这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 2 天
GPM模型介绍
G: 表示Goroutine，每个Goroutine对应一个G结构体，G存储Goroutine的运行堆栈、状态以及任务函数，可重用。G运行队列是一个栈结构，分全局队列和P绑定的局部队列，每个G不能独立运行，它需要绑定到P才能被调度执行。
P: Processor，表示逻辑处理器， 对G来说，P相当于CPU核，G只有绑定到P(在P的local runq中)才能被调度。对M来说，P提供了相关的执行环境(Context)，如内存分配状态(mcache)，任务队列(G)等，P的数量决定了系统内最大可并行的G的数量（前提：物理CPU核数 >= P的数量），P的数量由用户设置的GOMAXPROCS决定，但是不论GOMAXPROCS设置为多大，P的数量最大为256。
M: Machine，系统物理线程，代表着真正执行计算的资源，在绑定有效的P后，进入schedule循环；而schedule循环的机制大致是从Global队列、P的Local队列以及wait队列中获取G，切换到G的执行栈上并执行G的函数，调用goexit做清理工作并回到M，如此反复。M并不保留G状态，这是G可以跨M调度的基础，M的数量是不定的，由Go Runtime调整，为了防止创建过多OS线程导致系统调度不过来，目前默认最大限制为10000个。
G和M的关系：G是要执行的逻辑，M是具体执行G的逻辑，通过P建立G和M的联系从而执行
G和P的关系：P是G的管理者，P将G交由M执行，并管理一定系统资源供G使用，一个P管理存储在其本地队列的所有G。P和G是1：n的关系
P和M的关系：P和M是1:1的关系。P将管理的G交由M具体执行，当遇到阻塞时，P可以与M解绑，并找到空闲的M进行绑定继续执行队列中其他可执行的G
GPM模型调度
Go调度器的工作流程
- go关键字创建goroutine(G)，优先加入某个P维护的局部队列（当局部队列已满时才加入全局队列）；
- P需要持有或者绑定一个M，而M会启动一个系统线程，不断的从P的本地队列取出G并执行；
- M执行完P维护的局部队列后，它会尝试从全局队列寻找G，如果全局队列为空，则从其他的P维护的队列里窃取G到自己的队列；
- 重复以上直到所有的G执行完毕。
Goroutine阻塞
当遇到阻塞时，Go调度器有相应的处理方式
1.系统调度引起阻塞： 如系统GC，M会解绑P，出让控制权给其他M，让该P维护的G运行队列不至于阻塞。
2.用户态的阻塞： 当goroutine因为管道操作或者系统IO、网络IO而阻塞时，对应的G会被放置到某个等待队列，该G的状态由运行时变为等待状态，而M会跳过该G尝试获取并执行下一个G，如果此时没有可运行的G供M运行，那么M将解绑P，并进入休眠状态；当阻塞的G被唤醒时，如管道通知，G又被标记为可运行状态，尝试加入所在P局部队列的队头，然后再是全局队列。
3.当存在空闲的P时，窃取其他队列的G： 当P维护的局部队列全部运行完毕，它会尝试在全局队列获取G，直到全局队列为空，再向其他局部队列窃取G
为什么需要P
假如没有P，不同的G在M上并发运行时可能都需向系统申请资源（如堆内存），由于资源是全局的，将会由于资源竞争造成很多系统性能损耗。而让P去管理G对象，M要想运行G必须先与一个P绑定，然后才能运行该P管理的G。P对象中预先申请一些系统资源作为本地资源，G需要的时候先向自己的P申请（无需锁保护），如果不够用或没有，再向全局申请。而且从全局拿的时候会多拿一部分，以供后面高效的使用。
GM模型缺点总结：
- 创建、销毁、调度G需要每个M获取锁，这就形成了激烈的锁竞争。
- M转移G会造成延迟和额外的系统负载。比如当G中包含创建新协程的时候，M创建了G’，为了继续执行G，需要把G’交给M’执行，也造成了很差的局部性，因为G’和G是相关的，最好放在M上执行，而不是其他M'。
- 系统调用(CPU在M之间的切换)导致频繁的线程阻塞和取消阻塞操作增加了系统开销。而使用P之后不需要频繁的系统调用，一个P上面有很多G，都在一个M上运行，减少了M切换带来的开销。
