golang 并发 抢占

并发是Go语言的重要特性之一，它使得开发者可以更高效地利用多核处理器的能力。与传统的多线程编程模型相比，Go语言中的并发机制更为轻量级和易于使用。本文将介绍Go语言中的并发特性以及抢占式调度的实现原理。

并发与并行

首先，我们需要明确一下并发与并行的概念。并发指的是程序的结构设计方式，多个任务可以同时进行，不一定需要在同一时刻执行。而并行则是指多个任务在同一时刻执行。简单来说，并发是一种逻辑上的概念，而并行是一种物理上的概念。

在传统的多线程编程模型中，线程是操作系统进行任务划分和调度的基本单位。每个线程都拥有独立的执行上下文，包括栈、指令指针等信息。当一个线程过去了一个时间片（通常几十毫秒），操作系统会暂停该线程的执行，并将执行机会转交给另一个就绪的线程。这种方式被称为时间片轮转调度。

Go语言的并发模型

与传统的多线程编程模型相比，Go语言提供了一种更加轻量级和高效的并发模型。Go语言通过goroutine实现并发，goroutine可以理解为一种轻量级的线程，它由Go语言的运行时系统管理，而不是由操作系统进行调度。与传统的线程相比，goroutine的创建和销毁成本更低，并且可以动态地增加或减少。

在Go语言中，使用关键字go可以创建一个新的goroutine，将一个函数调用放入一个新的goroutine中执行。与传统的线程相比，goroutine的创建和销毁非常快捷，因此可以大量地创建非常多的goroutine，每个goroutine都会被放入一个队列中等待调度。

抢占式调度

Go语言的并发模型使用了一种抢占式的调度方式。所谓抢占式调度，就是当一个goroutine执行的时间超过一定的阈值时，调度器会中断该goroutine的执行，并将执行机会转交给其他就绪的goroutine。这种方式能够有效地避免某个goroutine长时间占用CPU，导致其他等待执行的任务无法得到运行的情况。

Go语言的调度器使用的是M：N模型，即将M个goroutine映射到N个操作系统线程中。调度器会根据系统的负载情况动态调整M和N的数量。当goroutine进行阻塞或发生系统调用时，调度器会将该goroutine从线程中移除，等待阻塞的原因解除后再次放入工作队列中。

另外，Go语言的调度器还可以主动地进行抢占。当一个goroutine正在执行时，调度器会周期性地检查是否有更高优先级的goroutine需要运行。如果存在更高优先级的goroutine，则调度器会主动中断当前的goroutine，将执行机会转交给更高优先级的goroutine。这种抢占式的调度方式能够保证高优先级的任务能够尽快得到执行。

在抢占式调度的基础上，Go语言还提供了一些调度相关的函数和原语，例如runtime.Gosched()、runtime.LockOSThread()等，开发者可以根据需要进行调度控制，以实现更加细粒度的任务调度。

总之，Go语言的并发特性和抢占式调度机制使得开发者可以更加轻松地编写高效的并发程序。相比传统的多线程编程模型，Go语言的并发模型更加轻量级，且具有更好的可伸缩性和性能表现。我们可以充分利用Go语言提供的并发特性，更好地发挥多核处理器的能力，提升程序的执行效率。