Golang线程模型全面解析：M:N与MPG模型的区别与联系

Go语言在设计时特意考虑了并发性能，其独特的线程模型使得Go语言在高并发场景下有着出色的表现，广受开发者的喜爱。在本篇文章中，我们将深入解析Golang线程模型，并分析M:N模型与MPG模型的区别与联系。

一、M:N模型

M:N（M个用户线程对应N个内核线程）模型是常见的线程模型，通常用于操作系统中。该模型的特点是用户线程的调度和内核线程的调度相互独立。用户线程由用户空间的线程库负责调度，而内核线程则由内核调度。用户线程之间的切换只需要在用户空间内进行操作，避免了进入内核态的开销；而内核线程的切换则需要进入内核态，开销较大。

在M:N模型中，用户线程不需要了解内核线程的存在，只需要与线程库交互即可。线程库负责调度用户线程，而内核线程则仅用于响应线程库的请求。这种模型适合于I/O密集型应用场景，因为当用户线程被阻塞时，可以切换到其他用户线程执行，从而最大化利用CPU资源。

但是，在CPU密集型应用场景下，M:N模型的性能并不理想。因为用户线程的调度和内核线程的调度相互独立，用户线程的调度也需要进入内核态，这增加了线程切换的开销，因此在高并发场景下，M:N模型的性能会受到限制。

二、MPG模型

Go语言采用了一种不同于传统M:N模型的线程模型，称之为MPG模型。MPG模型的特点是使用M个goroutine对应P个操作系统线程，每个P都有一个本地队列，用于存放需要执行的goroutine。在P中，goroutine是按照先进先出的原则执行的，因此不需要像M:N模型一样频繁切换线程。

这种模型的优点是可以避免线程切换带来的开销，从而在高并发场景下实现更好的性能表现。此外，由于goroutine和线程是一一对应的，因此可以避免由于线程调度不均衡而导致的负载不均衡问题。

在MPG模型中，Goroutine负责调度，由于goroutine调度是在用户空间进行的，因此无需进入内核态，开销较小。同时，由于Go语言采用的是协作式调度，因此不需要像传统线程模型那样频繁切换线程，这进一步降低了开销。

三、M:N模型与MPG模型的区别与联系

1. 调度开销

M:N模型中，内核线程的调度需要进入内核态，存在较大的调度开销；而MPG模型中，goroutine的调度在用户空间进行，不需要进入内核态，因此开销较小。

2. 并发度

M:N模型适合I/O密集型场景，因为内核线程可以在用户线程阻塞时切换到其他线程执行，最大化利用CPU资源；而MPG模型适合CPU密集型场景，因为可以避免线程切换带来的开销。

3. 调度策略

M:N模型中，用户线程的调度和内核线程的调度相互独立，需要额外的调度策略支持；而MPG模型中，goroutine的调度采用协作式调度，无需额外的调度策略支持。

四、总结

Golang采用的MPG模型是一种非常高效的线程模型，其在高并发场景下表现出色，得到了广泛的应用。在使用Golang开发时，需要充分理解MPG模型的原理，从而充分发挥其优点，实现更好的性能表现。同时，在选择线程模型时，需要根据应用场景选择合适的模型，才能发挥最大的性能优势。