问题

关于go语言协程调度的一个问题(具体请看问题描述)?

回答
好的,关于 Go 语言协程调度,这是一个非常核心且有趣的话题。为了能详细解答您的问题,请您先 具体描述您遇到的问题或者您想深入了解的方面。

如果您还没有明确的问题,但对 Go 协程调度有普遍的好奇,我可以先从以下几个方面进行详细阐述,您可以根据这些内容提出您更具体的问题:

Go 协程调度核心概念:

1. 协程 (Goroutine) 与线程 (Thread) 的区别:
轻量级: 协程比线程更轻量,创建和销毁的开销小得多。
并发 vs. 并行: 协程是 Go 语言的并发模型,它允许我们通过更简单的方式实现并发。但协程的执行仍然依赖于底层的操作系统线程。
栈大小: 协程的栈非常小(默认 2KB),可以随着需要增长,而线程的栈通常较大且固定。这使得 Go 程序可以轻松启动成千上万甚至上百万个协程。

2. GMP 模型 (Goroutine, M, P): 这是 Go 调度器设计的核心,理解它至关重要。
G (Goroutine): 代表一个待执行的 Go 函数。每个 G 都有自己的栈、调度状态和 P。
M (Machine): 代表一个操作系统线程 (OS Thread)。M 是实际执行代码的实体。Go 运行时会管理一个 M 池,并在需要时创建新的 M。
P (Processor): 代表一个逻辑处理器,它与一个 M 绑定,但一个 M 可以持有多个 P,并且一个 P 可以在不同的 M 之间传递。P 使得 Go 运行时可以在多个逻辑处理器上并发执行协程,而无需直接暴露给用户。每个 P 都有一个本地运行队列 (runqueue) 来存放待执行的 G。

3. 调度器的工作流程:
Go 运行时启动: 当 Go 程序启动时,运行时会创建一个主 Goroutine,以及一个主 M 和一个与该 M 绑定的 P。
G 的创建与入队: 当你通过 `go func()` 启动一个协程时,Go 运行时会创建一个 G。这个 G 会被放入一个 P 的本地运行队列中,或者一个全局运行队列中(如果本地队列为空或负载均衡时)。
M 的执行: 一个 M 会从一个 P 的本地运行队列中取出 G,然后执行该 G 的函数。
上下文切换: 当一个 G 执行完毕,或者需要进行 I/O 操作(阻塞),或者执行了 `runtime.Gosched()` (主动让出 CPU),G 的状态会发生改变,并被放回运行队列。此时,M 会从该 P 的运行队列中取出下一个待执行的 G 来执行。
I/O 阻塞与唤醒: 当一个 G 进行 I/O 操作时,它会被标记为阻塞,并从当前 P 的本地运行队列中移除。负责执行该 G 的 M 会被标记为阻塞,并被回收(或返回到 M 池)。当 I/O 操作完成后,Go 运行时会创建一个新的 M 来唤醒这个 G,并将其重新放入一个 P 的运行队列中。
全局运行队列与本地运行队列:
本地运行队列 (runqueue): 每个 P 都有一个本地运行队列,用于存放待执行的 G。当 M 从本地队列取出 G 执行时,效率最高,因为不需要跨 M 或跨 P 通信。
全局运行队列 (global runqueue): 当本地运行队列为空时,M 会尝试从全局运行队列中获取 G。
负载均衡: 当一个 P 的本地运行队列中的 G 数量过多时(例如,一个协程频繁创建新的协程),调度器会进行负载均衡,将一些 G 从“富裕”的 P 的本地队列转移到“贫穷”的 P 的本地队列,或者全局队列。这种转移是通过网络 (network poller) 或其他机制实现的。
M 的创建与销毁: Go 运行时会动态地创建和销毁 M,以适应并发的需求。当有大量的 G 需要执行但没有足够的 M 时,会创建新的 M。当 M 空闲时间过长时,M 可能会被销毁以节省资源。
`runtime.Gosched()`: 这个函数显式地让当前 G 让出 CPU 时间片,将其放回运行队列,然后调度器会选择另一个 G 来执行。这对于避免某个 G 独占 CPU 资源非常有用。
`runtime.GOMAXPROCS()`: 这个函数设置了 Go 程序可以同时执行的 P 的数量。通常情况下,`GOMAXPROCS` 被设置为 CPU 的核心数,这使得 Go 程序能够充分利用多核 CPU 进行并行计算。如果 `GOMAXPROCS` 设置得比 CPU 核数大,多余的 P 仍然会在 CPU 核之间切换执行,但不会带来实际的并行优势。

可能的您想问的问题方向:

为什么我的并发程序性能不如预期? (可能涉及到调度器的不均匀负载、死锁、全局锁等问题)
协程的阻塞是如何处理的? (I/O 阻塞与主动让出 CPU 的区别)
如何避免死锁或活锁? (调度器如何在这种情况下工作)
`sync.Mutex`、`sync.RWMutex` 等同步原语的内部实现与调度器有什么关系?
`select` 语句的调度行为是怎样的? (随机选择、忙等待吗?)
协程的优先级是什么?有吗? (Go 调度器是公平的,没有显式的优先级控制)
`runtime.Gosched()` 和 `time.Sleep()` 的区别是什么?
当大量协程同时进行 I/O 操作时,调度器是如何应对的?
Go 调度器是否支持抢占式调度? (早期版本不支持,但现在通过一些机制可以实现一定程度的抢占)

请您告诉我您具体想了解的 Go 协程调度问题,我将针对性地进行详细的阐述。 例如,您可以问:

“我发现一个协程一直在执行计算密集型任务,而其他协程似乎得不到执行的机会,这是什么原因?”
“当一个协程调用了一个阻塞的系统调用时,它的 `M` 会去哪里?其他协程会受到影响吗?”
“`select` 语句在选择通道时,如果是多个通道可读,它是随机选择还是有其他规则?”

我非常期待您能提出具体的问题,这样我才能提供最精准和有价值的解答!

网友意见

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Goroutine 是一种协作式多任务,而不是抢占式多任务。

一个Goroutine如果一直在计算,比如死循环,那么就会一直占用当前线程,直到它结束或者主动放弃。

但是Go系统里有很多个线程,部分被占用还会新开线程,不会让其它 Goroutine饿死。

你把GOMAXPROCS限制成 1 是你自己的问题,Go只是语言和运行库,它不是OS,不能强制Goroutine放弃CPU。

即使你用普通C++写普通多线程,如果你把某个线程的优先级设置成实时,如果系统只有一颗CPU核的话,其它线程也会统统饿死。

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