Go語言協(xié)程調(diào)度如何設(shè)計(jì)架構(gòu)

Go語言的協(xié)程調(diào)度是其并發(fā)模型的核心部分，它采用了M:N的調(diào)度模型，即M個協(xié)程在N個操作系統(tǒng)線程上運(yùn)行。Go語言的調(diào)度器設(shè)計(jì)得非常高效且易于理解，下面我將簡要介紹其架構(gòu)設(shè)計(jì)。

1. G（Goroutine）

G是Go語言中的最小調(diào)度單位，它代表了用戶級的一個協(xié)程。每個G都有自己的棧、程序計(jì)數(shù)器和其他運(yùn)行時信息。

2. M（Machine）

M代表了操作系統(tǒng)線程，是Go語言調(diào)度的載體。每個M都有一個本地的G隊(duì)列，用于存儲待執(zhí)行的G。

3. P（Processor）

P代表了邏輯處理器，是Go語言調(diào)度器的核心組件。每個P都有一個本地的G隊(duì)列，并且負(fù)責(zé)將G分配給M執(zhí)行。在Go 1.14之前，P的數(shù)量受限于系統(tǒng)的CPU核心數(shù)；從Go 1.14開始，可以通過runtime包的GOMAXPROCS函數(shù)設(shè)置P的數(shù)量，或者讓Go運(yùn)行時自動根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載動態(tài)調(diào)整P的數(shù)量。

4. 全局隊(duì)列

當(dāng)P的本地G隊(duì)列為空時，它會嘗試從全局G隊(duì)列中獲取G來執(zhí)行。全局G隊(duì)列用于存儲未被任何P分配的G。

調(diào)度器的工作原理

Go語言的調(diào)度器采用了工作竊?。╓ork Stealing）算法來平衡P的負(fù)載。當(dāng)一個P的本地G隊(duì)列為空時，它會嘗試從其他P的本地隊(duì)列或全局隊(duì)列中竊取G來執(zhí)行。

調(diào)度器的優(yōu)化

Go語言的調(diào)度器還包含了許多優(yōu)化措施，例如：

• 搶占式調(diào)度：Go 1.14引入了搶占式調(diào)度，允許調(diào)度器在G執(zhí)行時間過長時搶占它，從而保證其他G有執(zhí)行機(jī)會。
• 工作竊取優(yōu)化：通過優(yōu)化工作竊取算法，減少線程間的競爭，提高調(diào)度效率。
• 動態(tài)P數(shù)量調(diào)整：根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載動態(tài)調(diào)整P的數(shù)量，以充分利用系統(tǒng)資源。

總結(jié)

Go語言的協(xié)程調(diào)度器設(shè)計(jì)得非常高效且易于理解，它采用了M:N的調(diào)度模型，通過G、M、P和全局隊(duì)列等組件實(shí)現(xiàn)了高效的并發(fā)調(diào)度。同時，Go語言的調(diào)度器還包含了許多優(yōu)化措施，如搶占式調(diào)度和工作竊取優(yōu)化等，以充分利用系統(tǒng)資源并提高調(diào)度效率。