Golang的协程调度器实现原理解析 在Golang中,协程被称为 Goroutine,是一种轻量级的线程实现。如何高效地调度这些Goroutine,是Golang实现高并发的关键。本文将对Golang的协程调度器实现原理进行解析。 Goroutine的调度 Golang的协程调度是基于M:N模型实现的。M表示操作系统的线程,N表示Golang的协程。M和N之间的关系由调度器维护。当一个Goroutine被创建时,它会被加入到调度器的运行队列中。调度器会在M中选择一个线程,并将其绑定到该线程上,然后从运行队列中取出一个Goroutine,将其转移到线程的本地队列中,最后运行该Goroutine。当一个Goroutine发生阻塞时,调度器会将该线程上的其他Goroutine转移到其他线程上,以充分利用系统资源。 Goroutine的状态 Golang的Goroutine有以下几种状态: 1. 运行态(Running):Goroutine正在运行; 2. 阻塞态(Blocking):Goroutine因为某些原因而被阻塞; 3. 就绪态(Runnable):Goroutine已经准备好被运行,但是还没有被选中; 4. 死亡态(Dead):Goroutine已经退出。 Goroutine的切换 Golang的调度器采用协作式抢占式调度方式,即一个Goroutine在正在运行时,只有在主动让出CPU时,其他Goroutine才有机会被调度到CPU上运行。Golang的调度器采用了一种称为 “G-M-P”(Goroutine-Thread-Machine)的模型,每个Goroutine都有一个G结构体,Goroutine的状态以及函数调用栈等信息都记录在G结构体中,每个线程都有一个M结构体,表示操作系统的线程,M结构体中维护了线程的调度信息,包括当前运行的Goroutine以及本地队列等。每个P结构体表示M与G之间的关系,表明当前这个P可以运行多少个Goroutine。 当一个Goroutine的运行时间片用完时或发生阻塞时,调度器需要选择一个新的Goroutine来执行。调度器会从全局队列中取出一个就绪态的Goroutine,并将其分配到一个空闲的P上。如果空闲的P不存在,则调度器会创建一个新的P。 Goroutine的阻塞与唤醒 Golang的Goroutine在发生阻塞时,会被转移到调度器的阻塞队列中。当阻塞事件消失时,调度器会将该Goroutine从阻塞队列中移除,并将其放回到全局队列中。 如果Goroutine需要在一定时间后被唤醒,调度器会将该Goroutine放入定时器中,并在指定时间后将其重新放回全局队列中,以便这个Goroutine可以再次被调度运行。 总结 Golang的协程调度器是实现Goroutine高效调度的关键。Golang的调度器采用了M:N模型,将操作系统的线程和Goroutine映射到了不同的层次上,以充分利用系统资源。在调度器的实现过程中,Goroutine的状态、切换、阻塞与唤醒是非常重要的概念。本文对这些概念进行了详细的解释,相信读者对Golang的协程调度器实现原理有了更深入的了解。