## GMP模型調度器 GMP模型調度器主要概念如下： * G(Goroutine): 即Go協程，每個go關鍵字都會創建一個協程 * M(Machine): 工作線程，在Go中稱為Machine * P(Processor): 處理器（Go中定義的一個摡念，不是指CPU），包含運行Go代碼的必要資源，也有調度goroutine的能力 ### 調度原理  * 全局隊列（Global Queue）：存放等待運行的 G。 * P 的本地隊列：同全局隊列類似，存放的也是等待運行的 G，存的數量有限，不超過 256 個。新建 G’時，G’優先加入到 P 的本地隊列，如果隊列滿了，則會把本地隊列中一半的 G 移動到全局隊列。 * P 列表：所有的 P 都在程序啟動時創建，并保存在數組中，最多有 GOMAXPROCS(可配置) 個。 * M：線程想運行任務就得獲取 P，從 P 的本地隊列獲取 G，P 隊列為空時，M 也會嘗試從全局隊列拿一批 G 放到 P 的本地隊列，或從其他 P 的本地隊列偷一半放到自己 P 的本地隊列。M 運行 G，G 執行之后，M 會從 P 獲取下一個 G，不斷重復下去。  調度流程： 1. 我們通過 go func () 來創建一個 goroutine； 2. ?有兩個存儲 G 的隊列，一個是局部調度器 P 的本地隊列、一個是全局 G 隊列。新創建的 G 會先保存在 P 的本地隊列中，如果 P 的本地隊列已經滿了就會保存在全局的隊列中； 3. G 只能運行在 M 中，一個 M 必須持有一個 P，M 與 P 是 1：1 的關系。M 會從 P 的本地隊列彈出一個可執行狀態的 G 來執行；不考慮G進入系統調用或IO操作的情況下，P周期性的將G調度到M中執行，執行一小段時間，將上下文保存下來，然后將G放到隊列尾部，然后從隊列中重新取出一個G進行調度；如果 P 的本地隊列為空，先查詢全局隊列，如果全局隊列中也沒有G，則從其他MP組合偷取一部分可執行的P來執行(一般每次偷取一半)； 4. 一個 M 調度 G 執行的過程是一個循環機制； 5. 當 M 執行某一個 G 時候如果發生了 syscall 或則其余阻塞操作，M 會阻塞，M將釋放P，進而某個空閑的M1(M1的來源有可能是M的緩存池，也可能是新建的)獲取P，繼續執行P隊列中剩下的G； 當M運行的某個G產生系統調用時，如下圖所示：  6. 當G0系統調用結束后，根據M0是否能獲取到P，將會將G0做不同的處理： a> 如果有空閑的P，則獲取一個P，繼續執行G0； b> 如果沒有空閑的P，則將G0放入全局隊列，等待被其他的P調度。然后M0將進入緩存池睡眠 --- *說明：每個P會周期性地查看全局隊列中是否有G待運行并將其調度到M中執行，全局隊列中G的來源，主要有從系統調用中恢復的G。之所以P會周期性地查看全局隊列，也是為了防止全局隊列中的G被餓死* ### 調度器的設計策略 復用線程：避免頻繁的創建、銷毀線程，而是對線程的復用。 1）work stealing 機制 ? 當本線程無可運行的 G 時，嘗試從其他線程綁定的 P 偷取 G，而不是銷毀線程。 2）hand off 機制 ? 當本線程因為 G 進行系統調用阻塞時，線程釋放綁定的 P，把 P 轉移給其他空閑的線程執行。 利用并行：GOMAXPROCS 設置 P 的數量，最多有 GOMAXPROCS 個線程分布在多個 CPU 上同時運行。GOMAXPROCS 也限制了并發的程度，比如 GOMAXPROCS = 核數/2，則最多利用了一半的 CPU 核進行并行。 搶占：在 coroutine 中要等待一個協程主動讓出 CPU 才執行下一個協程，在 Go 中，一個 goroutine 最多占用 CPU 10ms，防止其他 goroutine 被餓死，這就是 goroutine 不同于 coroutine 的一個地方。 全局 G 隊列：在新的調度器中依然有全局 G 隊列，但功能已經被弱化了，當 M 執行 work stealing 從其他 P 偷不到 G 時，它可以從全局 G 隊列獲取 G ### Goroutine vs Machine * P的數量由啟動時環境變量 $GOMAXPROCS 或者是由 runtime 的方法 GOMAXPROCS() 決定。這意味著在程序執行的任意時刻都只有 $GOMAXPROCS 個 goroutine 在同時運行 * M的數量由go語言本身的限制，go程序啟動時，會設置M的最大數量，默認10000. 但是內核很難支持這么多的線程數，所以這個限制可以忽略；runtime/debug中的SetMaxThreads 函數，設置M的最大數量；一般大于等于P的個數 > P vs M 的創建 P何時創建：在確定了P的最大數量n后，運行時系統會根據這個數量創建n個P。 M 何時創建：當沒有足夠的 M 來關聯 P 并運行其中的可運行的 G。比如所有的 M 此時都阻塞住了，而 P 中還有很多就緒任務，就會去尋找空閑的 M，而沒有空閑的，就會去創建新的 M GOMAXPROCS設置對性能的影響 一般來講，程序運行時就將GOMAXPROCS大小設置為CPU核數，可讓Go程序充分利用CPU；在某些IO密集型的應用里，這個值可能并不意味著性能最好。 理論上當某個Goroutine進入系統調用時，會有一個新的M被啟用或創建，繼續占滿CPU。 但由于Go調度器檢測到M被阻塞是有一定延遲的，也即舊的M被阻塞和新的M得到運行之間是有一定間隔的，所以在IO密集型應用中不妨把GOMAXPROCS設置的大一些，或許會有好的效果