golang 调度剖析

在golang中，调度是一项非常重要的功能。调度机制的设计对于提高程序的性能和响应能力至关重要。本文将对golang的调度机制进行剖析，探讨其原理和实现细节。

调度器的基本原理

golang调度器使用了很多的技术来实现高效的并发执行。其中最重要的技术是goroutine和GOMAXPROCS。

goroutine 是轻量级的线程，它由调度器管理。当一个函数被调用时，调度器会将其包装成一个goroutine，然后将goroutine加入到系统的goroutine队列中。在调度器的安排下，每个goroutine都能够被合理地分配到不同的处理器上执行。goroutine 之间的切换是由调度器负责的，这样可以避免线程之间的上下文切换带来的性能损耗。

调度器的内部实现

为了更好地理解调度器的内部实现，我们需要了解以下几个关键组件。

• P：P 是处理器的抽象，每个 P 关联了一个操作系统线程。它负责执行 goroutine，并与调度器进行通信。
• M：M 是操作系统线程的抽象，它用于执行 goroutine。每个 P 都会关联一个 M，并且可以与其他 M 进行交互。
• G：G 是 goroutine 的抽象，它包含了 goroutine 的状态、堆栈等信息。

在调度器启动时，会创建一组 P，并将它们放入空闲队列中。当一个新的 goroutine 被创建时，调度器会从空闲队列中获取一个空闲的 P，并将该 goroutine 分配给这个 P 执行。

调度器的工作原理

调度器在运行过程中会根据一定的策略来决定将哪些 goroutine 调度到哪些 P 上执行。常用的策略有：

• Work Stealing（工作窃取）：当某个 P 上的 goroutine 已经执行完毕，而其他 P 上还有待执行的 goroutine 时，该 P 可以从其他 P 的本地队列中窃取一个 goroutine 来执行，以提高系统的并发性。
• Global Runqueue（全局队列）：当所有的 P 都没有可执行的 goroutine 时，调度器会将 goroutine 放入全局队列中。这样即使某个 P 没有 goroutine 可执行，也可以从全局队列中获取可执行的 goroutine。
• Work Steal Block（工作窃取阻塞）：当某个 P 上的 goroutine 长时间被阻塞时，其他的 P 可以从该 P 的本地队列中窃取 goroutine 并执行。

调度器会根据当前的负载情况和机器的硬件情况等因素来动态地调整以上策略的权重，以达到最佳的性能表现。