GMP简介
在 Go 中，当你启动多个 goroutine（例如 10 个），这些 goroutine会被 Go 语言的 调度器（scheduler）管理和调度。Go的调度器运行在 用户态，它不依赖操作系统的线程调度来管理 goroutine，而是自行管理和调度。
Go 的调度器采用的是一种称为 GMP 模型 的设计，其中包括以下几个概念：
- G（Goroutine） ：表示一个具体的
goroutine，包含该goroutine的堆栈、任务代码和状态信息。 - M（Machine） ：表示一个操作系统线程，负责执行具体的
goroutine。在 Go 中，M 是真正的系统线程，由操作系统内核态管理。 - P（Processor） ：表示一个逻辑处理器，是一个调度上下文。
P负责调度并管理goroutine。只有当 M 绑定了P后，才能执行 goroutine。
调度过程基于 GMP 模型进行，其中：
- 每个
P持有一个本地运行队列，用于存放待执行的goroutine。 M（系统线程）只有在绑定P时才会执行G（goroutine）。P和M的数量可以根据GOMAXPROCS设置，限制Go运行时能并行执行的goroutine数量。
调度机制
当我们启动 10 个 goroutine时，调度过程如下：
-
初始化
P的数量：GOMAXPROCS设置了并行执行的P数量，默认是 CPU 核心数。- 假设
GOMAXPROCS=4，则会有 4 个P，即 4 个逻辑处理器可以并行调度goroutine。
-
创建 goroutine（G）并放入 P 的本地队列：
- 当
go关键字启动goroutine时，Go调度器会为每个goroutine创建一个G对象并放入某个P的本地队列。 - 例如，假设我们创建了 10 个
goroutine，它们会分配到 4 个P的本地队列中，等待执行。
- 当
-
调度和执行：
- 每个
M线程（系统线程）绑定一个P后会从P的本地队列中获取G并开始执行。 M会在用户态下执行G（goroutine），当发生阻塞操作（如I/O或系统调用）时，M会进入内核态，由操作系统调度。- 如果某个
G阻塞在系统调用上，Go运行时会解绑定该M和P，并创建一个新的M（新线程）绑定到该P上，确保其他G可以继续执行。
- 每个
-
抢占式调度：
Go 1.14引入了抢占式调度。运行时会定期检查长时间运行的goroutine，并尝试将其挂起，重新分配给其他goroutine，从而防止某个goroutine长时间占用P。- 这种调度在用户态完成，不涉及内核态操作。
-
工作窃取（Work Stealing） ：
- 当某个
P的本地队列为空时，它会尝试从其他P的本地队列中窃取G。这种工作窃取机制提高了任务分配的均衡性。 - 如果本地队列和其他
P的队列都没有待执行的G，该M会进入休眠状态，等待新的任务或其他P的任务窃取。
- 当某个
用户态与内核态的关系
- 用户态执行：
Go调度器运行在用户态，负责管理goroutine的创建、分配和调度，不依赖操作系统的线程调度。Goroutine切换是在用户态完成的，开销较小，因为不需要操作系统的内核态参与。 - 进入内核态的情况：当
goroutine执行阻塞操作（如文件 I/O、网络 I/O 或系统调用）时，当前M会进入内核态，等待I/O完成。在这种情况下，Go调度器会解绑定该M和P，并将P分配给另一个空闲的M。当阻塞操作完成后，M返回用户态并尝试重新绑定P，以继续执行任务。 - 多线程并行：
M实际上是操作系统的线程，因此它们在多个CPU核心上并行运行时会利用内核态的调度器。Go运行时仅控制goroutine的并发和调度，而具体的线程分配到哪个CPU核心上是由操作系统的内核调度器决定的。
小结
Go调度器在用户态管理goroutine，通过P控制并发数量，通过M执行G。Goroutine的调度、抢占和工作窃取都是用户态的操作。- 只有当发生阻塞操作（如
I/O）时，M会进入内核态等待，而P可以被调度到其他空闲的M继续执行任务。 - 通过
GOMAXPROCS控制并发执行的goroutine数量，并发goroutine的数量会根据逻辑处理器P数量调整，但不限制创建的总goroutine数。
