锐客网

  1. 首页 > 睿知 > it技术 > >

线程池和go语言线程 线程和线程池区别

IT技术线程

golang的线程模型——GMP模型内核线程（Kernel-Level Thread ，KLT）
轻量级进程（Light Weight Process,LWP）：轻量级进程就是我们通常意义上所讲的线程，由于每个轻量级进程都由一个内核线程支持 ， 因此只有先支持内核线程，才能有轻量级进程
用户线程与系统线程一一对应 ， 用户线程执行如lo操作的系统调用时，来回切换操作开销相对比较大
多个用户线程对应一个内核线程，当内核线程对应的一个用户线程被阻塞挂起时候 ， 其他用户线程也阻塞不能执行了 。
多对多模型是可以充分利用多核CPU提升运行效能的
go线程模型包含三个概念：内核线程(M) ， goroutine(G),G的上下文环境（P）；
GMP模型是goalng特有的 。
P与M一般是一一对应的 。P（上下文）管理着一组G（goroutine）挂载在M（内核线程）上运行，图中左边蓝色为正在执行状态的goroutine，右边为待执行状态的goroutiine队列 。P的数量由环境变量GOMAXPROCS的值或程序运行runtime.GOMAXPROCS()进行设置 。
当一个os线程在执行M1一个G1发生阻塞时，调度器让M1抛弃P，等待G1返回，然后另起一个M2接收P来执行剩下的goroutine队列（G2、G3...），这是golang调度器厉害的地方 ， 可以保证有足够的线程来运行剩下所有的goroutine 。
当G1结束后，M1会重新拿回P来完成，如果拿不到就丢到全局runqueue中，然后自己放到线程池或转入休眠状态 。空闲的上下文P会周期性的检查全局runqueue上的goroutine，并且执行它 。
另一种情况就是当有些P1太闲而其他P2很忙碌的时候，会从其他上下文P2拿一些G来执行 。
【线程池和go语言线程 线程和线程池区别】 详细可以翻看下方第一个参考链接，写得真好 。
最后用大佬的总结来做最后的收尾————
Go语言运行时，通过核心元素G，M，P 和 自己的调度器，实现了自己的并发线程模型 。调度器通过对G，M，P的调度实现了两级线程模型中操作系统内核之外的调度任务 。整个调度过程中会在多种时机去触发最核心的步骤 “一整轮调度”，而一整轮调度中最关键的部分在“全力查找可运行G”，它保证了M的高效运行（换句话说就是充分使用了计算机的物理资源），一整轮调度中还会涉及到M的启用停止 。最后别忘了，还有一个与Go程序生命周期相同的系统监测任务来进行一些辅助性的工作 。
浅析Golang的线程模型与调度器
Golang CSP并发模型
Golang线程模型
为什么go语言适合开发网游服务器端个人觉得golang十分适合进行网游服务器端开发 ， 写下这篇文章总结一下 。从网游的角度看：要成功的运营一款网游，很大程度上依赖于玩家自发形成的社区 。只有玩家自发形成一个稳定的生态系统，游戏才能持续下去，避免鬼城的出现 。而这就需要多次大量导入用户，在同时在线用户量达到某个临界点的时候 ， 才有可能完成 。因此 ， 多人同时在线十分有必要 。再来看网游的常见玩法，除了排行榜这类统计和数据汇总的功能外，基本没有需要大量CPU时间的应用 。以前的项目里 ， 即时战斗产生的各种伤害计算对CPU的消耗也不大 。玩家要完成一次操作，需要通过客户端-服务器端-客户端这样一个来回，为了获得高响应速度，满足玩家体验，服务器端的处理也不能占用太多时间 。所以，每次请求对应的CPU占用是比较小的 。网游的IO主要分两个方面，一个是网络IO，一个是磁盘IO 。网络IO方面 ， 可以分成美术资源的IO和游戏逻辑指令的IO ， 这里主要分析游戏逻辑的IO 。游戏逻辑的IO跟CPU占用的情况相似，每次请求的字节数很小，但由于多人同时在线 ， 因此并发数相当高 。另外，地图信息的广播也会带来比较频繁的网络通信 。磁盘IO方面，主要是游戏数据的保存 。采用不同的数据库，会有比较大的区别 。以前的项目里，就经历了从MySQL转向MongoDB这种内存数据库的过程，磁盘IO不再是瓶颈 。总体来说，还是用内存做一级缓冲 ， 避免大量小数据块读写的方案 。针对网游的这些特点，golang的语言特性十分适合开发游戏服务器端 。首先，go语言提供goroutine机制作为原生的并发机制 。每个goroutine所需的内存很少 ， 实际应用中可以启动大量的goroutine对并发连接进行响应 。goroutine与gevent中的greenlet很相像，遇到IO阻塞的时候，调度器就会自动切换到另一个goroutine执行，保证CPU不会因为IO而发生等待 。而goroutine与gevent相比，没有了python底层的GIL限制，就不需要利用多进程来榨取多核机器的性能了 。通过设置最大线程数 ， 可以控制go所启动的线程，每个线程执行一个goroutine，让CPU满负载运行 。同时，go语言为goroutine提供了独到的通信机制channel 。channel发生读写的时候，也会挂起当前操作channel的goroutine，是一种同步阻塞通信 。这样既达到了通信的目的，又实现同步，用CSP模型的观点看，并发模型就是通过一组进程和进程间的事件触发解决任务的 。虽然说，主流的编程语言之间，只要是图灵完备的，他们就都能实现相同的功能 。但go语言提供的这种协程间通信机制，十分优雅地揭示了协程通信的本质，避免了以往锁的显式使用带给程序员的心理负担，确是一大优势 。进行网游开发的程序员，可以将游戏逻辑按照单线程阻塞式的写，不需要额外考虑线程调度的问题，以及线程间数据依赖的问题 。因为，线程间的channel通信，已经表达了线程间的数据依赖关系了，而go的调度器会给予妥善的处理 。另外，go语言提供的gc机制，以及对指针的保护式使用，可以大大减轻程序员的开发压力，提高开发效率 。展望未来，我期待go语言社区能够提供更多的goroutine间的隔离机制 。个人十分推崇erlang社区的脆崩哲学，推动应用发生预期外行为时，尽早崩溃，再fork出新进程处理新的请求 。对于协程机制，需要由程序员保证执行的函数不会发生死循环，导致线程卡死 。
Go语言的特点 类型 在变量名后边
也可不显式声明类型, 类型推断,但是是静态语言, name一开始放字符串就不能再赋值数字
方法,属性 分开方法名首字母大写就是就是外部可调的
面向对象设计的一个重要原则：“优先使用组合而不是继承”
Dog 也是Animal , 要复用Animal的属性和方法,
只需要在结构体 type里面写 Animal
入口也是main, 用用试试
多态, 有这个方法就是这个接口的实现,具体的类 不需要知道自己实现了什么接口,
使用: 在一个函数调用之前加上关键字go 就启动了一个goroutine
创建一个goroutine,它会被加入到一个全局的运行队列当中，
调度器 会把他们分配给某个 逻辑处理器 的队列，
一个逻辑处理器 绑定到一个 操作系统线程 ， 在上面运行goroutine，
如果goroutine需要读写文件, 阻塞 ,就脱离逻辑处理器直接 goroutine - 系统线程绑定
编译成同名.exe 来执行, 不通过虚拟机, 直接是机器码, 和C 一样, 所以非常快
但是也有自动垃圾回收,每个exe文件当中已经包含了一个类似于虚拟机的runtime,进行goroutine的调度
默认是静态链接的，那个exe会把运行时所需要的所有东西都加进去，这样就可以把exe复制到任何地方去运行了, 因此 生成的 .exe 文件非常大
【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；
一个M调度G执行的过程是一个循环机制；会一直从本地队列或全局队列中获取G
上面说到P的个数默认等于CPU核数，每个M必须持有一个P才可以执行G，一般情况下M的个数会略大于P的个数，这多出来的M将会在G产生系统调用时发挥作用 。类似线程池，Go也提供一个M的池子，需要时从池子中获?。?用完放回池子，不够用时就再创建一个 。
work-stealing调度算法：当M执行完了当前P的本地队列队列里的所有G后，P也不会就这么在那躺尸啥都不干，它会先尝试从全局队列队列寻找G来执行 ， 如果全局队列为空，它会随机挑选另外一个P ， 从它的队列里中拿走一半的G到自己的队列中执行 。
如果一切正常，调度器会以上述的那种方式顺畅地运行 ， 但这个世界没这么美好，总有意外发生，以下分析goroutine在两种例外情况下的行为 。
Go runtime会在下面的goroutine被阻塞的情况下运行另外一个goroutine：
用户态阻塞/唤醒
当goroutine因为channel操作或者network I/O而阻塞时（实际上golang已经用netpoller实现了goroutine网络I/O阻塞不会导致M被阻塞 ， 仅阻塞G ， 这里仅仅是举个栗子），对应的G会被放置到某个wait队列(如channel的waitq)，该G的状态由_Gruning变为_Gwaitting ， 而M会跳过该G尝试获取并执行下一个G，如果此时没有可运行的G供M运行，那么M将解绑P，并进入sleep状态；当阻塞的G被另一端的G2唤醒时（比如channel的可读/写通知），G被标记为，尝试加入G2所在P的runnext（runnext是线程下一个需要执行的 Goroutine 。），然后再是P的本地队列和全局队列 。
系统调用阻塞
当M执行某一个G时候如果发生了阻塞操作，M会阻塞，如果当前有一些G在执行，调度器会把这个线程M从P中摘除 ， 然后再创建一个新的操作系统的线程(如果有空闲的线程可用就复用空闲线程)来服务于这个P 。当M系统调用结束时候，这个G会尝试获取一个空闲的P执行 ， 并放入到这个P的本地队列 。如果获取不到P，那么这个线程M变成休眠状态，加入到空闲线程中 ， 然后这个G会被放入全局队列中 。
队列轮转
可见每个P维护着一个包含G的队列，不考虑G进入系统调用或IO操作的情况下，P周期性的将G调度到M中执行，执行一小段时间，将上下文保存下来，然后将G放到队列尾部 ， 然后从队列中重新取出一个G进行调度 。
除了每个P维护的G队列以外，还有一个全局的队列 ， 每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行，全局队列中G的来源，主要有从系统调用中恢复的G 。之所以P会周期性地查看全局队列，也是为了防止全局队列中的G被饿死 。
除了每个P维护的G队列以外 ， 还有一个全局的队列，每个P会周期性地查看全局队列中是否有G待运行并将其调度到M中执行 ， 全局队列中G的来源，主要有从系统调用中恢复的G 。之所以P会周期性地查看全局队列，也是为了防止全局队列中的G被饿死 。
M0
M0是启动程序后的编号为0的主线程 ， 这个M对应的实例会在全局变量rutime.m0中，不需要在heap上分配 ， M0负责执行初始化操作和启动第一个G，在之后M0就和其他的M一样了
G0
G0是每次启动一个M都会第一个创建的goroutine ， G0仅用于负责调度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，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
一个G由于调度被中断，此后如何恢复？
中断的时候将寄存器里的栈信息，保存到自己的G对象里面 。当再次轮到自己执行时，将自己保存的栈信息复制到寄存器里面 ， 这样就接着上次之后运行了 。
我这里只是根据自己的理解进行了简单的介绍，想要详细了解有关GMP的底层原理可以去看Go调度器 G-P-M 模型的设计者的文档或直接看源码
参考：()
()
线程池和go语言线程的介绍就聊到这里吧 ， 感谢你花时间阅读本站内容，更多关于线程和线程池区别、线程池和go语言线程的信息别忘了在本站进行查找喔 。

    推荐阅读


    上一篇：如何自己搭建域名邮箱服务器？ 怎么搭建域名邮件服务器

    下一篇：只能左右翻滚的射击游戏，可以翻滚的射击游戏