Golang関数のコルーチンスケジューリングモデルの詳細な分析

Golang (別名 Go 言語) は、C 言語をベースにしたプログラミング言語で、近年注目を集め、開発者に広く使用されています。 Golang の設計目標は、コードの可読性、保守性、同時実行性、パフォーマンスを向上させることです。中でも、Golang の同時実行性は最大のハイライトの 1 つであり、Goroutine コンピューティング モデルを使用しています。この記事では、Golang のコルーチン スケジューリング モデルを詳細に分析します。

1. Goroutine の概要

Golang 言語では、コルーチンは同じアドレス空間で実行され、同じプロセスで共有できる軽量のスレッドです。 Golang のコルーチンは Goroutine と呼ばれ、Go 言語の実行環境によって管理され、非常に短時間に大量のコルーチンを作成し、コルーチンの実行を自動的にスケジュールすることができます。

2. Goroutine の作成と破棄

Golang 言語では、go キーワードを使用して新しいコルーチンを作成し、関数の実行を開始できます。この例では、匿名関数 (

func(){}

) の実行が go キーワードによって開始され、この関数の実行は新しいコルーチンで実行されます。 Golang では、コルーチンの数はランタイム環境によって管理されます。つまり、コルーチンを手動で作成または破棄する必要はありません。コルーチンの実行が完了すると、ランタイム環境はコルーチンを自動的に破棄します。 3. Goroutine のスケジューリング モデル

Golang のコルーチンは M:N スケジューリング モデルを採用しています。ここで、M はオペレーティング システムの物理スレッドを表し、N はゴルーチンの数を表します。 M:N モデルの M スレッドは、スケジューラを通じて N 個のゴルーチンの実行を調整します。 Golang のランタイム環境は、システムの実際の状況に基づいて十分な M スレッドを作成し、複数のコルーチンを異なるプロセッサ上で同時に実行できるようにします。これは、Golang のコルーチンが、異なるタイム スライス間隔で交互に実行されるのではなく、真の同時実行性を実現できることを意味します。

Golang のスケジューラには、システム スケジューラ、ユーザー レベル スケジューラ、ネットワーク スケジューラの 3 つのタイプがあります。システム スケジューラは Golang ランタイム環境の一部であり、M 個のスレッドにコルーチンを割り当て、システム レベルのスケジューリングを管理します。ユーザーレベルのスケジューラはユーザー コードのコンテキストで実行され、一定期間内にさまざまな Goroutine を順番に実行する役割を果たします。ネットワーク スケジューラは I/O 操作の処理に使用され、他のコルーチンの実行における I/O 処理に影響を与えないように、I/O 操作を専用の M スレッドに転送します。

Goroutine スケジューリング モデルでは、ユーザー コードの実行時に Golang がプリエンプティブ スケジューリングを実行します。これは、Golang のスケジューラがある時点で実行中の Goroutine を強制的に停止し、実行を待っている別の Goroutine を実行できるようにすることを意味します。このスケジューリング モードにより、公平性が確保され、特定のコルーチンが常に CPU リソースを占有するのを防ぐことができます。

4. Goroutine のブロックとウェイクアップ

Golang では、コルーチンは chan (チャネル) を通じて通信できます。 chan は、異なるコルーチン間で通信できるデータ構造です。別のコルーチンが chan にメッセージを送信する (

<-

記号で実装) か、メッセージを受信する (## 形式で) まで、コルーチンをブロックできます。 #chanName := <-chan)。コルーチンが chan でブロックされると、Golang のスケジューラはコルーチンの実行を停止し、ウェイク可能なキューに転送します。コルーチン受信側 chan がメッセージを受信して​​実行を継続すると、Golang のスケジューラはウェイクアブル キューを走査してコルーチンを取得し、実行キューに復元します。 5. 概要

Golang のコルーチンはその最大のハイライトの 1 つであり、M:N スケジューリング モデルを採用しており、実際の同時実行シナリオで非常に優れたパフォーマンスを達成できます。同時に、コルーチンを使用する場合は、コルーチン間の通信方法やウェイクアップをブロックする仕組みにも注意する必要があります。コルーチンを使用する場合、デッドロックやスタベーションなどの問題を回避する必要があります。したがって、Golang コルーチンを使用する場合は、コードの安定性とパフォーマンスを確保するために、その背後にあるスケジューリング メカニズムを完全に理解する必要があります。

以上がGolang関数のコルーチンスケジューリングモデルの詳細な分析の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。