Golang GMP原理（1）

Golang GMP原理（1）

概念梳理

线程

线程一般指内核级线程，核心如下：

• 操作系统的最小调度单元
  
• 创建 销毁 调度由内核完成，cpu要完成内核态与用户态的转换
  
• 可充分利用多核，实现并行
  

协程

协程线程对应

协程，又称为用户级线程，核心点如下：

• 与线程存在映射关系，为M:1
  
• 创建、销毁、调度在用户态完成，对内核透明，所以更轻
  
• 从属同一个内核级线程，无法并行；一个协程阻塞会导致从属同一线程的所有协程无法执行。
  

Goroutine

Goroutine是特殊的协程

• 与线程存在映射关系，为M:N
  
• 创建、销毁、调度在用户态完成，对内核透明，足够轻便
  
• 可利用多个线程实现并行
  
• 通过调度器实现和线程间的动态绑定和调度
  
• 栈空间可动态扩缩。
  

对比

模型弱依赖内核可并行可应对阻塞栈可动态扩缩线程×√√×协程√×××goroutine√√√√GMP模型

g

• g是goroutine，是对协程的抽象
  
• g有自己的运行栈、状态、以及执行的任务函数（用户通过go func指定）
  
• g需要绑定到p才能执行，在g的视角中，p是它的cpu
  

p

• p是调度器，联系g与m
  
• p的数量决定了g最大并行数量，可由用户通过GOMAXPROCS进行设定（超过CPU核数无意义）
  

m

• m是machine 是go中线程的抽象
  
• m不直接执行g，而是先和p绑定，由其实现代理
  
• 借由p的存在，m无需和g绑死，也无需记录g的状态信息，因此g在全生命周期中可实现跨m执行
  

gmp

• m是线程的抽象 g是goroutine p'是调度器
  
• m调度g前 需要和p绑定
  
• 全局有多个m和p 同时并行的g最大数量等于p的数量
  
• g的存放队列有三类：P的本地队列；全局队列；和wait队列（图中未展示，为io阻塞就绪态goroutine队列）
  
• m调度g时，优先取p本地队列，其次取全局队列，最后取wait队列；这样的好处是，取本地队列时，可以接近于无锁化，减少全局锁竞争；
  
• 为防止不同p的闲忙差异过大，设立work-stealing机制，本地队列为空的p可以尝试从其他p本地队列偷取一半的g补充到自身队列.
  

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