Golang GMP原理（1）

概念梳理

线程

线程一般指内核级线程，核心如下：

1. 操作系统的最小调度单元
2. 创建 销毁 调度由内核完成，cpu要完成内核态与用户态的转换
3. 可充分利用多核，实现并行

协程

协程线程对应

协程，又称为用户级线程，核心点如下：

1. 与线程存在映射关系，为M:1
2. 创建、销毁、调度在用户态完成，对内核透明，所以更轻
3. 从属同一个内核级线程，无法并行；一个协程阻塞会导致从属同一线程的所有协程无法执行。

Goroutine

Goroutine是特殊的协程

1. 与线程存在映射关系，为M:N
2. 创建、销毁、调度在用户态完成，对内核透明，足够轻便
3. 可利用多个线程实现并行
4. 通过调度器实现和线程间的动态绑定和调度
5. 栈空间可动态扩缩。

对比

模型	弱依赖内核	可并行	可应对阻塞	栈可动态扩缩
线程	×	√	√	×
协程	√	×	×	×
goroutine	√	√	√	√

GMP模型

g

1. g是goroutine，是对协程的抽象
2. g有自己的运行栈、状态、以及执行的任务函数（用户通过go func指定）
3. g需要绑定到p才能执行，在g的视角中，p是它的cpu

p

1. p是调度器，联系g与m
2. p的数量决定了g最大并行数量，可由用户通过GOMAXPROCS进行设定（超过CPU核数无意义）

m

1. m是machine 是go中线程的抽象
2. m不直接执行g，而是先和p绑定，由其实现代理
3. 借由p的存在，m无需和g绑死，也无需记录g的状态信息，因此g在全生命周期中可实现跨m执行

gmp

1. m是线程的抽象 g是goroutine p'是调度器
2. m调度g前 需要和p绑定
3. 全局有多个m和p 同时并行的g最大数量等于p的数量
4. g的存放队列有三类：P的本地队列；全局队列；和wait队列（图中未展示，为io阻塞就绪态goroutine队列）
5. m调度g时，优先取p本地队列，其次取全局队列，最后取wait队列；这样的好处是，取本地队列时，可以接近于无锁化，减少全局锁竞争；
6. 为防止不同p的闲忙差异过大，设立work-stealing机制，本地队列为空的p可以尝试从其他p本地队列偷取一半的g补充到自身队列.