Golang GMP原理（1）

概念梳理

線程

線程一般指內核級線程，核心如下：

1. 操作系統的最小調度單元
2. 創建 銷毀 調度由內核完成，cpu要完成內核態與用戶態的轉換
3. 可充分利用多核，實現並行

協程

協程線程對應

協程，又稱為用戶級線程，核心點如下：

1. 與線程存在映射關係，為M:1
2. 創建、銷毀、調度在用戶態完成，對內核透明，所以更輕
3. 從屬同一個內核級線程，無法並行；一個協程阻塞會導致從屬同一線程的所有協程無法執行。

Goroutine

Goroutine是特殊的協程

1. 與線程存在映射關係，為M:N
2. 創建、銷毀、調度在用戶態完成，對內核透明，足夠輕便
3. 可利用多個線程實現並行
4. 通過調度器實現和線程間的動態綁定和調度
5. 棧空間可動態擴縮。

對比

GMP模型

g

1. g是goroutine，是對協程的抽象
2. g有自己的運行棧、狀態、以及執行的任務函數（用戶通過go func指定）
3. g需要綁定到p才能執行，在g的視角中，p是它的cpu

p

1. p是調度器，聯繫g與m
2. p的數量決定了g最大並行數量，可由用戶通過GOMAXPROCS進行設定（超過CPU核數無意義）

m

1. m是machine 是go中線程的抽象
2. m不直接執行g，而是先和p綁定，由其實現代理
3. 藉由p的存在，m無需和g綁死，也無需記錄g的狀態信息，因此g在全生命周期中可實現跨m執行

gmp

1. m是線程的抽象 g是goroutine p'是調度器
2. m調度g前 需要和p綁定
3. 全局有多個m和p 同時並行的g最大數量等於p的數量
4. g的存放隊列有三類：P的本地隊列；全局隊列；和wait隊列（圖中未展示，為io阻塞就緒態goroutine隊列）
5. m調度g時，優先取p本地隊列，其次取全局隊列，最後取wait隊列；這樣的好處是，取本地隊列時，可以接近於無鎖化，減少全局鎖競爭；
6. 為防止不同p的閑忙差異過大，設立work-stealing機制，本地隊列為空的p可以嘗試從其他p本地隊列偷取一半的g補充到自身隊列.