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Golang协程调度器

并发控制 Golang

说在前面

Golang作为Google亲自孵化出来一门现代编程语言,可以说是吸收了众多早期编程语言的优点,又有其自己独特的设计哲学。由于其简洁的编程风格和优秀的并发编程效率,越来越多精通C++和Java的同学把Go作为自己第二,甚至是第一语言。本文打算从Go调度器(Go Scheduler)的角度讨论下Go的并发编程。

正文

什么是并行(Parallel)?

在同一时刻,多件事情一起做。

什么叫并发处理(Concorrent)?

在一个时段内,多件事情一起做。

举个例子就是火影忍者中的鸣人影分身后产生的两个鸣人是并行,本质上产生了两个独立的鸣人;而七龙珠中孙悟空通过超高速移动产生两个残影是并发,本质上悟空还是只有一个,只是本尊以超高速移动将时间片分配在两个影子上。

并行和并发怎么体现在计算机中?

先谈谈并发,在计算机还是单处理器的时候,如果要同时运行两个程序A和B,计算机将CPU的时间切成非常细小的片,这一个时间片去执行程序A,第二个时间片去执行程序B,只要时间片切换得非常快,对于使用计算机的人来说A和B像是在同时运行,但在同一个时间片内部,CPU只能处理程序A或者程序B。

再聊聊并发,人们发现单处理器的时钟频率很难提升,如果同时运行100个程序,由于切换速度不够快,每个程序分到时间片的频率太低,表现上来看每一个程序都会变慢。既然处理器太少了,那么,就多加几个处理器,100个任务就最多有n个同时在运行,使用者会感觉到程序变快。

现代计算机,n个线程可以依附在n个独立的CPU核心上同时(并行)计算。但是CPU核心非常贵,所以常见的计算机也就4-32核。

Golang没有设置线程数量的API,调度器在并发编程上是怎么设计的?

Go调度器引入了新的并发单位——协程(goroutine)

Go底层的执行还是依赖于内核级的线程,但是Go程序中并发单元的调度,都由调度器来调度,显然,底层需要开多少个线程,也是Go调度器基于某些策略动态决定的。具体是什么样的策略,后续会聊到。

所以,Go程序本质上的性能的好坏,与Go调度器的策略算法有非常大的关系。既要避免线程开太多,频繁上下文切换消耗时间。也要避免线程数量不够,导致无法充分利用多核优势。

协程与线程有怎么样的关系?

M: Machine,可以简单理解为内核级线程,M与线程数量1:1

G: Goroutine,协程

P: Processor,处理器,每个P协调n个G在某一个M上执行。可以通过GOMAXPROCS设置P的个数。GOMAXPROCS表示最多有多少个G可以并行。

协程的阻塞有哪些情况?

Gwaitting. 内部channel或者mutex阻塞
Gsyscall. 调用了syscall(除了没有数据的NIO)

G处于Gruning状态,调度器会怎么处理其它待执行的G?

image.png

时间片到了,自然会出让线程资源

G如果因为Gwaitting而阻塞了,调度器会怎么处理其它待执行的G?

image.png

Go调度器全貌

结合以上描述,
一个线程什么时候获得CPU时间,能够运行多久,是由OS线程调度器根据某种调度策略所定。这个是线程调度器。

类似得,
一个协程什么时候获得线程的时间,能够占用线程运行多久,就是Go调度器根据某种调度策略所定。这个是Go调度器。

说在后面

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到此这篇关于“Golang协程调度器”的文章就介绍到这了,更多文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持Go语言编程网!

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