Go GMP了解

最新推荐文章于 2025-06-14 22:28:28 发布

动态一时爽，重构火葬场

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分类专栏： lang 文章标签： golang

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Go语言的并发模型基于GMP（Goroutine、Mutex、Processor），通过引入Processor（P）缓解了线程创建和调度的开销。每个P都有本地G队列，当队列满时，会将一半G移至全局队列。线程M从P队列获取G执行，堵塞时会释放P，其他M可接管。G0是每个M的调度辅助goroutine，不执行具体任务。预占策略包括信号中断和周期性检查。Go的并发设计有效平衡了性能和资源消耗。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

G: goroutine

M: thread 线程

P: Processor 包含运行goroutine的资源

GM

在这里插入图片描述

在GM模型中，M想要执行、返回G都必须访问全局G队列。这会导致以下缺点

创建、销毁、调度G都需要每个M获取锁，会导致激烈的锁竞争
M转移G会造成延迟和额外的系统负担。比如当G1包含创建新goroutine G2时，M1为了继续执行G1，就将G2交给M2执行，造成了很差的局部性。因为G1、G2是相关的
系统调用导致频繁的线程堵塞和取消堵塞操作增加了系统开销

GMP

为了应对上述问题，又引入了P(Processor)，包含运行goroutine的资源以及可运行的G队列。如果线程想运行goroutine，必须先获取P

在这里插入图片描述

全局队列：存放等待运行的G
P的本地队列：存放的也是等待运行的 G。存的数量有限，不超过 256 个。P中 $G_x$ 新建$ G_y $时，$ G_y$优先加入到 P 的本地队列，如果队列满了，则会把本地队列中一半的 G 移动到全局队列。
P列表：所有的P都在程序启动时创建，并保存在数组中。最多有GOMAXPROCS个
M：线程M需要通过P执行任务。首先尝试从P的本地队列获取G，若本地P空，则从全局队列获取一批G到本地P队列，在全局队列空的情况下，还可以从其他P队列偷一半到本地P

P、M相关问题

数量

p数量：由GOMAXPROCS决定

m数量：go设置的默认最大数量为10000，runtime/debug中SetMaxThreads也可以设置m的最大数量

m、p数量没有绝对关系，一个m堵塞p就会去创建或切换另一个m

创建时间

p：运行时会根据最大数量创建

m：不够就创建

调度流程

创建goroutine G1
将G1保存到本地P队列。若本地P队列满，则放(前一半G和新创建)至全局G队列
M从本地P队列弹出可执行状态的G执行。若P队列为空，则会从全局G队列取，若全局队列空，就会从其他MP组合偷取一半可执行的G
当M执行某个G时，突然发生syscall或者堵塞操作，M就会发生堵塞，将M从P中detach，然后复用或者创建新的线程来服务该P
如果M没有goroutine可执行，就会一直处于自旋找寻goroutine（最多GOMAXPROCS自旋线程，多余休眠）；P没有M绑定，则加入空闲P列表，等待M唤醒（M会优先绑定之前绑定的P）。

M0、G0

M0是启动程序后编号为0的主线程，这个M对应实例在全局变量runtime.m0，不住堆分配。M0负责初始化操作和启动第一个G，之后M0便泯然众M矣

G0是每次启动一个 M 都会第一个创建的 goroutine，G0 仅用于负责调度的 G，G0 不指向任何可执行的函数，每个 M 都会有一个自己的 G0。在调度或系统调用时会使用 G0 的栈空间，全局变量的 G0 是 M0 的 G0。

堵塞

用户态堵塞

当goroutine因为goroutine操作或者network IO（golang已经用netpoller实现了goroutine网络I/O阻塞不会导致M被阻塞，仅阻塞G）堵塞时，对应的G会放置到某个wait队列（如channel的waitq），该G状态由_Grunning变为_Gwaiting；而M会跳过该G尝试执行下一个G

内核态堵塞

堵塞在系统调用时，G处于_Gsyscall状态，M也处在block on syscall状态，此时M可悲抢占调度；执行该G的M会与P解绑，P会尝试与其他idle M绑定