Golang中的Goroutine调度策略

server/2024/12/24 21:52:29/

Golang中的Goroutine调度策略是其并发编程模型的核心之一,它使得Go语言能够有效地利用硬件资源,处理大量的并发任务。以下是对Golang中Goroutine调度策略的详细叙述:

一、调度器模型

Golang的调度器采用M:N调度模型,其中M代表用户级别的线程(也就是Goroutine),而N代表内核级别的线程。这种模型允许在少量的OS线程上运行大量的Goroutine,从而提高了系统的并发性能。

二、调度器组件

Golang的调度器主要由以下几个组件构成:

  1. 全局队列(Global Queue):此队列中包含了所有刚创建的Goroutine。这些Goroutine等待被调度器分配到具体的OS线程上执行。
  2. 本地队列(Local Queue):每个P(Processor,处理器)都有一个本地队列。P会优先从本地队列中取出Goroutine来执行。这种设计减少了线程之间的上下文切换开销,提高了执行效率。
  3. 网络轮询器(Netpoller):此组件包含了所有在等待网络事件(如IO操作)的Goroutine。当网络事件就绪时,对应的Goroutine会被放入到全局队列中,等待被P取出执行。

三、调度策略

Golang的Goroutine调度策略主要包括以下几个方面:

  1. 工作窃取(Work Stealing):当一个P的本地队列中没有Goroutine可执行时,它会尝试从全局队列或其他P的本地队列中窃取Goroutine来执行。这种策略实现了线程之间的负载均衡,避免了某些线程空闲而其他线程过载的情况。
  2. 抢占式调度:为了防止一个Goroutine长时间占用P而导致其他Goroutine无法执行,Go的调度器采用了抢占式调度策略。在Go 1.14之前,调度器只在函数调用时才会进行抢占;从Go 1.14开始,引入了异步抢占机制,即允许在任何安全点进行抢占。这种策略能够合理分配CPU资源,提高了系统的并发性能。
  3. 协作式调度:除了抢占式调度外,Golang的调度器还支持协作式调度。在协作式调度中,Goroutine会在适当的时机主动让出CPU的执行权,以便其他Goroutine能够执行。这可以通过调用runtime.Gosched()函数来实现。虽然协作式调度不如抢占式调度强制,但在某些情况下,它可以提高程序的性能和稳定性。

四、调度过程

Golang的Goroutine调度过程大致如下:

  1. 当一个新的Goroutine被创建时,它会被放入全局队列中等待调度。
  2. 调度器会不断地从全局队列或P的本地队列中取出Goroutine来执行。
  3. 如果一个P的本地队列为空,它会尝试从全局队列或其他P的本地队列中窃取Goroutine。
  4. 在执行过程中,如果Goroutine遇到阻塞操作(如网络IO、系统调用等),它会被暂停执行,并将处理器分配给其他可运行的Goroutine。
  5. 一旦阻塞的Goroutine恢复可运行状态,它会被重新放入全局队列或P的本地队列中等待执行。

五、性能优化建议

在编写并发程序时,合理的调度策略和性能优化是提高程序效率的关键。以下是一些常用的性能优化建议:

  1. 减少Goroutine的创建数量:过多地创建Goroutine会导致内存开销和调度压力增加。因此,在编写代码时应该尽量减少Goroutine的创建数量,合理利用已有的Goroutine。
  2. 控制Goroutine的生命周期:在程序设计中,可以通过控制Goroutine的生命周期来减少调度器的压力。例如,可以使用sync.WaitGroup来等待所有Goroutine完成任务,或者使用context.Context来取消Goroutine的执行。
  3. 合理利用并发原语:Golang提供了一些并发原语(如锁、条件变量和通道等),用于协调Goroutine之间的通信和同步。合理使用这些并发原语可以提高程序的并发性能和稳定性。

综上所述,Golang中的Goroutine调度策略是一个复杂而高效的系统,它通过M:N调度模型、工作窃取策略、抢占式调度和协作式调度等多种机制实现了高效的并发编程。在编写并发程序时,我们应该充分理解和利用这些调度策略,以提高程序的性能和稳定性。


http://www.ppmy.cn/server/152875.html

相关文章

密码生成器:随机密码在线生成,保障您的数字安全

问:什么是密码生成器? 答:密码生成器是一种工具或软件,专门用于创建复杂且随机的密码。这些密码通常包含大小写字母、数字、特殊字符等多种元素,旨在提高账户的安全性,防止密码被破解或猜测。 问&#xf…

验证码机制

偶然间看到了验证码机制,顺便总结一下: 首先,验证码是从后端生成的,随机生成; 【后端永远认为前端有可能会被伪造】 1.后端调用相关的绘图第三方类库,或是(平台PHP、.NET、java)系…

C语言:字符函数和字符串函数

一、字符分类函数 C语言中有一系列的函数是专门做字符分类的,也就是一个字符是属于什么类型的字符的。 这些函数的使用都需要包含一个头文件是ctype.h 。 这些函数的使用方法非常类似,我们就讲解⼀个函数的事情,其他的非常类似: …

蓝桥杯嵌入式备赛教程(1、led,2、lcd,3、key)

一、工程模版创建流程 第一步 创建新项目 第二步 选择型号和管脚封装 第三步 RCC使能 外部时钟,高速外部时钟 第四步晶振时钟配置 由数据手册7.1可知外部晶振频率为24MHz 最后一项设置为80 按下回车他会自动配置时钟 第五步,如果不勾选可能程序只会…

Ai编程从零开始全栈开发一个后台管理系统之用户登录、权限控制、用户管理-前端部分(十二)

云风网 云风笔记 云风知识库 一、创建前端部分 1、vite初始化项目 npm create vitelatest admin-frontend – --template vue-ts 2、安装必要的依赖 npm install vue-router pinia axios element-plus element-plus/icons-vue安装完成后package.json如下: {&qu…

每日一题(4)

有一只蜗牛位于二维坐标系的原点(0,0),在x轴上有n根平行于y轴的竹竿,它们底部的纵坐标为0,横坐标分别为x_1,x_2,\cdots,x_n。蜗牛想要从原点走到第n根竹竿的底部(x_n,0)。蜗牛在x轴上的移动速度是1单位每秒,在竹竿上向上爬的速度是…

leetcode----mysql

1251. 平均售价 - 力扣(LeetCode) 表:Prices ------------------------ | Column Name | Type | ------------------------ | product_id | int | | start_date | date | | end_date | date | | price |…

LightGBM分类算法在医疗数据挖掘中的深度探索与应用创新(上)

一、引言 1.1 医疗数据挖掘的重要性与挑战 在当今数字化医疗时代,医疗数据呈爆炸式增长,这些数据蕴含着丰富的信息,对医疗决策具有极为重要的意义。通过对医疗数据的深入挖掘,可以发现潜在的疾病模式、治疗效果关联以及患者的健康风险因素,从而为精准医疗、个性化治疗方…