简析goroutine调度原理

相较于操作系统线程，goroutine的资源占用和使用代价要小得多。可以创建成百上万甚至上千万个goroutine。Go运行时负责对goroutine进行调度惯例，即决定何时哪个goroutine获得资源执行，哪个goroutine停止执行让出资源，哪个goroutine被唤醒恢复执行等。

goroutine是Go语言并发的基础，也是最基本的执行单元。Go基于goroutine建立了GPM调度模型。

G：goroutine在go运行时中的抽象模型。代表goroutine，存储了goroutine的执行栈信息、goroutine状态及goroutine函数信息，G对象是可以重复使用的。

P：G和M之间的一个中间层。P的数量决定了系统内最大可并行的G数量（P数量 < CPU核数）

M: 对操作系统线程（被视为”物理CPU“）的一种抽象，代表这真正的计算资源

G想要运行起来，首先需要分配一个P，即进入P的本地运行队列中（local runq），P又和M绑定，P和M绑定后P的本地队列中的G才能运行起来。P和M的关系类似Linux操作系统调度层面用户线程与内核线程的对应关系：多对多。

Go调度器实现了抢占式调度，调度到死循环后不会一直执行下去，即G不会一直占用分配给它的P和M，位于P的本地队列中的其他G可以得到调度。

import (
	"fmt"
	"time"
)

func endlessLoop1() {
	for {
		time.Sleep(1 * time.Second)
		fmt.Println("I am endlessLoop1")
	}
}

func endlessLoop2() {
	for {
		time.Sleep(1 * time.Second)
		fmt.Println("I am endlessLoop2")
	}
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)  // 设置P的数量，此处为1，即多个goroutine都加入一个P的本地队列中等待被调度
	go endlessLoop1()
	go endlessLoop2()

	for {
		time.Sleep(1 * time.Second)
		fmt.Println("I can be arrived!")
	}
}

上边代码中启动了三个goroutine：一个main goroutine，其中for循环为死循环。两个endlessLoop goroutine，endlessLoop也是一个死循环。下面运行程序

go run go-preempt-scheduler.go
I can be arrived!
I am endlessLoop1
I am endlessLoop2
I can be arrived!
I am endlessLoop1
...

从运行结果可以看到，三个在一个P的队列中的死循环goroutine都得到了调度。