Golang協程調度的資料結構

這是一個建立於 的文章，其中的資訊可能已經有所發展或是發生改變。

Golang中實現協程調度演算法的主要有以下三個資料結構，正是這三個結構加上一些演算法構成了Golang的協程調度演算法，當然，這些資料結構也是在不斷進化的，保不準未來又會加入其他結構來提升調度器效能。

協程調度主要資料結構

其中：

M: 代表作業系統線程，也就是我們經常理解的線程，是真正參與OS調度的單元，每個goroutine只有依附於某個M方可真正地執行；
G: 代表協程，也就是我們經常使用的Goroutine；
P: 協程調度器的基本調度單元，G的容身之所，串連G和M的橋樑。

理解調度器的關鍵是理解P的作用：它是實現M:N調度的關鍵結構。在Golang1.1版本中被引入，解決了1.0中的全域調度隊列帶來的可擴充性問題。

三個資料結構之間的關係如下：

• 每個G都必須依附於某個P；
• 每個M想啟動並執行時候，必須先擷取一個P，再執行P中的G；
• 每個P維護可運行G隊列，避免了全域G隊列帶來的鎖競爭問題，提高了調度器的可擴充性；
• 如果一個M在執行G的時候進入了syscall，那麼該M就被佔據了，與其關聯的P此時就游離出來，可被同樣處於idle狀態的M擷取到，進而P內的G得到繼續執行的機會；
• go中可通過GOMAXPROCS()來設定P的數量，一般建議設定成系統核心數即可，P的數量也代表了當前活躍的M數(因進入syscall而block的M不計算在內)。

struct G {    ......    m *m}struct  M {    ......    G*  curg;   // current running goroutine     P*  p;      // attached P for executing Go code (nil if not executing Go code)     ......}struct P {    ......    M*  m;  // back-link to associated M (nil if idle)     ......    // Queue of runnable goroutines.     uint32  runqhead;    uint32  runqtail;    G*  runq[256];    // Available G's (status == Gdead)     G*  gfree;    ......};

閱讀上面的資料結構可發現他們三者之間的關係是這樣的：

• g：有一個指標指向執行它的m，也即g隸屬於m；
• m：儲存了當前正在執行的g，同時還指向p，也即m隸屬於p；
• p: 儲存了當前正執行p內g的m，同時還有屬於它的g的鏈表