一拳搞定 Golang | Goroutine 调度原理

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并发编程模型

并发编程模型

并发和多线程编程在难度上声名远扬。是由于诸如 pthread 等复杂设计，部分原因是过分强调低级别细节，如互斥锁，条件变量和内存屏障。更高级别的接口可以实现更简单的代码，即使仍然存在互斥。

通信顺序进程（CSP）是为并发提供高级语言支持的最成功模式之一。 Occam 和 Erlang 是源于 CSP 的两种众所周知的语言。 Go 的并发基元来自家族树的不同部分，其主要贡献是通道作为一类对象的强大概念。对几种早期语言的经验表明，CSP模型非常适合程序语言框架。

CSP：通信顺序进程，是 Go 语言采用的并发同步模型，是一种形式语言，用来描述并发系统间进行交互的模式。

Actor 模型：参与者模型采用了 everything is an actor 哲学。所有参与者都是独立的运行单元，参与者可以修改自己的私有状态，参与者之间只能通过发送消息通信（避免任何锁的使用）。

https://iswade.github.io/articles/go_concurrency/iswade.github.io

线程模型

G-P-M 模型

G: 表示 Goroutine，每个 Goroutine 对应一个 G 结构体，G 存储 Goroutine 的运行堆栈、状态以及任务函数，可重用。G 并非执行体，每个 G 需要绑定到 P 才能被调度执行。
P: Processor，表示逻辑处理器，对 G 来说，P 相当于 CPU 核，G 只有绑定到 P(在 P 的 local runq 中)才能被调度。对 M 来说，P 提供了相关的执行环境(Context)，如内存分配状态(mcache)，任务队列(G)等，P 的数量决定了系统内最大可并行的 G 的数量（前提：物理 CPU 核数 >= P 的数量），P 的数量由用户设置的 GOMAXPROCS 决定，但是不论 GOMAXPROCS 设置为多大，P 的数量最大为 256。
M: Machine，OS 线程抽象，代表着真正执行计算的资源，在绑定有效的 P 后，进入 schedule 循环；而 schedule 循环的机制大致是从 Global 队列、P 的 Local 队列以及 wait 队列中获取 G，切换到 G 的执行栈上并执行 G 的函数，调用 goexit 做清理工作并回到 M，如此反复。M 并不保留 G 状态，这是 G 可以跨 M 调度的基础，M 的数量是不定的，由 Go Runtime 调整，为了防止创建过多 OS 线程导致系统调度不过来，目前默认最大限制为 10000 个。
每个 P 维护一个 G 的本地队列；
当一个 G 被创建出来，或者变为可执行状态时，就把他放到 P 的本地可执行队列中，如果满了则放入Global；
当一个 G 在 M 里执行结束后，P 会从队列中把该 G 取出；如果此时 P 的队列为空，即没有其他 G 可以执行， M 就随机选择另外一个 P，从其可执行的 G 队列中取走一半。