go语言协程实现机制 go语言如何限制协程数量

Golang 线程和协程的区别线程go语言协程实现机制:
多线程是为go语言协程实现机制了解决CPU利用率的问题go语言协程实现机制,线程则是为了减少上下文切换时的开销go语言协程实现机制,进程和线程在Linux中没有本质区别go语言协程实现机制,最大的不同就是进程有自己独立的内存空间 , 而线程是共享内存空间 。
在进程切换时需要转换内存地址空间,而线程切换没有这个动作,所以线程切换比进程切换代价要小得多 。
协程:
想要简单,又要性能高,协程就可以达到我们的目的,它是用户视角的一种抽象,操作系统并没有这个概念,主要思想是在用户态实现调度算法,用少量线程完成大量任务的调度 。
Goroutine是GO语言实现的协程,其特点是在语言层面就支持,使用起来十分方便,它的核心是MPG调度模型:M即内核线程;P即处理器 , 用来执行Goroutine , 它维护了本地可运行队列;G即Goroutine,代码和数据结构;S及调度器 , 维护M和P的信息 。
【golang详解】go语言GMP(GPM)原理和调度Goroutine调度是一个很复杂的机制,下面尝试用简单的语言描述一下Goroutine调度机制,想要对其有更深入的了解可以去研读一下源码 。
首先介绍一下GMP什么意思:
G ----------- goroutine: 即Go协程,每个go关键字都会创建一个协程 。
M ---------- thread内核级线程 , 所有的G都要放在M上才能运行 。
P ----------- processor处理器,调度G到M上 , 其维护了一个队列 , 存储了所有需要它来调度的G 。
Goroutine 调度器P和 OS 调度器是通过 M 结合起来的,每个 M 都代表了 1 个内核线程,OS 调度器负责把内核线程分配到 CPU 的核上执行
模型图:
避免频繁的创建、销毁线程,而是对线程的复用 。
1)work stealing机制
当本线程无可运行的G时,尝试从其他线程绑定的P偷取G,而不是销毁线程 。
2)hand off机制
当本线程M0因为G0进行系统调用阻塞时,线程释放绑定的P , 把P转移给其他空闲的线程执行 。进而某个空闲的M1获取P,继续执行P队列中剩下的G 。而M0由于陷入系统调用而进被阻塞,M1接替M0的工作 , 只要P不空闲,就可以保证充分利用CPU 。M1的来源有可能是M的缓存池,也可能是新建的 。当G0系统调用结束后,根据M0是否能获取到P,将会将G0做不同的处理:
如果有空闲的P , 则获取一个P,继续执行G0 。
如果没有空闲的P , 则将G0放入全局队列 , 等待被其他的P调度 。然后M0将进入缓存池睡眠 。
如下图
GOMAXPROCS设置P的数量,最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行
在Go中一个goroutine最多占用CPU 10ms,防止其他goroutine被饿死 。
具体可以去看另一篇文章
【Golang详解】go语言调度机制 抢占式调度
当创建一个新的G之后优先加入本地队列,如果本地队列满了 , 会将本地队列的G移动到全局队列里面,当M执行work stealing从其他P偷不到G时,它可以从全局G队列获取G 。
协程经历过程
我们创建一个协程 go func()经历过程如下图:
说明:
这里有两个存储G的队列 , 一个是局部调度器P的本地队列、一个是全局G队列 。新创建的G会先保存在P的本地队列中,如果P的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中;处理器本地队列是一个使用数组构成的环形链表 , 它最多可以存储 256 个待执行任务 。
G只能运行在M中,一个M必须持有一个P,M与P是1:1的关系 。M会从P的本地队列弹出一个可执行状态的G来执行 , 如果P的本地队列为空,就会想其他的MP组合偷取一个可执行的G来执行;

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