Fari

Golang GMP模型 笔记

https://www.yuque.com/aceld/golang/srxd6d

https://www.bilibili.com/video/BV19r4y1w7Nx/?p=18

本篇文章只是这个视频的一个笔记，但视频其实有非常多让人困惑的地方并没有做解释，本文也没有深究

核心在于协程调度器的优化

什么是GMP模型？

另外，还有一个全局G队列，当P队列都满了就会放到全局G队列中。

Golang调度器的设计策略

1. 线程复用

work stealing机制：当某个P队列空闲时，它会尝试从其他P队列中拉取G过来执行

hand off机制：正常情况下，一个P和一个M相绑定执行，但是当P正则执行的G发生阻塞时（例如执行read操作），它会唤醒一个新的M并将P绑定到这个新的M上执行，而原来那个M就专门负责执行阻塞的G ，如果G阻塞被唤醒了，就会重新加入到某个P队列中

2. 利用并行

可以指定多个P，充分利用多核cpu

3. 抢占

goroutine也会存在类似进程抢占cpu的机制（不是使用的队列吗？怎么也是抢占式的）

4. 全局队列

如果空闲P无法从其他P队列中stealing G，则会尝试从全局队列中stealing一个G，这一过程涉及全局队列的加锁解锁，效率不高

M0 和 G0

go程序启动后，go的进程会创建第一个线程M0，M0 也创建一个G0用于创建Golang的协程环境，例如创建P和队列等。

每个P被创建时都会绑定一个G0用于G队列的调度，G0也会负责该P队列中所有G的调度，它不会放到P队列中，当一个G执行完成后，P会先加载其对于的G0，再由G0去它的P队列中取出G来给P执行

当开始执行main函数时，就会创建一个新的G加入到某个P队列中用于执行main的内容，当碰到go语句时，也会创建G添加到P队列中，如果P队列都是满的则会加入到全局队列中

简单来说，M0就是用来做初始化环境工作的，G0主要负责P队列中G的调度

golang中可以使用 trace 或者 GODEBUG 来查看GMP的调度信息

创建G

创建时有如下几种场景或机制：

局部性：如果某正则执行的G创建了一个新的G，很多情况下，它们可能存在一些共享资源，所以新建的G应该优先放到创建它的G所在的那个P队列

队列满：一个P队列容量是有限的（默认4G内存），如果它执行的某个G创建了非常多的G，根据局部性原则，这些新建的G都应该放到这个P队列中，如果P队列已经满了的情况下又新建了一个G，则Golang会将该P队列的前面一半G连同新建的G一起打乱顺序放到全局队列中，后一半的G就会向前移动，此时P队列就空出后一半的容量，如果再有新建的G就可以向P队列后面放，再满的话重复上述过程

自旋线程：每当一个G在创建另一个G时，它都会尝试唤醒休眠线程中的一个线程，当一个线程被唤醒后，它会绑定一个P，并执行它的G0，不过由于此时它的P队列是空的，所以它没有任务执行，它就会忙循环，称为自旋线程。自旋的同时，它也会尝试从全局队列中拉取G，但它会一次拉取多个（拉取数量 = min(全局队列长度/p数量+1，全局队列长度/2)），并停止自旋。该过程称为全局队列到P本地队列的负载均衡

stealing：当一个P队列执行完了，且全局队列也是空的，它又成为了自旋线程，此时它就会尝试从其他P队列中偷后面一半的G

自旋线程限制：自旋线程+执行线程 <= $GOMAXPROCS，当已经达到最大限制后，新创建的M就会放到休眠线程队列中，因为已经没有P可以和它绑定了

如果G8发生阻塞，P2就会重新去休眠线程队列中唤醒一个队列进行绑定，而M2负责等待G8阻塞结束

当G8阻塞结束后，它并不能直接在M2上执行，因为G必须在P上才能执行

此时，M2就会尝试 1）绑定原来的P2，但此时P2已经绑定了M5，所以失败。2）从空闲P队列中绑定一个P，但此时空闲P队列是空的，所以G8就会被加到全局队列，M2会进入休眠线程队列

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