golang协程调度室

golang协程调度

在golang的并发模型中，协程（goroutine）的调度是由Go语言运行时系统自动完成的。协程是轻量级的线程，它可以在并发执行的环境下创建和销毁，相比于传统的线程模型，协程更加高效和灵活。

协程的调度在Go语言中起着非常重要的作用，它决定了程序的执行顺序和性能。Go语言运行时系统采用了一种称为"工作窃取"的调度方式，即在多个线程之间共享任务队列，每个线程从队列中窃取任务进行执行。

调度器的主要组成部分

在理解协程调度的原理之前，我们先来了解一下调度器的主要组成部分：

• 全局运行队列：这是所有协程都可以加入的队列，它存储了尚未被分配给任何线程执行的任务。
• 工作线程：调度器会为每个物理处理器创建一个工作线程，工作线程负责从全局运行队列中取出任务并执行。
• 本地运行队列：每个工作线程都有自己的本地运行队列，它存储了当前工作线程正在执行的任务。

调度过程

当一个协程被创建时，它会被放入全局运行队列中。当某个工作线程执行完当前任务后，它会从全局运行队列中窃取一个任务，加入到自己的本地运行队列中，并执行该任务。

当一个工作线程的本地运行队列为空时，它会尝试从其他工作线程的本地运行队列中窃取任务。这种窃取的方式可以使得工作线程之间的负载均衡，提高整体的执行效率。

在并发执行的过程中，如果某个协程发生了阻塞（例如等待I/O操作的完成），调度器会将该协程从本地运行队列中移除，放入全局运行队列中。当协程的阻塞解除后，它会被重新放回到本地运行队列中，并继续执行。

调度器的优化

为了进一步优化调度器的性能，Go语言运行时系统引入了一些额外的机制：

• 自旋：当一个工作线程从全局运行队列中窃取任务时，如果全局运行队列为空，它会进入自旋状态，不断尝试从其他工作线程的本地运行队列中窃取任务。这样可以减少线程的切换开销，提高调度的效率。
• 抢占：当一个协程长时间占用了工作线程，并且没有主动让出，调度器会通过抢占的方式将其暂停，并将其放回全局运行队列中，以便其他协程有机会执行。这个机制可以防止协程的饥饿现象，即某些协程始终无法得到执行。

总结

通过使用全局运行队列、工作线程和本地运行队列，以及自旋和抢占等优化机制，Go语言的协程调度器能够实现高效的并发执行。协程调度的方式在一定程度上避免了传统线程模型中的线程切换开销，提高了程序的性能。

了解协程调度的原理对于编写高效的并发程序非常重要。只有深入了解调度器的工作原理，才能更好地利用协程实现并发任务的切换和协作，充分发挥Go语言并发编程的优势。