Go语言并发模型 G源码分析

Go 的线程实现模型，有三个核心的元素 M、P、G，它们共同支撑起了这个线程模型的框架。其中，G 是 goroutine 的缩写，通常称为 “协程”。关于协程、线程和进程三者的异同，可以参照 “进程、线程和协程的区别”。

每一个 Goroutine 在程序运行期间，都会对应分配一个 g 结构体对象。g 中存储着 Goroutine 的运行堆栈、状态以及任务函数，g 结构的定义位于 src/runtime/runtime2.go 文件中。

g 对象可以重复使用，当一个 goroutine 退出时，g 对象会被放到一个空闲的 g 对象池中以用于后续的 goroutine 的使用，以减少内存分配开销。

1. Goroutine 字段注释
g 字段非常的多，我们这里分段来理解：

type g struct {
   
   
    // Stack parameters.
    // stack describes the actual stack memory: [stack.lo, stack.hi).
    // stackguard0 is the stack pointer compared in the Go stack growth prologue.
    // It is stack.lo+StackGuard normally, but can be StackPreempt to trigger a preemption.
    // stackguard1 is the stack pointer compared in the C stack growth prologue.
    // It is stack.lo+StackGuard on g0 and gsignal stacks.
    // It is ~0 on other goroutine stacks, to trigger a call to morestackc (and crash).
    stack       stack   // offset known to runtime/cgo

    // 检查栈空间是否足够的值, 低于这个值会扩张, stackguard0 供 Go 代码使用
    stackguard0 uintptr // offset known to liblink

    // 检查栈空间是否足够的值, 低于这个值会扩张, stackguard1 供 C 代码使用
    stackguard1 uintptr // offset known to liblink
}

stack 描述了当前 goroutine 的栈内存范围[stack.lo, stack.hi)，其中 stack 的数据结构：

// Stack describes a Go execution stack.
// The bounds of the stack are exactly [lo, hi),
// with no implicit data structures on either side.
// 描述 goroutine 执行栈
// 栈边界为[lo, hi)，左包含右不包含，即 lo≤stack<hi
// 两边都没有隐含的数据结构。
type stack struct {
   
   
    lo uintptr // 该协程拥有的栈低位
    hi uintptr // 该协程拥有的栈高位
}

stackguard0 和 stackguard1 均是一个栈指针，用于扩容场景，前者用于 Go stack ，后者用于 C stack。

如果 stackguard0 字段被设置成 StackPreempt，意味着当前 Goroutine 发出了抢占请求。

在g结构体中的stackguard0 字段是出现爆栈前的警戒线。stackguard0 的偏移量是16个字节，与当前的真实SP(stack pointer)和爆栈警戒线（stack.lo+StackGuard）比较，如果超出警戒线则表示需要进行栈扩容。先调用runtime·morestack_noctxt()进行栈扩容，然后又跳回到函数的开始位置，此时此刻函数的栈已经调整了。然后再进行一次栈大小的检测，如果依然不足则继续扩容，直到栈足够大为止。

type g struct {
   
   
    preempt       bool // preemption signal, duplicates stackguard