golang 调度机制

在golang中，调度是一种重要的机制，它负责管理并分配goroutine的执行。Goroutine是golang中轻量级的线程实现，它由Go语言运行时系统（Goroutine Scheduler）自动管理。那么，让我们深入了解一下golang的调度机制。

调度器的基本原理

golang的调度器使用M:N的模型，即调度器（Sched）会创建并管理一组线程（M），而goroutine则被调度器调度在这些线程上运行。调度器的主要目标是最大化利用处理器资源，同时确保所有的goroutine尽可能公平地获得执行的机会。

在具体的执行过程中，每个线程（M）都有一个调度队列（Goroutine Queue）和一个本地队列（Local Run Queue）。调度队列中存放了所有参与调度的goroutine，而本地队列则是每个线程独占的，用于存放线程当前正在执行的goroutine。

抢占式调度

golang中的调度器采用的是抢占式调度，这意味着任何一个goroutine的执行都有可能被暂停以执行其他的goroutine。为了实现抢占式调度，golang对所有能够导致goroutine阻塞的操作（如系统调用、网络操作等）都进行了处理。当一个goroutine执行这些操作时，调度器会立即将其暂停，然后在其他空闲的线程上调度另一个可执行的goroutine。

工作窃取

为了提高多核处理器上的利用率，golang调度器还引入了工作窃取（Work Stealing）的机制。当一个线程的本地队列为空时，它会尝试从其他线程的本地队列中窃取一些goroutine来执行。这样可以充分利用处理器资源，避免了某个线程一直空闲而其他线程忙碌的情况。

工作窃取的实现机制是基于双端队列（Deque）。每个线程都有一个双端队列，新创建的goroutine会被放入双端队列的头部，而窃取的goroutine则从尾部取出。这样可以保证被窃取的goroutine尽可能是最近创建的，减少上下文切换的开销。

调度的公平性

在调度过程中，golang调度器还注重保证goroutine的公平性。为了实现公平调度，调度器在每个线程上都设置了一个计数器（Fairness Count），计数器的大小与线程在调度队列中所拥有的goroutine数量成正比。

当一个线程执行完当前的goroutine后，它会检查其他线程的计数器。如果发现某个线程的计数器小于自己的计数器，则将自己的一部分goroutine移动到该线程的本地队列中。这样可以确保所有线程上的goroutine都能得到公平的调度机会。

综上所述，golang的调度器通过M:N的模型、抢占式调度和工作窃取机制，以及公平性的考虑，实现了高效且公平的goroutine调度。它充分利用处理器资源，提高了程序的并发性能，是golang并发编程的重要特性之一。