android 线程调度框架 线程调度模型

GMP 线程调度模型是 Go 协程调度的 CSP 并发模型实现，是对两级线程模型进行了一定程度的改进，使它能够更加灵活地进行线程之间的调度。

Golang 内部有三个对象，goroutine，machine，processor。

研究这块最好结合源码。

GMP 调度模型

G=Goroutine 协程，P=Processor 处理器， M=Thread 线程

• 全局队列（Global Queue）：存放等待运行的 G。
• P 的本地队列：同全局队列类似，存放的也是等待运行的 G，存的数量有限，不超过 256 个。新建 G’时，G’优先加入到 P 的本地队列，如果队列满了，则会把本地队列中一半的 G 移动到全局队列。
• P：所有的 P 都在程序启动时创建，并保存在数组中，最多有 GOMAXPROCS(可配置) 个。
• M：线程想运行任务就得获取 P，从 P 的本地队列获取 G，P 队列为空时，M 也会尝试从全局队列拿一批 G 放到 P 的本地队列，或从其他 P 的本地队列偷一半放到自己 P 的本地队列。M 运行 G，G 执行之后，M 会从 P 获取下一个 G，不断重复下去。

说明：

• G，Goroutine，协程，轻量级的用户线程，是对 Go 语言中代码片段的封装；
• M，Machine，物理线程（工作线程），对内核级线程的封装，一个 Machine 对应一个内核线程，当前操作系统分配到当前 Go 程序的线程数，由于 Go 语言本身的限制，Go 程序启动时会设置 M 的最大数量默认为10000，但是内核很难支持这么多的线程数，所以这个限制可以忽略。可以通过 runtime/debug 中的 SetMaxThreads 函数来设置 M 的最大数量；
• P，Processor，处理器（上下文），G和M的调度对象，用来调度G和M之间的关联关系，程序启动时创建，其数量可通过 GOMAXPROCS() 来设置，默认为 CPU 核心数，这意味着在程序执行的任意时刻都只有 GOMAXPROCS 个 goroutine 在同时运行。

Goroutine 调度器和 OS 调度器是通过 M 结合起来的，每个 M 都会与 1 个内核线程绑定，OS 调度器负责把内核线程分配到 CPU 的核上执行。在运行时一个 M 同时只能绑定1个 P，M 和 P 是一对一绑定的，M 和P 的组合共同构成了 G 的有效运行环境。但 M 和 P 会适时的组合和断开，以保证待执行 G 队列能够得到及时执行。而 P 和 G 的关系是一对多的，多个可执行 G 将会顺序排成一个队列挂在某个 P 上面。在运行过程中，M 和内核线程之间的对应关系不会变，在 M 的生命周期内，它只会和一个内核线程绑定，而 M 和 P 以及 P 和 G 之间的关系都是动态可变的。

M 与 P 的数量没有绝对关系，一个 M 阻塞，P 就会去创建或者切换另一个 M，所以，即使 P 的默认数量是1，也有可能会创建很多个 M 出来。但由于 P 的存在，G 和 M 可以呈现出多对多的关系。当一个正在与某个 M 对接并运行着的 G，需要因某个事件（比如等待 I/O 或锁的解除）而暂停运行的时候，调度器总会及时地发现，并把这个 G 与那个 M 分离开，以释放计算资源供那些等待运行的 G 使用。 

P和M何时会被创建

• P何时创建：在确定了 P 的最大数量 n 后，运行时系统会根据这个数量创建 n 个 P。
• M何时创建：没有足够的 M 来关联 P 并运行其中的可运行的 G。比如所有的 M 此时都阻塞住了，而 P 中还有很多就绪任务，就会去寻找空闲的 M，而没有空闲的，就会去创建新的 M。

 go func() 调度流程

1. 我们通过 go func () 来创建一个 goroutine；
2. 有两个存储 G 的队列，一个是局部调度器 P 的本地队列、一个是全局 G 队列。新创建的 G 会先保存在 P 的本地队列中，如果 P 的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中；
   3. G 只能运行在 M 中，一个 M 必须持有一个 P，M 与 P 是 1：1 的关系。M 会从 P 的本地队列弹出一个可执行状态的 G 来执行，如果 P 的本地队列为空，就会想其他的 MP 组合偷取一个可执行的 G 来执行；
   4. 一个 M 调度 G 执行的过程是一个循环机制；
3. 当 M 执行某一个 G 时候如果发生了 syscall 或则其余阻塞操作，M 会阻塞，如果当前有一些 G 在执行，runtime 会把这个线程 M 从 P 中摘除 (detach)，然后再创建一个新的操作系统的线程 (如果有空闲的线程可用就复用空闲线程) 来服务于这个 P；
4. 当 M 系统调用结束时候，这个 G 会尝试获取一个空闲的 P 执行，并放入到这个 P 的本地队列。如果获取不到 P，那么这个线程 M 变成休眠状态， 加入到空闲线程中，然后这个 G 会被放入全局队列中。

调度器的生命周期

 

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