Go 调度器 M, P 和 G

互联网上已经有很多关于go调度器的文章了，阅读这些文章可以帮助加深理解，并且通过对比，可以检查文章中是否存在错误或不准确之处，从而更全面地了解go的调度器。

我决定深入研究Go的内部机制，因为很长时间没有新的关于Go调度器的文章了，我认为这是个非常有趣的知识点，所以我们就开始吧。

Go的运行时管理着调度、垃圾回收以及goroutine的运行环境。本文仅关注调度器。

运行时负责运行goroutine并将它们映射到操作系统的线程上。goroutine比线程更轻量，启动时消耗的资源非常少。每个goroutine由一个G结构体表示，该结构体的字段用于跟踪此goroutine的栈和状态，所以可以认为G = goroutine。

运行时管理G并将它们映射到逻辑处理器（称为P）。P可以看作是一个抽象的资源或上下文，需要获取以便操作系统线程（称为M）可以运行G。

通过runtime.GOMAXPROCS(numLogicalProcessors)可以控制可获取的P数量。如果需要调整这个参数（大多数情况下不需要调整），只需设置一次，因为它需要STW gc暂停。

本质上，操作系统运行线程，线程运行你的代码。Go的技巧是编译器会在Go运行时的一些地方插入系统调用（例如通过通道发送值，调用runtime包等），这样Go可以通知调度器执行特定的操作。

上图的理解来自于Analysis of the Go runtime scheduler。

M、P和G之间的交互有点复杂。看看下面这张来自Gao Chao的go runtime scheduler幻灯片中的一张图：

可以看到，Go运行时存在两种类型的队列：一种是全局队列（在schedt结构体中，很少使用），另一种是每个P都维护自己的G队列。

为了运行goroutine，M需要持有上下文P。M会从P的队列中弹出一个goroutine并执行。

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当你创建一个新的goroutine时（go func()方法），它会被放入P的队列。当然还有一个work-stealing调度算法，当M执行了一些G后，如果它的队列为空，它会随机选择另一个P，从它的队列中取走一半的G到自己的队列中执行。（偷取！）

当你的goroutine执行阻塞的系统调用时（syscall），阻塞的系统调用会被中断，如果当前有一些G在执行，运行时会将这个线程从P中移除（detach），然后再创建一个新的操作系统线程（如果没有空闲线程可用的话）来服务于这个P。

当系统调用继续时，这个goroutine会被放入到本地运行队列，线程会park自己（休眠），加入到空闲线程中。

如果一个goroutine执行网络调用，运行时会做类似的动作。调用会被中断，但由于Go使用集成的网络轮询器，它有自己的线程，所以还给它。

Go运行时会在下面的goroutine被阻塞的情况下运行另一个goroutine：

• 阻塞的系统调用（例如打开文件），
• 网络输入，
• 通道操作，
• sync包中的原语。

Go可以跟踪运行时的调度器，这是通过GODEBUG环境变量实现的：

运行命令：GODEBUG=scheddetail=1,schedtrace=1000 ./program

当然，还有一个Go自己的工具go tool trace，它有一个UI，允许你查看你的程序和运行时的状态。你可以阅读这篇文章：Pusher。

以上就是Go 调度器 M, P 和 G的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！