当前位置： 面试刷题>> Go 语言的协程之间是怎么调度的？
在Go语言中，协程（goroutine）的调度是并发编程的核心机制之一，它提供了轻量级的线程管理能力，使得开发者能够编写出高效且易于维护的并发代码。Go的调度器（Scheduler）是这一机制的核心，它负责在多个goroutine之间高效地分配CPU时间，确保系统的整体性能和资源利用率。
### Go调度器的基础
Go的调度器是M:P:G模型的一个实现，其中：
- M（Machine）代表执行go代码的操作系统线程。
- P（Processor）代表处理器，它负责维护一组goroutine的队列，并分配M来执行这些goroutine。P的数量默认等于系统的CPU核心数，但Go运行时可以根据需要动态调整。
- G（Goroutine）是Go中的协程，比传统线程更轻量，成千上万的goroutine可以并发运行。
### 调度流程
1. **创建Goroutine**：每当通过`go`关键字启动一个新的goroutine时，该goroutine会被放入全局的goroutine队列或者某个P的局部队列中，等待调度执行。
2. **调度循环**：每个M都会执行一个调度循环，该循环不断从P的队列中获取goroutine并执行。如果P的队列为空，M会尝试从全局队列或者其他P的队列中“偷取”goroutine。
3. **系统调用**：当goroutine进行系统调用时，如果该调用可能阻塞较长时间（如I/O操作），M会释放当前持有的P，以便其他M可以继续执行其他goroutine。被释放的M可能会去执行新的系统调用或者休眠，等待新的goroutine被创建。
4. **抢占式调度**：从Go 1.14版本开始，Go引入了基于信号的抢占式调度，以应对长时间运行且未主动让出CPU的goroutine。调度器会在必要时发送信号给M，强制中断goroutine的执行，并重新进行调度。
### 示例代码与解释
虽然直接展示调度器的内部实现代码超出了本回答的范围（且Go的调度器是用Go和汇编语言编写的，相当复杂），但我们可以通过一个简单的goroutine示例来感受其调度机制：
```go
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
"time"
)
func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 5; i++ {
fmt.Printf("Goroutine %d: %d\n", id, i)
time.Sleep(time.Millisecond * 100) // 模拟耗时操作
}
}
func main() {
var wg sync.WaitGroup
numWorkers := 10
// 设置GOMAXPROCS以控制P的数量
runtime.GOMAXPROCS(4)
// 启动多个goroutine
for i := 0; i < numWorkers; i++ {
wg.Add(1)
go worker(i, &wg)
}
wg.Wait()
fmt.Println("All workers finished")
}
```
在这个例子中，我们创建了10个goroutine，每个goroutine都执行一个简单的循环并打印信息。通过`runtime.GOMAXPROCS(4)`，我们限制了P的数量为4，这意味着同时只有4个goroutine可以在M上执行，其余的会等待P变得可用或者M从其他P的队列中“偷取”任务。
### 结论
Go的调度器通过M:P:G模型实现了高效的并发执行，使得goroutine能够轻松地跨越多个核心进行调度。这种设计不仅提高了程序的执行效率，还简化了并发编程的复杂性，使得开发者能够专注于业务逻辑的实现，而不是底层的线程管理。通过上述示例和解释，我们可以更深入地理解Go语言协程的调度机制，并在实际开发中充分利用这一特性。在深入研究Go的并发编程时，推荐深入学习Go调度器的源码和文档，这将有助于更全面地掌握Go的并发编程能力。同时，也欢迎访问我的网站“码小课”，获取更多关于Go语言和其他编程技术的深入解析和实战教程。