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Go语言的线程模型-线程阻塞+线程调度

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Go语言的线程模型-线程阻塞+线程调度

线程调度

  上一个博客简单的讲了Goroutine的整体机制,本篇文章好好理一下Goroutine机制的线程堵塞处理和调度问题。
  上一章将goroutine机制分为了4个部分,分别是用户线程(G),系统线程(M)、用户线程调度器(P)和内核调度器,具体见文章Go语言的线程模型-Goroutine机制,这一节重点讲一讲P在goroutine机制中的作用和原理。
  P在goroutine中的主要作用是来调度G和M的对应关系,在实际运行中,用户同发起多个线程,这些线程进入内存之后一部分进入P中,当P满了之后,多出的线程会在外面等候。我们可以这么理解,Go是原生支持协程序的语言,也就是说当我们开启多线程时,Go会自动为我们创建多个P,这个一般和系统所包含CPU核心数对应,例如我们还是两个双核CPU的系统,那么当我们生成多个go线程时,Go执行程序会为我们生成4个房子,每个房子同时只能同时容纳1个goroutine队列,一个goroutine队列同时只能维护四个go线程,而用户同时发起了20个用户线程,那么我们理想状态下,会有16个用户线程进入房子,剩下的4个需要待在房子外等候。如下图所示。

  • 线程调度有这么几个特点:

  • 1:当一个P的房子空了之后(执行完所有go线程),他首先会从全局等候区中按照进入栈的顺序将go线程喊到自己的房子里,如下图。

  • 2:当一个P的房子空了之后(执行完所有go线程),全局等候区也没有待处理的go线程时,他会从另外一个P的房子挖墙脚,一般是挖掉一半的go线程到自己的房子里面来。如下图。

线程阻塞

  当我们理解了goroutine机制的调度模式和原理了之后,线程阻塞的解决就很简单了。例如我们有一个P绑定的M发生了阻塞,首先,这个M会被前文提到的内核调度器调出CPU,同时M会标记为阻塞状态,Go运行时系统的一个监控线程(sysmon线程)能探测到这样的M,当发现这样的M,会自动将与该M绑定的P剥离,寻找其他的M,如果所有M都是忙碌,那么会新建M来接管该P,然后继续运行P中的goroutine队列。如果实在没有M可以绑定,那么会将该P中的gotroutine队列中的go线程放入全局等待区,等待其他的M-P组合来完成执行。当阻塞的M状态恢复时,会重新找一个空闲的P来与该M绑定。大致过程如下图。

  • 当存在M空闲时:
  • 当不存在M空闲时:
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