Go的GPM如何调度

东白随记
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17 2024-09

Go的GPM(Go's GPM 模型)是Go语言运行时(runtime)的调度模型,它包括Goroutine、M(机器)和P(处理器)三个主要部分。这个模型是Go语言并发编程的核心,用于在多个处理器核心上高效地调度Goroutine。

以下是GPM模型的调度过程:

1. Goroutine的创建与注册:

* 在Go程序中,当一个goroutine被创建时,它会被添加到全局的Goroutine队列中。

* 每个Goroutine都有一个唯一的标识符,用于在调度过程中进行识别。

2. P的数量与分配:

* P(Processor)代表处理器的数量,它在Go运行时中负责分配和管理Goroutine。

* Go运行时会根据系统资源和硬件配置来初始化一定数量的P。

* P的数量是固定的,并且可以在运行时动态调整。

3. M的数量与调度:

* M(Machine)代表一个虚拟的执行单元,它负责执行Goroutine的代码。

* M的数量是动态的,由Go运行时根据系统的负载和资源情况来动态调整。

* 当一个M空闲时,它会从P的队列中获取一个Goroutine来执行。这个过程由Go运行时自动管理。

4. 调度循环:

* Go运行时维护了一个调度循环,不断地检查Goroutine队列和M的状态。

* 当一个M空闲时,调度器会从P的队列中选取一个Goroutine分配给它执行。

* 如果某个P的队列中没有可执行的Goroutine,调度器会尝试从其他P的队列中窃取(steal)一些Goroutine来执行。这种窃取策略有助于平衡不同处理器的负载。

5. 阻塞与唤醒:

* 当一个Goroutine遇到阻塞操作(如I/O操作、锁等待等)时,它会主动让出执行权,并返回调度器队列中等待下一次调度。

* 当阻塞操作完成或锁被释放时,相关的Goroutine会被唤醒并重新加入到调度循环中等待执行。

6. 调度器的优化与改进:

* Go语言的开发者们不断对调度器进行优化和改进,以提高并发性能和响应速度。这些优化包括但不限于减少调度开销、平衡负载、优化锁机制等。

总之,Go的GPM模型通过动态调整M和P的数量以及高效的调度算法,实现了在多个处理器核心上高效地调度Goroutine,从而提高了Go程序的并发性能和响应速度。