golang的协程调度原理

golang协程调度原理

Go语言（Golang）是一种由谷歌开发的编程语言，支持并发编程的特性是其突出的特点之一。Golang通过使用协程（goroutine）来实现并发，在处理大规模任务时具有很高的效率。本文将介绍Golang协程调度的原理。

协程调度器

在Golang中，每个协程都是轻量级的线程，并由协程调度器来调度执行。协程调度器负责决定哪个协程运行、何时运行以及如何运行。

调度器的操作系统级线程

Golang使用了调度器的操作系统级线程（P）来管理和调度协程。调度器的操作系统级线程通过与内核通信，获取计算机资源并将其分配给协程。

调度器的工作窃取

Golang的调度器使用了工作窃取（Work Stealing）算法来均衡地分配工作负载。当某个操作系统级线程没有可执行的协程时，该线程会从其他操作系统级线程的队列中窃取任务来执行。这种方式可以充分利用计算机资源，提高并发性能。

协程的创建和销毁

在Golang中，可以通过关键字"go"来创建一个协程，例如：

一旦协程的任务执行完毕或者发生了异常，协程就会被销毁。协程的创建和销毁是由调度器自动管理的，开发者无需手动管理。

协程的调度

当有多个协程同时可执行时，调度器会根据一定的策略来决定哪个协程运行。Golang的调度器使用了一种称为M:N调度的策略。

M代表调度器的操作系统级线程（P），N代表用户级的协程（G）。每个P都有一个固定大小的协程队列，P负责将协程加入到队列中，并按照一定的规则从队列中选择一个协程执行。

当一个协程发生阻塞，例如等待网络IO或者通道操作时，调度器会将该协程从P的队列中移除，并唤醒其他可执行的协程。当阻塞的协程重新变为可执行时，调度器会将其放回到队列中，继续执行。

协程的切换

协程的切换是通过Golang的编译器进行的。当一个协程被阻塞或者执行时间过长，调度器会触发协程的切换。

在协程切换时，调度器会保存当前协程的状态，并恢复上一个被暂停的协程的状态。这个过程是由编译器在编译阶段插入的特殊指令来实现的。

总结

Golang通过协程调度器实现了高效的并发编程。调度器负责决定协程的执行顺序和分配计算机资源。通过采用M:N调度策略和工作窃取算法，Golang的调度器可以充分利用多核计算机的性能，实现高并发的任务处理。