GMP模型

at 1年前  ca Golang  pv 338  by touch  

1.什么是G M P?

G:gorotine(协程)

M:machine(内核线程)

P:processor(调度器)

2.什么是GMP模型?

GMP的发展:

GM模型+全局队列的模式

M:1 = 内核线程:协程

go 1.1版本之前时候过使用的是GM模型+全局队列的模式。

GMP模型 Golang 第1张

新建一个协程G的时候会放入全局队列中,每次执行一个协程G的时候,内核线程M会从全局队列中获取一个协程G执行,因为内核线程M存在多个所以存在并发问题,因此每次从队列中取协程G的时候都要加锁,所以当高并发的时候就会存在性能问题。

解决办法:给内核线程分配一个协程队列

GMP模型 + 全局队列

M:N:=内核线程 :协程

p的个数对应的是设置的内核个数

GMP模型 Golang 第2张
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新建一个协程G会优先放到本队队列P中,如果本地队列P满了,则会把本地队列的一半转移到全局队列中,本地队列为空的时候,就会从全局队列中去取。如果全局队列为空的话就会重其他本地队列拿一半协程G放到自己本地队列P中。如果中途协程阻塞了,本队队列P会在其他的内核线程上运行。

注意:M的数量和P的数量没有关系。如果当前的M阻塞,P的goroutine会运行在其他的M上,或者新建一个M。所以可能出现有很多个M,只有1个P的情况。

调度策略

尽量避免频繁的创建线程和销毁线程

go使用了下面俩种策略

1.work stealing机制

当本线程没有可运行的协程G时,尝试从其他内核线程M绑定的本地队列P,而不是销毁线程

2.hand off机制

当本线程因为G进行系统调用而阻塞的时候,内核线程会释放本地队列,将P转移给其他空闲线程执行

执行流程

GMP模型 Golang 第3张
image

什么是M0和G0?

M0

M0是启动程序后编号为0的主线程,当程序启动的时候会调用runtime包启动,用来执行初始化和启动第一个G。

G0

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(负责调度该M绑定的P的本地队列中的G)。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

package main
import "fmt"
func main() {

    fmt.Println("Hello world")
}

  • runtime 创建最初的线程 m0 和 goroutine g0,并把 2 者关联。

  • 调度器初始化:初始化 m0、栈、垃圾回收,以及创建和初始化由 GOMAXPROCS 个 P 构成的 P 列表。

  • 示例代码中的 main 函数是 main.main,runtime 中也有 1 个 main 函数——runtime.main,代码经过编译后,runtime.main 会调用 main.main,程序启动时会为

runtime.main 创建 goroutine,称它为 main goroutine 吧,然后把 main goroutine

加入到 P 的本地队列。

  • 启动 m0,m0 已经绑定了 P,会从 P 的本地队列获取 G,获取到 main goroutine。

  • G 拥有栈,M 根据 G 中的栈信息和调度信息设置运行环境

  • M 运行 G

  • G 退出,再次回到 M 获取可运行的 G,这样重复下去,直到 main.main 退出,runtime.main 执行 Defer 和Panic 处理,或调用 runtime.exit 退出程序。

参考链接

https://zhuanlan.zhihu.com/p/368416117

https://zhuanlan.zhihu.com/p/261590663

https://blog.csdn.net/S_FMX/article/details/115771606

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