Go调度器中的三种结构G、P、M

 

Go调度器中的三种结构G、P、M

系统线程固定2M，且维护一堆上下文，对需求多变的并发应用并不友好，有可能造成内存浪费或内存不够用。Go将并发的单位下降到线程以下，由其设计的goroutine初始空间非常小，仅2kb，但支持动态扩容到最大1G，这就是go自己的并发单元——goroutine协程。

实际上系统最小的执行单元仍然是线程，go运行时执行的协程也是挂载到某一系统线程之上的，这种协程与系统线程的调度分配由Go的并发调度器承担，Go的并发调度器是属于混合的二级调度并发模型，其内部设计有G、P、M三种抽象结构，我们来看一下它们分别是什么：

G-P-M模型抽象结构：

• 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。

关于P这个设计，是在Go1.0之后才实现的，起初的Go并发性能并不十分亮眼，协程和系统线程的调度比较粗暴，导致很多性能问题