Golang的协程调度器GMP
目录
GMP 含义
设计策略
全局队列
P的本地队列
GMP模型以及场景过程
场景一
场景2
场景三
场景四
场景五
场景六
GMP 含义

协程调度器,它包含了运行协程的资源,如果线程想运行协程,必须先获取P,P中还包含了可运行的G队列。以P 为主体 运行调度逻辑
设计策略
复用线程:避免频繁的创建、销毁线程,而是对线程的复用。
1 work stealing机制
当本线程无可运行的G时,尝试从其他线程绑定的P偷取G,而不是销毁线程。
2 hand off机制
当本线程因为G进行系统调用阻塞时,线程释放绑定的P,把P转移给其他空闲的线程执行。
利用并行:
GOMAXPROCS设置P的数量,最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行。GOMAXPROCS也限制了并发的程度,
比如GOMAXPROCS = 核数/2,则最多利用了一半的CPU核进行并行。
抢占:
在coroutine中要等待一个协程主动让出CPU才执行下一个协程,
在Go中,一个goroutine最多占用CPU 10ms,防止其他goroutine被饿死,
这就是goroutine不同于coroutine的一个地方。
全局G队列:
在新的调度器中依然有全局G队列,当P的本地队列为空时,优先从全局队列获取,如果全局队列为空时则通过work stealing机制从其他P的本地队列偷取G。
全局队列
全局队列(Global Queue):存放等待运行的G。出队和入队时,都需要加锁,因为是临界资源

P的本地队列
P的本地队列:同全局队列类似,存放的也是等待运行的G,存的数量有限,不超过256个。
新建G 时,G优先加入到P的本地队列,如果队列满了,会把本地队列中一半的G移动到全局队列

GMP模型以及场景过程

场景一
P拥有G1,M1获取P后开始运行G1,G1使用go func()创建了G2,为了局部性G2优先加入到P1的本地队列。

场景2
G1运行完成后(函数:goexit),M上运行的goroutine切换为G0,G0负责调度时协程的切换。
从P的本地队列取G2,从G0切换到G2,并开始运行G2。实现了线程M1的复用。

场景三
当一个协程开辟太多的协程后,如果本地队列已经满了,把协程顺序打乱后,让一半的协程加入到全局队列中
负载均衡(把P1中本地队列中前一半的G,还有新创建G转移到全局队列)

场景四
负载均衡后,再创建协程,可以加入到本地队列

场景五
规定:在创建G时,运行的G会尝试唤醒其他空闲的P和M组合去执行。
拿的话至少从全局队列取1个g,但每次不要从全局队列移动太多的g到p本地队列,给其他p留点。
这是从全局队列到P本地队列的负载均衡。

场景六
全局队列已经没有G,那m就要执行work stealing(偷取):
从其他有G的P哪里偷取一半G过来,放到自己的P本地队列。
P2从P1的本地队列尾部取一半的G,本例中一半则只有1个G4,放到P2的本地队列并执行。

为什么新的协程要加入到本地队列呢?
缓存局部性:协程在执行过程中可能会访问某些数据或资源。将它们放在 P 的本地队列中有助于保持缓存局部性,即相关的数据或资源更有可能保留在 CPU 缓存中,从而减少了访问延迟。
文章思路来自 : 刘丹冰老师 Golang修养之路
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