golang抢占

Go语言（简称Golang）是一种由Google开发的开源编程语言，诞生于2009年。它结构清晰、并发性能强大，并具有垃圾回收机制和自动内存管理等特性，因此在近年来受到了越来越多开发者的青睐。本文将介绍Golang的抢占式调度机制。

背景

Golang的运行时系统使用的是一种抢占式调度（Preemptive Scheduling）机制，这意味着当一个Goroutine在执行时，调度器可以中断它，然后切换到其他待执行的Goroutine上。相比于非抢占式调度机制，抢占式调度会更及时地响应外部事件或者协程退出的情况。

抢占点

在Golang中，抢占点（Preemption Point）是指一个Goroutine执行时，可以被其他Goroutine抢占的点。在Golang中，抢占点主要包括以下几个方面：

1. Channel操作：当一个Goroutine执行一个阻塞的Channel操作时，会成为一个抢占点。也就是说，如果一个Goroutine在等待接收或发送数据时，如果没有数据可用或者没有其他Goroutine在等待接收或发送数据，调度器会检查是否有更高优先级的Goroutine需要运行。

2. 系统调用：当一个Goroutine在执行系统调用操作时，也会成为抢占点。这里的系统调用包括了一些需要等待外部资源或者IO完成的操作，比如网络请求、文件读写等。如果一个Goroutine走到了与外部资源交互的地方，就会成为抢占点。

3. 同步原语：当一个Goroutine在执行一些同步原语的操作时，也会成为抢占点。这包括了互斥锁（Mutex）、条件变量（Cond）、信号量（Semaphore）等等。当一个Goroutine准备获取一个已经被其他Goroutine占用的锁时，它会被阻塞，并成为抢占点。

调度器

Golang的调度器是整个运行时系统的核心。它负责管理与调度Goroutine，并将它们映射到操作系统提供的线程上。在Golang中，每个操作系统线程（OS Thread）托管一个逻辑处理器（P），而每个逻辑处理器又托管多个Goroutine。当一个Goroutine执行时，调度器可以根据一定的策略选择其他Goroutine来运行。

调度器的目标是尽量实现Goroutine的公平调度，让每个Goroutine都能平等地获得执行机会。为了调度的高效性，调度器会对Goroutine进行分层处理，根据不同类型、不同执行情况进行调度。在Golang中，调度器会检测Goroutine的抢占点，并在必要时进行抢占。

Golang的调度器采用的是工作窃取（Work Stealing）的调度算法。当一个逻辑处理器（P）的Goroutine队列为空时，它可以从其他逻辑处理器的队列中窃取一些Goroutine来执行。这样可以更好地利用CPU资源，并减少调度延迟。

除了抢占调度，Golang的运行时系统还提供了许多调优选项，如GOMAXPROCS控制操作系统线程数、runtime.Gosched主动让出CPU等。这使得开发者可以根据应用程序的特点对调度器进行优化，以达到更好的性能和并发效果。