GMP 模型详解

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GMP模型是Go语言的并发调度模型，它由三个主要组成部分构成：G（Goroutine）、M（Machine）和P（Processor）。在Go中，GMP模型帮助管理和调度goroutine的执行，确保并发性能和高效利用计算资源。下面是GMP模型的详细解释：

  1. G（Goroutine）：G表示goroutine，它是Go语言的基本并发单位。一个goroutine是一个轻量级线程，可以并发执行一个函数。goroutine的堆栈空间较小（初始值一般在2KB左右），因此可以在一个程序中创建大量的goroutine。Go的运行时系统（runtime）负责goroutine的调度和管理。
  2. M（Machine）：M表示操作系统线程。M是一个物理实体，它负责执行goroutine。Go运行时将goroutine与操作系统线程关联，实际执行goroutine代码的是操作系统线程。在Go的调度器中，会根据需要创建或销毁操作系统线程，并根据goroutine的数量和系统负载动态调整线程数。
  3. P（Processor）：P表示逻辑处理器。P是一个调度实体，它负责调度和分配goroutine到操作系统线程（M）上执行。在Go中，逻辑处理器的数量通常与机器的CPU核心数相同，这样可以最大化地利用计算资源。每个逻辑处理器都有一个本地的goroutine队列，当一个goroutine被调度时，它会从本地队列中取出一个goroutine并与操作系统线程关联。

GMP模型的工作原理如下：

  • 当一个goroutine被创建时，它首先被放入P的本地队列。
  • P会选择一个可用的M（操作系统线程），将队列中的goroutine分配给M执行。
  • 如果所有M都在执行goroutine，P会将该goroutine放入全局队列，待有可用的M时再进行调度。
  • 如果一个goroutine因为阻塞（例如等待I/O）而无法继续执行，M会解除与该goroutine的关联，并通知P调度其他goroutine。
  • 当阻塞的goroutine重新准备就绪时，它会被放入P的本地队列或全局队列中，等待再次被调度。

GMP模型是Go语言并发调度的核心，它通过将goroutine、操作系统线程和逻辑处理器分离，使得Go运行时能够高效地管理和调度并发任务，从而在保证性能的同时降低资源消耗。