Go语言的GPM调度模型深入剖析

后端

2023-02-11 14:54:42

深入剖析 Go 语言的 GPM 调度模型

在当今软件开发领域，并发编程已成为不可或缺的一部分。作为一门现代编程语言，Go 语言提供了强大的并发编程支持，而 GPM 调度模型正是其基石。本文将深入探究 GPM 调度模型，带你领略 Go 语言并发编程的精髓。

Goroutine：Go 并发编程的核心

Goroutine 是 Go 语言中轻量级的并发执行单元，它与其他语言中的线程类似，但却更轻盈。Goroutine 运行在用户空间，无需内核参与，因此开销极小，数量可达数千甚至数万个。

GPM 调度模型：Goroutine、进程和机器

GPM 调度模型由 Goroutine、进程和机器三要素组成：

Goroutine： 如上所述，它是轻量级的并发执行单元。
进程： 一个运行的 Go 程序即是一个进程，每个进程包含多个 Goroutine。
机器： 物理机器或虚拟机，包含多个处理器。

Goroutine 调度策略

Goroutine 调度策略是 GPM 调度模型的核心。在 Go 语言中，调度策略由操作系统内核决定，而非 Go 语言运行时。

在 Linux 系统中，每个进程都绑定在一个处理器上，而 Goroutine 则在进程中运行。当 Goroutine 需要被调度时，操作系统内核会选择一个处理器，并将 Goroutine 分配给该处理器执行。

Goroutine 的优点与缺点

优点：

轻量级： Goroutine 开销小，数量可达数万个。
高效： Goroutine 运行在用户空间，执行效率高。
并发性： Goroutine 可同时执行，提升程序并发性。

缺点：

调度策略不透明： Goroutine 调度策略由操作系统内核决定，开发者无法控制其执行顺序。
共享内存： Goroutine 共享进程的内存空间，可能导致数据竞争。

代码示例

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func(i int) {
            fmt.Printf("Goroutine %d is running on processor %d\n", i, runtime.GOMAXPROCS(-1))
        }(i)
    }
    runtime.Gosched() // 允许其他 Goroutine 执行
}