Golang中的協(xié)程調(diào)度器是如何工作的？

Golang的協(xié)程被稱為Goroutines，它是Golang語言中的重要特性之一，也是其性能優(yōu)勢的來源之一。Goroutines是一種輕量級的線程，它通過使用通道和選擇器來實(shí)現(xiàn)協(xié)作式多任務(wù)。

在Golang中，一個(gè)應(yīng)用程序可以包含多個(gè)Goroutines，這些Goroutines可以并發(fā)執(zhí)行。這些協(xié)程由調(diào)度器負(fù)責(zé)調(diào)度和管理。當(dāng)一個(gè)Goroutine被創(chuàng)建時(shí)，它被添加到調(diào)度器的任務(wù)隊(duì)列中，等待被調(diào)度執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)Goroutine完成時(shí)，它會從隊(duì)列中移除。

Golang的調(diào)度器使用了一種基于M:N的調(diào)度策略。這意味著調(diào)度器將M個(gè)Goroutines映射到N個(gè)OS線程上。這種設(shè)計(jì)可以讓Golang在多核CPU上獲得性能優(yōu)勢，同時(shí)保持了Goroutines的輕量級。

在Golang中，調(diào)度器會在每個(gè)OS線程上運(yùn)行一個(gè)Goroutine，這個(gè)Goroutine被稱為M（Machine）。M的任務(wù)是從調(diào)度器的全局任務(wù)隊(duì)列中獲取任務(wù)并執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)Goroutine被分配給一個(gè)M時(shí)，它會通過M與調(diào)度器交互。M會為Goroutines提供堆棧和上下文等資源，同時(shí)也負(fù)責(zé)在Goroutines之間切換以實(shí)現(xiàn)協(xié)作式多任務(wù)。

當(dāng)一個(gè)Goroutine需要等待某些事件的發(fā)生時(shí)，它會通過調(diào)用runtime包中的gosched()函數(shù)主動交出調(diào)度器的控制權(quán)，使得其他Goroutines可以被調(diào)度執(zhí)行。gosched()函數(shù)會將當(dāng)前Goroutine放回到任務(wù)隊(duì)列中，并觸發(fā)調(diào)度器的調(diào)度過程。調(diào)度器會從任務(wù)隊(duì)列中選擇一個(gè)Goroutine并將其分配給一個(gè)空閑的M執(zhí)行。

除了gosched()函數(shù)之外，還有其他一些場景會引起Goroutine的切換。例如：Goroutine阻塞在通道之上等待數(shù)據(jù)的到來、系統(tǒng)調(diào)用、Goroutine主動睡眠等等。在這些場景下，調(diào)度器會將當(dāng)前Goroutine放回到任務(wù)隊(duì)列中，并選擇一個(gè)可執(zhí)行的Goroutine并將其分配給M執(zhí)行。

總結(jié)一下，Golang的協(xié)程調(diào)度器使用了一種基于M:N的調(diào)度策略，將M個(gè)協(xié)程映射到N個(gè)OS線程上，并通過調(diào)度器的任務(wù)隊(duì)列和M機(jī)制來實(shí)現(xiàn)多任務(wù)協(xié)作。在Goroutine需要等待事件發(fā)生或出現(xiàn)阻塞場景下，調(diào)度器會主動切換Goroutine，使得其他可執(zhí)行的Goroutine可以被調(diào)度執(zhí)行。

通過了解Golang調(diào)度器的工作原理，我們可以更好地理解和優(yōu)化Golang應(yīng)用程序的性能。

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