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Golang GMP

May 30, 20253 min read

  • runtime/proc.go, runtime/runtime2.go

G

  • G (Goroutine / Coroutine) 对协程的抽象；

  • 有自己的运行栈、生命周期状态、以及执行的任务函数（用户通过 go func 指定）；

  • 需要绑定在 m 上执行

  • 承载 G 的容器有两个

    • p 的本地队列 lrq（local run queue）：这是每个 p 私有的 g 队列，通常由 p 自行访问，并发竞争情况较少，因此设计为无锁化结构，通过 CAS（compare-and-swap）操作访问
    • 全局队列 grq（global run queue）：是全局调度模块 schedt 中的全局共享 g 队列，作为当某个 lrq 不满足条件时的备用容器，因为不同的 p 都可能访问 grq，因此并发竞争比较激烈，访问前需要加全局锁
    • put g：当某个 g 中通过 go func(){...} 操作创建子 g 时，会先尝试将子 g 添加到当前所在 p 的 lrq 中（无锁化）；如果 lrq 满了，则会将 g 追加到 grq 中（全局锁）
    • get g：gmp 调度流程中，m 和 p 结合后，运行的 g0 会不断寻找合适的 g 用于执行，此时会采取“负载均衡”的思路，遵循如下实施步骤：
      • 优先从当前 p 的 lrq 中获取 g（无锁化-CAS）
      • 从全局的 grq 中获取 g（全局锁）
      • 取 io 就绪的 g（netpoll 机制）
      • 从其他 p 的 lrq 中窃取 g（无锁化-CAS）

M

  • M(Thread) 内核线程，对线程的抽象；
  • m 需要和 p 进行结合，从而进入到 gmp 调度体系之中
  • m 的运行目标始终在 g0 和 g 之间进行切换——当运行 g0 时执行的是 m 的调度流程，负责寻找合适的“任务”，也就是 g；当运行 g 时，执行的是 m 获取到的”任务“，也就是用户通过 go func 启动的 goroutine

P

  • P(Processor) 进程，调度器；
  • p 可以理解为 m 的执行代理，m 需要与 p 绑定后，才会进入到 gmp 调度模式当中；因此 p 的数量决定了 g 最大并行数量
  • p 是 g 的存储容器，其自带一个本地 g 队列（local run queue，简称 lrq），承载着一系列等待被调度的 g

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