Golang调度器
简介
Golang允许你并发的运行你的程序, 这是由Golang调度器和操作系统调度器协力完成的。
OS调度器
操作系统是一个非常复杂的软件，可以在多个CPU上正确的运行，正确处理包括CPU caches和NUMA 等各种情况。
操作系统把一个执行单元称为线程，这也是操作系统调度的基本单位。每一个程序运行起来之后都称为一个进程，每个进程都有一个初始线程，并且可以创建更多的线程。线程可以同时运行在不同的CPU核心上。
指令执行
CPU通过 PC 的值来跟踪下一条需要执行的指令的地址。
线程状态
一个线程可能有如下的几种状态:
- Waiting: 等待，比如等待网络，在执行系统调用
- Runnable: 可运行，表示线程可以被调度到CPU上执行
- Executing: 运行中
负载类型
- CPU消耗型: 线程主要使用CPU
- IO消耗型: 线程主要在等待IO
上下文切换
OS的调度器是主动抢占式的，可能在任意时间将任意线程调度到任意CPU上运行，这时就会发生上下文切换。一次上下文切换需要上千条指令，这对CPU类型的线程是不利的。
Less Is More
OS调度器一般在一个固定的调度时间片中进行调度，并且有复杂的调度决策。当有很多线程等待调度时会增加调度耗时。
平衡
需要在系统的CPU核心数和线程数之间取得一个平衡。
Cache Lines
在多核系统中，每个核心都可能有自己的
来避免访问主存(内存)时的消耗(一般100-300个时钟周期)。Cache和主存的内存交换以一个Cache Line(64字节)为单位，这表示这些数据使用的是值语义。
当有多个CPU访问到相同的Cache Lines，可能造成
问题。这时会导致CPU去主存从新同步数据，这称为缓存一致性问题。
Go 调度器
- P: 一个可以被执行的上下文
- M: 一个线程，仍然被OS调度
- G: 一个 goroutine
P的数量可能等于CPU的核心数，一个P必须被交给一个M才能执行；一个G既是一个用户态线程，必须被一个P拥有才能被执行。
协作式调度
Go调度器和OS调度器不同，它不是抢占式的。但是Golang设计了一些机制来抢占Goroutine的运行，使它表现得和抢占式调度相似。
上下文切换
在以下4种情况下可能发生调度:
- 使用 go 启动协程
- 垃圾收集
- 系统调用
- 同步和编排: 包括 atomic, mutex 或者 channel 操作