golang 调度 抢占

golang调度抢占

Go是由Google开发的一种编程语言，它通过强大的并发机制和高效的调度器而广受欢迎。在Go中，调度器负责管理goroutine，并决定它们在何时执行。在本文中，我们将探讨Go调度器的抢占特性以及它是如何工作的。

在操作系统中，抢占式调度是一种调度策略，其中一个正在执行的任务会被强制中断以便其他任务可以执行。与之相对的是协作式调度，该调度策略要求任务主动释放CPU控制权。

Go调度器的工作原理

Go调度器采用了抢占式调度策略。它使用了一个称为G-M-P模型的设计。其中G代表goroutine，M代表操作系统线程，P代表处理器。各个goroutine会被分配到P上执行，而M则负责管理P。

当一个goroutine执行时间超过预定阈值时，调度器会发起抢占操作，中断当前goroutine的执行，将CPU控制权交给其他等待执行的goroutine。这样，调度器可以确保所有goroutine都能有公平的机会来运行。

调度器的抢占条件

Go调度器的抢占条件是在代码的函数调用点上。当一个goroutine调用了一个可能会导致阻塞的函数（例如I/O操作）时，调度器会触发抢占操作。此外，调度器还会在goroutine运行时间超过阈值时主动触发抢占。

为了技术上可行，这些函数必须是Go标准库提供的，因为调度器需要知道这些函数的具体实现细节。

调度器的抢占策略

在Go中，并不是每个函数调用点都会引起抢占。调度器会根据一系列调度策略来判断是否需要抢占。例如，在执行系统调用之前，调度器会检查当前goroutine是否满足以下条件：

• 已经运行足够长的时间
• 没有进行系统调用的机会
• 没有任何可能引起阻塞的操作

如果所有条件都满足，调度器将发生抢占并将CPU控制权交给其他等待执行的goroutine。

调度器的配置

Go调度器的行为可以通过一些环境变量进行配置，以满足不同应用程序的需求。

• GOMAXPROCS：用于设置同时执行的操作系统线程数目。
• GODEBUG：用于打开一些调试特性，例如打印调度器的工作状态和事件跟踪。

配置调度器时需要谨慎，以避免不必要的开销或性能下降。

调度器的优势与劣势

Go调度器的抢占式调度策略带来了以下优势：

• 公平性：调度器确保每个goroutine都能有机会运行，避免了某个goroutine长时间占用CPU资源。
• 高效性：通过抢占，调度器可以更好地利用多核处理器，提高并发性能。

然而，抢占式调度也存在一些劣势：

• 上下文切换开销：抢占式调度会导致频繁的上下文切换，这可能会造成一定的性能损失。
• 调度器开销：调度器本身也需要消耗一定的CPU资源，它需要监控goroutine的状态并做出相应决策。

总结

通过本文，我们了解了Go调度器的抢占特性。调度器使用了抢占式的调度策略，确保所有goroutine都能有公平的机会来运行。调度器根据一系列条件和策略来决定是否发生抢占，以及何时发生抢占。虽然抢占式调度带来了一些额外开销，但它也为并发编程带来了很多优势。