golang携程调度原理

Go语言中的协程调度原理是该语言独特之处之一，它能够高效地利用处理器资源并实现并发编程。本文将介绍Golang协程调度的原理，并探讨它是如何实现协程的调度和切换的。

什么是协程调度

在我们开始讨论Golang的协程调度原理之前，让我们先了解一下什么是协程调度。在一个单线程程序中，当遇到阻塞操作时，整个线程会被挂起，直到这个操作完成。这就导致了浪费了大量的处理器时间。而协程调度则可以让程序在遇到阻塞操作时挂起当前协程，切换到其他可执行的协程上去执行，从而充分利用处理器资源。

Goroutine的调度

Golang的协程称为Goroutine，它与传统的线程不同，它是轻量级的、由Go语言运行时管理的执行单元。Goroutine通过Go关键字创建，与其他Goroutine并发执行。当创建一个Goroutine时，它会被添加到一个全局的Goroutine队列中等待调度执行。

Golang使用目标时间片（Targeted Preemptive）调度策略。每个Goroutine都有一个时间片，即执行一小段代码所需的时间。当一个Goroutine的时间片用完时，调度器会中断该Goroutine的执行，并保存其状态（包括程序计数器和寄存器等）。然后，调度器从全局Goroutine队列或其他地方选择一个可执行的Goroutine来替换它。

调度器采用了一种称为"工作窃取"的技术来实现协程的负载均衡。每个处理器（P）都有一个绑定的本地队列，用于保存需要在该处理器上执行的Goroutine。当一个处理器执行完毕时，它会尝试从其他处理器的本地队列中窃取一半的Goroutine，使得负载尽可能均匀地分布在所有的处理器上。

协程切换的实现

协程的切换是通过goto指令和上下文切换实现的。调度器会在每个函数调用的入口和返回的出口处插入特殊的函数调用：gogo。这个调用会将程序的控制转移到调度器的函数中，以进行调度决策。然后，调度器会保存当前Goroutine的上下文状态，并从新的Goroutine中恢复上下文。

在实际的代码执行过程中，如果遇到了一个函数调用或其它可能会导致阻塞的操作，调度器会选择一个可以立即执行的Goroutine，并将当前正在执行的Goroutine挂起。调度器接下来会执行一系列操作来保存当前Goroutine的上下文，并将控制权转移到被选中的Goroutine上去执行。

协程切换的过程包括保存上下文、选择另一个Goroutine、恢复上下文，这些操作都是由调度器自动完成的，无需我们手动介入。调度器会根据一定的策略选择要执行的Goroutine，并尽可能公平地分配处理器资源，从而实现高效的协程调度。

总结来说，Golang的协程调度原理采用了目标时间片和工作窃取策略，它能够高效地利用处理器资源并实现并发编程。通过调度器的调度和切换机制，Goroutine能够在遇到阻塞操作时挂起当前协程，并切换到其他可执行的协程上去执行。这种调度机制使得程序能够充分利用处理器时间，提高系统的并发性能。