go 调度器实现

GO 语言的调度器

目录

• GMP 模型简介
• 调度器实现机制

GMP 模型简介

先来一张经典的GMP 关系图

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• G 是go程序中调度器中的一个任务，类似操作系统中的线程，主要处理任务。
• M 是内核线程的一种抽象，由操作系统负责调度和管理，主要负责执行goroutine。
• P 是go程序运行期的本地调度器，提供线程的上下文环境，主要负责goroutine和线程的中介工作。

调度器的实现机制

package main

func main(){
    ch := make(chan int)
    go func(){
        ch <- 1
    }
    <-ch
}

只要在方法前面加上关键字go就能很容易的开启一个goroutine, 如上 述代码所示， 是不是so easy。可他究竟是怎么调度的呢？先来看下Go 程序运行的结构，Go 程序主要两部分构成 用户层和运行层，见下图

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在Runitme 层有三个基础的结构体runtime.G, runtime.M, runtime.P, 在加上一个核心的结构体runtime.Sche 来实现goroutine的调度保证Go 程序的高效执行，下面介绍它是如何高效的调度的。

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Go 的调度器是有两个goroutine队列 的，一个是放在P 上的Local 队列，一个是放在sche上的全局队列。早期的版本确实只有一个全局队列，但当并发比较大的时后多个M获取G时导致加锁解锁的开销比较大，后来的版本就引入了P, 在P上有一个Local队列从而减少锁的开销。当开启一个goroutine时，先把G放到P上的队列当中，等需要执行G时，P需要绑定一个M，将G运行在M上。未分配给P的Goroutine则放到全局队列当中。

每个goroutine执行的快慢不一样，会产生有的P很忙，有的P很闲。 调度器让空闲的P偷其他P上goroutine到自己的队列上，其他p上也没有则从全局队列中偷取，从而充分利用了计算机上的每一个cup高效的执行任务。（P:想偷懒都不行了 哈哈）

当一个goroutine执行一些系统任务阻塞了M挂起来怎么办呢？下面从同步和异步分析下

先分析下同步的情况，当G1 进行系统调用时，M1就被阻塞了，G1挂在M1上, M2被引入了到P上，G2继续被调度。当G1的系统调用完成以后G1又会被放入P的LRQ当中，等待被调度执行。

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再来看下异步的情况，当G1进行网络读写时，G1的异步请求会被netpoll接手，这时候M是没有被阻塞的，G2会被继续执行。等G1的异步请求完成以后G1 又会重新放到P的LRQ当中，等待被调度执行。

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总结

• 介绍了GMP模型，主要介绍了每个模型是什么和它的主要作用
• 为了能够更好的并发执行，探究了调度器的实现机制。这里也只是抛砖引玉，调度机制其实很复杂，goroutine的各种状态，协作式和抢占式的调度实现等，后面从源码的角度再分析它的复杂机制。