golang调度器考题

Golang调度器是Go语言中的一个重要组成部分，它负责将 goroutine（轻量级线程）映射到操作系统线程上，并通过协作式调度实现并发执行。这个调度器的设计和实现对于提高Go语言程序的性能和并发能力起到了至关重要的作用。

调度模型

Go调度器使用的是 M:N 调度模型，在 Go 的世界里，M（机器）代表物理线程，N（抽象线程）代表虚拟线程。在 M:N 调度模型下，调度器会将 N 个 goroutine 与 M 个操作系统线程相对应。这样做的好处是能够更好地控制 goroutine 的创建和销毁，避免创建过多的 goroutine 导致内存消耗过大。

调度器的三个阶段

调度器在执行过程中主要经历三个阶段：全局运行队列的处理、本地队列的处理和工作窃取。

全局运行队列的处理

全局运行队列是存放等待被调度的 goroutine 的队列，它是调度器的核心数据结构之一。在这个阶段，调度器会从全局运行队列中获取 goroutine，并将其分配给一个空闲的 P（Processor）。P 相当于一个调度上下文，它包含一个 goroutine 的执行环境，例如寄存器状态等。

本地队列的处理

每个 P 都有一个本地队列，用于存放由全局运行队列获取的 goroutine。在这个阶段，P 会从自己的本地队列中获取 goroutine，并将其加入到自己的运行队列中等待执行。如果 P 的本地队列为空，它会去全局运行队列中获取更多的 goroutine。

工作窃取

当一个 P 的本地队列为空时，它会尝试从其他 P 的本地队列中偷取 goroutine，这就是工作窃取。通过这种方式，已经执行完任务的 P 可以帮助正在执行任务的 P 提高并发度，从而避免了潜在的负载不均衡问题。工作窃取的实现采用的是随机化策略，即随机选择一个 P 进行窃取操作。

通过以上三个阶段，调度器能够高效地利用多核处理器，实现任务的并行执行。调度器还根据负载情况和系统资源进行动态调整，比如调整 M 的数量和 P 的数量等。这样，Go语言程序能够更好地实现并发、提高系统的处理能力。

综上所述，Go语言调度器是一个高效且强大的调度器，在处理并发任务时起到了关键作用。它采用 M:N 调度模型，在全局运行队列、本地队列和工作窃取三个阶段中完成任务的调度和执行。通过合理利用多核处理器和动态调整资源，调度器能够快速、高效地处理大规模的并发任务。