Go语言的GMP调度器管理goroutine的执行，包括G（goroutine）、M（线程）和P（处理器）三个核心组件。GMP模型保证了高效的并发执行，通过工作窃取和手递手机制平衡负载。当M因系统调用阻塞时，会释放P给其他M，防止资源浪费。此外，Goroutine具有轻量级、快速调度的特点，通过sysmon监控线程防止长时间运行导致阻塞。
Go语言的GPM调度器是什么？_了不起的厂长-优快云博客_go gpm调度
一文彻底弄懂go中的调度GMP_jigetage的专栏-优快云博客_gmp调度
其实总结下就是：
加的策略：
P里面是空的时候就往P放，P满了就往全局队列放
消费的策略：
对于G来说，如果已经加到P里面了，就一定不会回到全局队列了，就算是因为种种原因被M抛弃，也一定会找其他的P；
对于M来说，他消费的顺序一定是本地P->全局队列->其他P，就算是他自己已经很闲了，也不会去偷别的P，而是直接去消费全局队列的。
1、新增的G怎么加入？
先一个一个往P里面放，所有的P放满了就放到全局队列里。
2、M执行的顺序？(同6)
优先取自己的G里面，没有就去取全局队列里面，还没有就拿别的G的
3、如果两个不同的G正在通过channel传输，导致M阻塞了（同5）
4. 当G有系统调用的时候，M也进入了系统调用，这个时候怎么办？剩下的G要傻傻等么？(同5)
5，如果某个M陷入阻塞呢？
如果M由于io操作被阻塞了，假设G0正跑在了M上，那么P上面剩余的会跑到别的M上执行。等M恢复的时候，M会给G0找一个新的P，如果没有找到的话，就把G0放到全局的队列里面。所有的P会定期检查全局队列，然后拿出来执行
6，如果有的M较忙，有的M较闲呢？
如果有的P比较闲、有的P比较忙的时候，闲的P会优先从全局队列拿G，如果全局队列没有，就从其他P拿一些G来执行。
7，如果一个G运行时间过长，导致队列中后续G都无法运行呢？
有一个专门的M叫做sysmon，也是一个监控线程，会定时检查每个P的状态，如果一个P一直在执行一个G，sysmon就会把这个G加到P的末尾
不需要P就可以独立运行，每20us~10ms会被唤醒一次出来打扫卫生，主要工作就是回收垃圾、回收长时间系统调度阻塞的P、向长时间运行的G发出抢占调度等等。
8，一个G由于调度被中断，此后如何恢复？
G中断的时候，把上下文信息保存到G里面，等到再次执行的时候拿出来就可以继续执行了
Golang调度器的由来
单进程时代不需要调度器，多进程/多线程时代有了调度器的需求。
在多进程/多线程的操作系统中，就解决了阻塞的问题，因为一个进程阻塞cpu可以立刻切换到其他进程中去执行，而且调度cpu的算法可以保证在运行的进程都可以被分配到cpu的运行时间片。这样从宏观来看，似乎多个进程是在同时被运行。
但新的问题就又出现了，进程拥有太多的资源，进程的创建、切换、销毁，都会占用很长的时间，CPU虽然利用起来了，但如果进程过多，CPU有很大的一部分都被用来进行进程调度了。
怎么才能提高CPU的利用率呢？
对于Linux操作系统来讲，cpu对进程的态度和线程的态度是一样的。
很明显，CPU调度切换的是进程和线程。尽管线程看起来很美好，但实际上多线程开发设计会变得更加复杂，要考虑很多同步竞争等问题，如锁、竞争冲突等。
协程来提高CPU利用率
多进程、多线程已经提高了系统的并发能力，但是在当今互联网高并发场景下，为每个任务都创建一个线程是不现实的，因为会消耗大量的内存(进程虚拟内存会占用4GB[32位操作系统], 而线程也要大约4MB)。
大量的进程/线程出现了新的问题
- 高内存占用
- 调度的高消耗CPU
好了，然后工程师们就发现，其实一个线程分为“内核态“线程和”用户态“线程。
一个“用户态线程”必须要绑定一个“内核态线程”，但是CPU并不知道有“用户态线程”的存在，它只知道它运行的是一个“内核态线程”(Linux的PCB进程控制块)。
这样，我们再去细化去分类一下，内核线程依然叫“线程(thread)”，用户线程叫“协程(co-routine)".
看到这里，我们就要开脑洞了，既然一个协程(co-routine)可以绑定一个线程(thread)，那么能不能多个协程(co-routine)绑定一个或者多个线程(thread)上呢。
之后，我们就看到了有3中协程和线程的映射关系：
N:1关系
N个协程绑定1个线程，优点就是协程在用户态线程即完成切换，不会陷入到内核态，这种切换非常的轻量快速。但也有很大的缺点，1个进程的所有协程都绑定在1个线程上
缺点：
- 某个程序用不了硬件的多核加速能力
- 一旦某协程阻塞，造成线程阻塞，本进程的其他协程都无法执行了，根本就没有并发的能力了。
1:1 关系
1个协程绑定1个线程，这种最容易实现。协程的调度都由CPU完成了，不存在N:1缺点。
缺点：
- 协程的创建、删除和切换的代价都由CPU完成，有点略显昂贵了。
M:N关系
M个协程绑定1个线程，是N:1和1:1类型的结合，克服了以上2种模型的缺点，但实现起来最为复杂。
协程跟线程是有区别的，线程由CPU调度是抢占式的，协程由用户态调度是协作式的，一个协程让出CPU后，才执行下一个协程。
Go语言的协程goroutine
Go为了提供更容易使用的并发方法，使用了goroutine和channel。goroutine来自协程的概念，让一组可复用的函数运行在一组线程之上，即使有协程阻塞，该线程的其他协程也可以被runtime调度，转移到其他可运行的线程上。最关键的是，程序员看不到这些底层的细节，这就降低了编程的难度，提供了更容易的并发。
Go中，协程被称为goroutine，它非常轻量，一个goroutine只占几KB，并且这几KB就足够goroutine运行完，这就能在有限的内存空间内支持大量goroutine，支持了更多的并发。虽然一个goroutine的栈只占几KB，但实际是可伸缩的，如果需要更多内容，runtime会自动为goroutine分配。
Goroutine特点：
- 占用内存更小（几kb）
- 调度更灵活(runtime调度)
Goroutine调度器的GMP模型及设计思想
GMP的含义：G（goroutine）、M（thread）、P（processor）
GMP模型
在Go中，线程是运行goroutine的实体，调度器的功能是把可运行的goroutine分配到工作线程上。
全局队列（Global Queue）：存放等待运行的G。
P的本地队列：同全局队列类似，存放的也是等待运行的G，存的数量有限，不超过256个。新建G'时，G'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(可配置)个。
M：线程想运行任务就得获取P，从P的本地队列获取G，P队列为空时，M也会尝试从全局队列拿一批G放到P的本地队列，或从其他P的本地队列偷一半放到自己P的本地队列。M运行G，G执行之后，M会从P获取下一个G，不断重复下去。
Goroutine调度器和OS调度器是通过M结合起来的，每个M都代表了1个内核线程，OS调度器负责把内核线程分配到CPU的核上执行。
有关P和M的个数问题
- P的数量：
由启动时环境变量$GOMAXPROCS或者是由runtime的方法GOMAXPROCS()决定。这意味着在程序执行的任意时刻都只有$GOMAXPROCS个goroutine在同时运行。
- M的数量:
go语言本身的限制：go程序启动时，会设置M的最大数量，默认10000.但是内核很难支持这么多的线程数，所以这个限制可以忽略。
runtime/debug中的SetMaxThreads函数，设置M的最大数量
一个M阻塞了，会创建新的M。
M与P的数量没有绝对关系，一个M阻塞，P就会去创建或者切换另一个M，所以，即使P的默认数量是1，也有可能会创建很多个M出来。
P和M何时会被创建
- P何时创建：在确定了P的最大数量n后，运行时系统会根据这个数量创建n个P。
- M何时创建：没有足够的M来关联P并运行其中的可运行的G。比如所有的M此时都阻塞住了，而P中还有很多就绪任务，就会去寻找空闲的M，而没有空闲的，就会去创建新的M。
调度器的设计策略
复用线程：避免频繁的创建、销毁线程，而是对线程的复用。
- work stealing机制
当本线程无可运行的G时，尝试从其他线程绑定的P偷取G，而不是销毁线程。
- hand off机制
当本线程因为G进行系统调用阻塞时，线程释放绑定的P，把P转移给其他空闲的线程执行。
利用并行：GOMAXPROCS设置P的数量，最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行。GOMAXPROCS也限制了并发的程度，比如GOMAXPROCS = 核数/2，则最多利用了一半的CPU核进行并行。
抢占：在coroutine中要等待一个协程主动让出CPU才执行下一个协程，在Go中，一个goroutine最多占用CPU 10ms，防止其他goroutine被饿死，这就是goroutine不同于coroutine的一个地方。
全局G队列：在新的调度器中依然有全局G队列，但功能已经被弱化了，当M执行work stealing从其他P偷不到G时，它可以从全局G队列获取G。
go func()调度流程
从上图我们可以分析出几个结论：
- 我们通过 go func()来创建一个goroutine；
- 有两个存储G的队列，一个是局部调度器P的本地队列、一个是全局G队列。新创建的G会先保存在P的本地队列中，如果P的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中；
- G只能运行在M中，一个M必须持有一个P，M与P是1：1的关系。M会从P的本地队列弹出一个可执行状态的G来执行，如果P的本地队列为空，就会想其他的MP组合偷取一个可执行的G来执行；
- 一个M调度G执行的过程是一个循环机制；
- 当M执行某一个G时候如果发生了syscall或则其余阻塞操作，M会阻塞，如果当前有一些G在执行，runtime会把这个线程M从P中摘除(detach)，然后再创建一个新的操作系统的线程(如果有空闲的线程可用就复用空闲线程)来服务于这个P；
- 当M系统调用结束时候，这个G会尝试获取一个空闲的P执行，并放入到这个P的本地队列。如果获取不到P，那么这个线程M变成休眠状态，加入到空闲线程中，然后这个G会被放入全局队列中。
调度器的生命周期
特殊的M0和G0
M0是启动程序后的编号为0的主线程，这个M对应的实例会在全局变量runtime.m0中，不需要在heap上分配，M0负责执行初始化操作和启动第一个G，在之后M0就和其他的M一样了。
G0是每次启动一个M都会第一个创建的gourtine，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。
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