【Golang源码】深入探究Golang调度器源码实现

Golang调度器是Golang语言中的一个重要组件，它负责调度Golang程序中的运行时（goroutine）。在Golang的运行时中，每个goroutine都有自己的栈空间和寄存器状态，调度器负责安排这些goroutine的并发执行，以及在运行时出现异常时进行恢复。本文将带领大家一起深入探究Golang调度器的源码实现。

## 调度器概述

Golang调度器是一个基于共享线程的调度器，它采用类抢占式调度算法。这意味着，在Golang的运行时中，并不是所有的goroutine都会被同时执行，而是由调度器根据情况决定哪些goroutine可以被执行。Golang调度器的主要功能包括：

- 负责goroutine的创建、调度和销毁；
- 在运行时出现异常时进行恢复；
- 确保每个goroutine都有足够的执行资源；
- 保证goroutine之间的同步和通信。

## 调度器源码实现

Golang调度器的源码实现非常复杂，其中包括了大量的汇编代码和C语言代码。本文将主要关注调度器的Go语言实现部分。

### 调度器初始化

Golang调度器的初始化是在程序启动时进行的。在调度器初始化函数 `runtime.rt0_go()` 中，调度器会首先初始化调度器的全局变量和锁对象：

```go
func rt0_go() {
    ...
    runtime·sched.init() // 初始化调度器
    ...
}
```

调度器的全局变量保存了调度器的各种状态，如当前运行的goroutine、正在运行或等待运行的队列等。调度器的锁对象则用于保护调度器的全局变量，避免并发访问时出现竞争条件。

### Goroutine的创建和调度

Golang调度器中最核心的部分就是goroutine的创建和调度。每个goroutine都有自己的栈空间和寄存器状态，当一个goroutine被创建后，调度器会为其分配栈空间并初始化其寄存器状态，然后将其放入等待运行的队列中。

当调度器需要执行一个goroutine时，它会从等待运行的队列中选取一个最优的goroutine，并将其放入正在运行的队列中。在goroutine执行完毕后，调度器会判断其是否可以被销毁，如果不能，则将其重新放回等待运行的队列中。

### 调度器的抢占式调度

在Golang调度器中，goroutine的执行并不是一直持续的，而是由调度器进行抢占式调度。当一个goroutine执行到一定时间后，调度器会将其暂停并放回等待运行的队列中，然后选择一个新的goroutine来执行。

调度器的抢占式调度是通过定时器来实现的。调度器会定时触发定时器，并在定时器触发后检查当前正在执行的goroutine是否需要被暂停。如果需要，则将其放回等待运行的队列中，并选择一个新的goroutine来执行。

### 调度器的系统调用和信号处理

Golang调度器还支持系统调用和信号处理功能，允许Golang程序进行系统调用和处理操作系统信号。当Golang程序进行系统调用时，调度器会停止当前goroutine的执行并转而执行系统调用。当系统调用结束后，调度器会重新选择一个goroutine来执行。

在Golang程序中，还可以使用 `os/signal` 包来处理操作系统信号。当一个信号被触发时，调度器会暂停当前goroutine的执行并执行信号处理函数。在信号处理函数执行完毕后，调度器会重新选择一个goroutine来执行。

## 总结

Golang调度器是Golang语言中的核心组件之一，它负责调度Golang程序中的并发执行。调度器的实现非常复杂，其中包括了大量的汇编代码和C语言代码。本文从调度器初始化、goroutine的创建和调度、抢占式调度、系统调用和信号处理等方面介绍了调度器的源码实现。