Go 언어에 GMP 스케줄링 모델이 존재하는 이유에 대한 심층 분석-Golang-php.cn

Go 언어에 GMP 스케줄링 모델이 존재하는 이유에 대한 심층 분석

青灯夜游

풀어 주다： 2023-04-14 15:26:34

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1920명이 탐색했습니다.

Go에 GMP 일정 모델이 있는 이유는 무엇인가요? 다음 글에서는 Go 언어에 GMP 스케줄링 모델이 있는 이유를 소개하겠습니다. 이것이 여러분에게 도움이 되기를 바랍니다.

Go 언어에 GMP 스케줄링 모델이 존재하는 이유에 대한 심층 분석

GMP 스케줄링 모델은 Go의 핵심입니다. 이는 다중 스레드 동시 스케줄링 코루틴의 효율성 문제를 합리적으로 해결합니다.

GMP란 무엇인가

우선 각 GMP가 무엇을 가리키는지 이해해야 합니다.

G: 고루틴(Goroutine)의 약어는 스레드에서 실행되는 코루틴을 의미합니다.
M: Machine의 약어, 즉 thead, thread, 순환 스케줄링 코루틴 및 실행입니다.
P: 프로세서의 약어로, 로컬 대기열에 코루틴을 저장하고 잠자지 않는 사용 가능한 코루틴을 스레드에 제공하는 프로세서를 나타냅니다.

스레드 M은 각각 프로세서 P를 보유합니다. 코루틴을 얻으려는 경우 P에서 먼저 얻으므로 GMP 모델 다이어그램은 다음과 같습니다.

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일반적인 프로세스는 스레드 M이 P의 큐에서 코루틴을 얻는 것입니다. 코루틴을 얻을 수 없으면 잠금을 놓고 경쟁하게 됩니다. 전역 대기열에서 가져옵니다.

프로세서 P

코루틴 G와 스레드 M의 구조는 이전 글에서 설명했습니다. 프로세서 P에 대한 분석은 다음과 같습니다.

Function

프로세서 P는 코루틴 배치를 저장하므로 스레드 M은 전역 대기열의 코루틴을 놓고 다른 스레드와 경쟁할 필요 없이 잠금 없이 코루틴에서 코루틴을 얻을 수 있으므로 코루틴 예약의 효율성이 향상됩니다.

소스 코드 분석

p 구조 소스 코드는 srcruntimeruntime2.go에 있으며, 여기에 몇 가지 중요한 필드가 표시됩니다. srcruntimeruntime2.go中，这里展示部分重要字段。

type p struct {
   ...
   m           muintptr   // back-link to associated m (nil if idle)
   // Queue of runnable goroutines. Accessed without lock.
   runqhead uint32
   runqtail uint32
   runq     [256]guintptr
   runnext guintptr
   ...
}

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m为处理器p所属的线程
runq是一个储存协程的队列
runqhead，runqtail表示队列的头尾指针
runnext指向下一个可运行的协程

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线程M与处理器P是如何协作的？

在srcruntimeproc.go中，有一个schedule方法，这是线程运行的第一个函数。这函数中，线程需要获取到可运行的协程，代码如下：

func schedule() {    
    ...
    // 寻找一个可运行的协程
    gp, inheritTime, tryWakeP := findRunnable() 
    ...
}

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func findRunnable() (gp *g, inheritTime, tryWakeP bool) {
    // 从本地队列中获取协程
    if gp, inheritTime := runqget(pp); gp != nil {
       return gp, inheritTime, false
    }

    // 本地队列拿不到则从全局队列中获取协程
    if sched.runqsize != 0 {
       lock(&sched.lock)
       gp := globrunqget(pp, 0)
       unlock(&sched.lock)
       if gp != nil {
          return gp, false, false
       }
    }
}

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从本地队列中获取协程

func runqget(pp *p) (gp *g, inheritTime bool) {
   next := pp.runnext // 队列中下一个可运行的协程
   if next != 0 && pp.runnext.cas(next, 0) {
      return next.ptr(), true
   }
   ...
}

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那如果本地队列和全局队列中都没有协程了怎么办呢，难道就让线程这么闲着？

这时候处理器P就会任务窃取，从其他线程的本地队列中窃取一些任务，美其名曰分担其他线程的压力，还提高了自己线程的利用率。

源码在srcruntimeproc.gostealWork中，感兴趣可以看看。

新建的协程该分配到哪？

新建的协程该分配到本地还是全局队列呢，得分情况：

Go认为新协程的优先级高，于是先寻找本地队列放入，而且还插队。
本队队列满了才放入全局队列。

实际流程为：

随机寻找P
将新协程放入P的runnext中，意味着下一个就运行该协程，插队了
若P的协程满了，则放入全局队列

源码在srcruntimeproc.gonewproc

// Create a new g running fn.
// Put it on the queue of g&#39;s waiting to run.
// The compiler turns a go statement into a call to this.
func newproc(fn *funcval) {
   gp := getg()
   pc := getcallerpc()
   systemstack(func() {
      newg := newproc1(fn, gp, pc) // 创建新协程

      pp := getg().m.p.ptr()
      runqput(pp, newg, true) // 寻找本地队列放入

      if mainStarted {
         wakep()
      }
   })
}

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