golang调度器源码

Go语言是一门开源的编程语言，由Google团队发起开发，它以其简洁、高效以及并发特性而备受开发者的喜爱。其中，Goroutine和调度器是Go语言最具特色的两个概念，能够充分利用多核处理器的潜力，提供高并发的能力。而调度器作为Go语言的核心组件之一，负责调度Goroutine的执行，确保各个线程的公平分配资源。

调度器的作用

在并发编程中，任务的执行通常会被划分为多个独立的轻量级线程，这些线程称为Goroutine。而调度器的主要作用就是负责管理和调度这些Goroutine的执行，将它们分配到不同的系统线程上，来充分利用多核处理器的性能。

调度器使用了 work-stealing 算法，即当某个线程没任务可执行时，它会主动从其他线程的任务队列中偷取任务执行，这样可以更好地利用系统资源。

调度器的底层实现

调度器的实现位于 runtime 包中，其中相关的代码主要集中在 sched.go 文件中。调度器底层基于操作系统提供的线程机制，通过goroutine、P（Processor）以及 M（Machine）三者之间的协作来实现调度功能。

Goroutine 是调度器对外提供的最小执行单位，它类似于线程，但比线程轻量级得多。它使用了栈增长和复用技术，可以在不同的系统线程上切换，从而避免了线程切换的开销，提高了并发性能。

P 是个抽象的概念，每个 P 表示一个逻辑处理器，用于执行 Goroutine。调度器会为每个 P 分配一个自己的任务队列，P 在任务队列中按先进先出的顺序取任务执行。

M 是操作系统中的线程，称为机器线程。它是 P 的承载体，一个 P 可以绑定到一个 M 上。当一个 P 没有任务时，它会去全局的任务队列或者其他 P 的任务队列中偷取任务，如果没有可偷取的任务，则 M 可以阻塞等待新的任务到来。

调度器的工作原理

在调度器初始化时，会创建一个默认的 P，也就是主要的 P，其他 P 则在需要时创建。主要的 P 负责调度所有的 Goroutine，同时还会监听心跳信号。

调度器通过调用 schedule 函数来安排 Goroutine 的执行。在调度器的运行过程中，不断从全局队列或其他 P 的队列中获取任务，然后将这些任务分配给空闲的 P 执行。当一个 Goroutine 被创建时，会优先放入当前 P 的任务队列，如果当前 P 的任务队列满了，则会从其他 P 队列或全局队列中偷取任务。

当所有 P 都处于饱和状态时，调度器可能需要动态扩展 P 的数量，通过操作系统提供的线程机制，新建一个 M，并绑定到一个新的 P 上。当饱和状态解除后，多余的 P 或 M 则会被回收，以节省系统资源。

总之，调度器是 Go 语言并发特性的核心组件之一，它通过 Goroutine、P 和 M 之间的协作，实现对 Goroutine 的管理和调度。调度器利用 work-stealing 算法提高系统资源的利用率，并通过调度策略来保证 Goroutine 的公平竞争。它的底层实现充分利用了操作系统提供的线程机制，同时还支持动态调整 P 的数量，以提供更好的并发性能。