GMP（Goroutine、Machine、Processor）是 Go 语言中用于实现并发的一种调度模型
1. GMP 模型概述
GMP 是 Go 调度器的核心，用于管理 goroutine 和 系统线程（或者说机器的逻辑 CPU）。这个模型的设计旨在高效地调度并发任务，最大化并行度，同时最小化上下文切换的开销。
- Goroutine（G） ：轻量级线程，由 Go 运行时（runtime）管理。每个 goroutine 是独立的执行单元，Go 程序的并发执行通过 goroutine 实现。
- Machine（M） ：表示一个物理线程或操作系统线程，负责执行 goroutine。每个 M 与操作系统的线程一一对应。
- Processor（P） ：表示一个逻辑处理器，是一个调度单元。P 为 goroutine 分配任务并管理它们，P 数量通常与系统的 CPU 核数相等（可以配置更多的 P 数量，具体取决于硬件和调度需求）。
2. GMP 的工作原理
Go 的调度器通过以下几个步骤来管理并调度 goroutine：
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Goroutine（G） ：
- 每个 goroutine 是一个由 Go 运行时管理的轻量级线程。Go 调度器通过将 goroutine 分配给机器（M）来执行任务。
- 每个 goroutine 都会有一个自己的栈，Go 会动态扩展或收缩栈的大小。
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Machine（M） ：
- M 是操作系统的线程，它负责执行 goroutine。
- M 由 P 调度，并且 M 与 P 紧密绑定。每个 M 在执行 goroutine 时需要一个 P 来管理任务的分配。
- M 会被创建和销毁以适应需要执行的 goroutine 数量。
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Processor（P） ：
- P 是 Go 调度器中的逻辑处理单元，负责将 goroutine 分配给机器 M。
- 每个 P 上有一个 本地运行队列（run queue），存储待执行的 goroutine。
- 系统的 P 数量通常会等于或小于机器的 CPU 核数。P 的数量可以通过
GOMAXPROCS环境变量配置。 - 每个 P 只能与一个 M 绑定，并且每个 M 只能同时执行一个 P 上的 goroutine。
3. 调度过程
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Goroutine 创建与调度：
- 当创建一个新的 goroutine 时，调度器会将它放入一个合适的 P 的运行队列（run queue）中。
- 如果有空闲的 M，调度器会将 goroutine 分配给 M 执行。否则，它会等到有空闲的 M 来处理该 goroutine。
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P 和 M 的关系：
- 一个 P 绑定一个 M，负责分配和调度 goroutine。如果 P 运行队列中有 goroutine，P 会把它交给绑定的 M 执行。
- 如果一个 M 空闲，且有 P 可以调度，它会尝试从其他 P 中偷取 goroutine 来执行。这种机制叫做 负载均衡。
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调度的抢占与切换：
- 如果一个 goroutine 执行时间过长，调度器会进行抢占，允许其他 goroutine 执行。
- Go 的调度器基于时间片、I/O 操作、协作式调度等方式进行上下文切换，以确保公平性。
4. 调度的优化与特性
- Goroutine 本地队列和负载均衡：每个 P 上有自己的本地队列来存储 goroutine，避免了全局队列的竞争问题。如果某个 P 的队列空了，它可以从其他 P 上偷取 goroutine，保证了高效的负载均衡。
- 减少阻塞：当 goroutine 阻塞时（比如等待 I/O 或系统调用），调度器会将它挂起，并让其他 goroutine 执行。这保证了系统资源的高效利用。
5. 总结
GMP 模型通过结合 goroutine、机器（操作系统线程）和处理器（逻辑处理器）的协调，提供了高效的并发调度。通过使用轻量级的 goroutine 和灵活的任务分配策略，Go 可以实现大规模并发程序的高效调度，而无需过多的上下文切换和线程管理开销。
Go 语言的调度器采用了 GMP 模型，包含了三部分：Goroutine（G）、Machine（M）和Processor（P）。Goroutine 是轻量级线程，Machine 是操作系统线程，Processor 是调度单元。调度器将 goroutine 分配到 M 上执行，并通过 P 来管理和调度任务。通过本地队列和负载均衡，Go 的调度器能够高效地管理大量的并发任务，同时尽量减少上下文切换的开销。通过合理配置 P 数量，可以最大化 CPU 使用率。”
