXPROCS参数来控制并发P的数量，确保资源的有效利用。

Go调度器的进化历程显著，从最初的单线程版本（核心代码量少，效率高），到引入多线程和工作窃取策略，如协作抢占（1.11）和信号抢占（1.14），旨在解决旧模型中的STW（Stop The World）问题。尽管如此，它仍需谨慎处理锁竞争，以避免对性能的负面影响。

在Goroutine的结构中，每个g对象都包含一个m（线程）、状态信息（如_Grunnable到_GscanGC）、唯一标识符（goid）以及存储执行上下文的调度信息（如sp和pc）。这些细节使得调度器能够快速切换和恢复执行状态，确保高效并发。

Go调度器巧妙地使用了M与P的动态绑定，以保持资源的最佳利用。M0和G0分别作为主线程和初始化Goroutine，它们协同工作，确保程序的顺利启动和调度。当Goroutine过多时，调度器会将它们转移到全局队列，通过工作窃取策略唤醒空闲的M，实现负载均衡。

系统调用时，Go调度器会将M从当前P中摘除，创建新线程执行，确保I/O操作的并行进行。而M的自旋行为，如在等待Goroutine时，旨在节省CPU，避免频繁的上下文切换，提高效率。

实例中，当G8创建G9并执行系统调用时，不同的M角色如何交互：M5和M6在等待，而M2则解绑G8，让它记为可运行。这一系列操作展示了调度器在处理阻塞和非阻塞操作时的灵活性。

总的来说，Go的G-M-P调度模型凭借其精巧的架构和优化策略，实现了并发执行的高效和稳定。通过理解Goroutines、M线程和P处理器之间的互动，开发者可以更好地利用Go语言的并发优势，为应用程序创造更出色的性能表现。

深入探索Go调度器的更多信息，可以参考以下文档：

Go语言调度器详解
全面解读Golang的GPM调度机制