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

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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