1. GMP模型

這里首先給出GMP模型的調度策略. 讓大家有一個全局的認識更好

2. G (groutine)

G就是goroutine的意思, 代表了一個協程. 每次go調用的時候，都會創建一個G對象，它包括棧、指令指針以及對于調用goroutines很重要的其它信息，比如阻塞它的任何channel，其主要數據結構：

type g struct {stack stack // 描述了真實的棧內存，包括上下界............. // 中間還有很多部分m *m // 當前G的綁定的msched gobuf // goroutine切換時，用于保存g的上下文 param unsafe.Pointer // 用于傳遞參數，睡眠時其他goroutine可以設置param，喚醒時該goroutine可以獲取atomicstatus uint32stackLock uint32 goid int64 // goroutine的IDwaitsince int64 // g被阻塞的大體時間lockedm *m // G被鎖定只在這個m上運行............. // 省略 }

看這個結構我們可以得知, G需要與M進行綁定. 當然最重要的還是sched這個結構體 存儲了調度時g的上下文(context)

type gobuf struct {// 保存CPU的rsp寄存器的值sp uintptr// 保存CPU的rip寄存器的值pc uintptr// 記錄這個gobuf對象屬于那個gg guintptrctxt unsafe.Pointerret sys.Uintreglr uintptrbp uintptr // for framepointer-enabled architectures }

sp, pc 寄存器的值, 棧指針等等. 記錄了上下文

3. M(machine)

M代表了一個線程 . 每次創建一個M的時候，都會有一個底層線程創建；所有的G任務，最終還是依附于M上執行，其主要數據結構：

type m struct {g0 *g // 帶有調度棧的goroutinegsignal *g // 處理信號的goroutinetls [6]uintptr // thread-local storagemstartfn func()curg *g // 當前運行的goroutinecaughtsig guintptr p puintptr // 關聯的p和執行的go代碼nextp puintptrid int32mallocing int32 // 狀態spinning bool // m是否out of workblocked bool // m是否被阻塞inwb bool // m是否在執行寫屏蔽 }

其中重點要關注的是 g0 和 curg , curg代表的當前執行的groutine協程

另一個是g0，是帶有調度棧的goroutine，這是一個比較特殊的goroutine。普通的goroutine的棧是在堆上分配的可增長的棧，而g0的棧是M對應的線程的棧。所有調度相關的代碼，會先切換到該goroutine的棧中再執行。也就是說線程的棧也是用的g實現，而不是使用的OS的。

4. P(processor)

執行器或者處理器. 相當于一個管理者. 每一個M必須要綁定一個P. P自身有一個局部本地隊列用來保存g. 并且所有的p都共享這一個全局隊列

P負責調度goroutine，維護一個本地goroutine隊列，M從P上獲得goroutine并執行，同時還負責部分內存的管理。

下面的p的局部實現

lock mutexid int32status uint32 // 狀態，可以為pidle/prunning/...link puintptrschedtick uint32 // 每調度一次加1syscalltick uint32 // 每一次系統調用加1sysmontick sysmontick m muintptr // 關聯的mmcache *mcacheracectx uintptrgoidcache uint64 // goroutine的ID的緩存goidcacheend uint64runqhead uint32 // 頭部runqtail uint32 // 尾部// 隊列在這呢runq [256]guintptr // 可運行的goroutine的隊列runnext guintptr // 下一個運行的g }

5.調度順序

下面說一下詳細的過程

go func(){}創建一個新的goroutine

這個goroutine會被挑選進入一個P的本地隊列, 若是本地隊列滿了, 那么就進入全局的隊列

這時M向P要goroutine去執行了. G依附于M上運行，每個M綁定一個P。如果P的本地隊列沒有G，M會從全局隊列尋找G, 如果全局隊列也沒有G, 那么P會從其他P里面竊取G

M被操作系統調度到CPU上面執行, G也就執行了, 若是在此期間,M這個線程遇到阻塞或者系統調用, 那么此時P就會與M解綁. 并在M的休眠隊列里面喚醒一個新的M與之綁定, 然后再去運行G.

若是在此期間是G發生了阻塞, 那么M也會阻塞. 此時M就會與P解綁, 由M1接管P.去運行其他的G. M等待阻塞的返回, 就將G放入全局隊列中了, 自己就去休眠了.

運行完之后G就會被銷毀退出.

5.1 協程調度

5.1.1 主動調度

主動的讓出CPU資源, 此時當前協程切換到g0, 取消G與M之間的綁定關系, 再將此G放入全局隊列中, 并調用schedule函數開始新一輪的循環

5.1.2 搶占式調度

當某個協程占用CPU時間過長時, go語言調度器就會強制中斷執行.并保存上下文等待下次調度

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Go语言线程与协程之间的关系之GMP模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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