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Go 语言的并发模型是如何进行调度的?

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472 2024-03-26

Go 语言自从发布以来,一直以其高效、易用、支持并发等特性吸引了越来越多的开发者。在这些特性中,Go 语言中的并发模型无疑是最为引人注目的之一。并发模型可以充分利用计算机的多核心CPU,使得程序能够更快地执行任务,提高效率。而要实现高效的并发模型,调度算法必不可少。本文将介绍一下 Go 语言中的并发模型的调度算法是怎样的,以及其背后的原理。

并发模型

Go 语言中的并发模型主要是基于goroutine和channel实现的。 Goroutine是轻量级的线程,可以更方便地实现并发编程。 Channel则是一种通信机制,可以用于在不同goroutine之间进行通信。通过这两个组件的组合,可以实现高效的并发编程。

在 Go 语言中,当一个goroutine遇到了IO操作、休眠、或者自愿让出CPU等情况时,会自动让出当前线程的执行权,进入一个阻塞状态。同时,Go语言的调度器会寻找其他可以运行的goroutine,来充分利用计算机的处理资源。

调度算法

Go 语言中的调度器采用了抢占式调度算法,这种算法可以在不同goroutine之间快速切换,充分利用计算机的多核处理器的处理能力。下面将介绍 Go 语言中常见的调度算法。

  1. G-P-M模型

在Go语言中,调度器采用了G-P-M模型,G代表goroutine,P代表processor处理器,M代表machine机器。这种模型可以充分利用多核处理器的处理能力,实现并行计算。

Goroutine是Go语言中的线程模型,调度器通过Goroutine实现并发和并行。通过goroutine,可以分配多个处理器执行不同的任务。同时,goroutine还可以自动绑定到P上,以充分利用处理器资源。

在Go语言中,P是处理器的虚拟映像,可以理解为CPU核心数。一个操作系统线程可以绑定处理器P,同时一组goroutine可以与一个P绑定在一起,方便运用多核心CPU的情况下,实现并行计算。

M则表示运行Go语言程序所需的操作系统的线程。Go语言的调度器将多个goroutine调度到操作系统线程上以实现并发和并行。

  1. 任务抢占

Go语言中的多线程调度采用抢占式策略。这种策略可以在多个goroutine之间实现快速的上下文切换,以快速切换不同的线程当然,也可以实现任务的抢占和分时调度。这意味着操作系统可以在goroutine运行的任何时候插入调度,以保证相同代码的最终执行结果。

  1. 多任务调度

Go语言中还提供了多任务调度器。调度器可以同时将多个goroutine分配给处理器P,实现并行运算。通过调度器,可以运行多个goroutine,实现高效的并发处理。

  1. 延迟调度

Go语言中的调度器还提供了延迟调度的机制。当一个goroutine遇到IO操作等时,它就会主动让出CPU,让调度器去调度其他可以运行的goroutine。当IO操作完成后,goroutine才会继续运行。这种机制可以充分利用CPU的处理能力,提高并发性能。

总结

Go语言作为一门并发性能优异的编程语言,其并发模型的调度算法是其高性能的基础。采用抢占式调度和多任务机制,可以让不同的goroutine充分利用CPU的处理能力。同时,延迟调度机制可以让执行效率更高。因此,作为Go语言开发者,了解并掌握Go语言中的并发模型和调度算法,对于设计高并发、高性能的应用程序是非常重要的。