GMP 模型

1.前言

1.1 线程模型

• 内核级线程（Kernel Level Thread）模型
• 用户级线程（User Level Thread）模型
• 两级线程模型（混合型线程模型）

1.2 ULT vs KLT

1.3 内核级线程模型

内核级线程模型中用户线程与内核线程是一对一关系（1 : 1）。线程的创建、销毁、切换工作都是有内核完成的。应用程序不参与线程的管理工作，只能调用内核级线程编程接口(应用程序创建一个新线程或撤销一个已有线程时，都会进行一个系统调用）。每个用户线程都会被绑定到一个内核线程。用户线程在其生命期内都会绑定到该内核线程。一旦用户线程终止，两个线程都将离开系统。

1.4 用户级线程模型

用户线程模型中的用户线程与内核线程KSE是多对一关系（N : 1）。线程的创建、销毁以及线程之间的协调、同步等工作都是在用户态完成，具体来说就是由应用程序的线程库来完成。内核对这些是无感知的，内核此时的调度都是基于进程的。线程的并发处理从宏观来看，任意时刻每个进程只能够有一个线程在运行，且只有一个处理器内核会被分配给该进程。

1.5 两级线程模型

两级线程模型中用户线程与内核线程是一对一关系（N : M）。两级线程模型充分吸收上面两种模型的优点，尽量规避缺点。其线程创建在用户空间中完成，线程的调度和同步也在应用程序中进行。一个应用程序中的多个用户级线程被绑定到一些（小于或等于用户级线程的数目）内核级线程上。

1.6 Golang 线程模型

Golang在底层实现了混合型线程模型。M 即系统线程，由系统调用产生，一个M关联一个 KSE，即两级线程模型中的系统线程。G 为 Groutine，即两级线程模型的的应用及线程。M 与 G 的关系是 N:M。

2.GMP

G（Goroutine）：代表 Go 协程 Goroutine，存储了 Goroutine 的执行栈信息、Goroutine 状态以及 Goroutine 的任务函数等。G 的数量无限制，理论上只受内存影响，创建了一个 G 的初始栈大小为 2~4K，配置一般的机器也能简单开启数十万个 Goroutine，而且 Go 语言在 G 退出的时候还会把 G 清理之后放到 P 本地或者全局的闲置列表 gFree 中以便复用。

M（Machine）：Go 对操作系统线程（OS thread）的封装，可以看作操作系统内核线程，想要在 CPU 上执行代码必须有线程，通过系统调用 clone 创建。M 在绑定有效的 P 后，进入一个调度循环，而调度循环的机制大致是从 P 的本地运行队列以及全局队列中获取 G，切换到 G 的执行栈上并执行 G 的函数，调用 goexit 做清理工作并回到 M，如此反复。M 并不保留 G 状态，这是 G 可以跨 M 调度的基础。M 的数量有限制，默认数量限制是 10000，可以通过 debug.SetMaxThreads() 方法进行设置，如果有 M 空闲，那么就会回收或者睡眠。

P（Processor）：虚拟处理器，M 执行 G 所需的资源和上下文，只有将 P 和 M 绑定，才能让 P 的 runq 中的 G 真正运行起来。P 的数量决定了系统内最大可并行的 G 的数量，P 的数量受本机的 CPU 核数影响，可通过环境变量 $GOMAXPROCS 或 runtime.GOMAXPROCS() 来设置，默认为 CPU 核心数。

Sched：调度器结构，维护有存储 M 和 G 的全局队列，以及调度器的一些状态信息。

调度类型

https://go.cyub.vip/gmp/gmp-model/