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Golang的goroutine调度原理是什么 剖析GMP模型的工作机制

P粉602998670

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发布时间:2025-07-06 11:02:01

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来源于php中文网

原创

gmp 模型是 go 调度器的核心机制,由 g(goroutine)、m(操作系统线程)、p(逻辑处理器)组成。1. g 代表 goroutine,是并发执行的基本单元;2. m 是真正执行代码的操作系统线程;3. p 是逻辑处理器,负责管理和调度 g,并协调其在 m 上的运行。工作流程包括:新建 g 后加入当前 p 的本地队列,m 从绑定的 p 队列中取出 g 执行,当 g 被阻塞时,m 释放 p 并由其他 m 接管。go 程序默认创建与 cpu 核心数相等的 p,每个 p 拥有本地队列并配合全局队列进行负载均衡。理解 gmp 有助于优化并发性能、排查调度问题,并避免主 goroutine 提前退出、goroutine 泄漏和系统调用影响等问题。

Golang的goroutine调度原理是什么 剖析GMP模型的工作机制

Goroutine 是 Go 语言并发编程的核心机制之一,而它的高效调度依赖于 GMP 模型。理解 GMP 的工作机制,有助于写出更高效的并发程序,也能帮助排查一些性能问题。

Golang的goroutine调度原理是什么 剖析GMP模型的工作机制

什么是 GMP 模型?

GMP 是 Go 调度器的三个核心组件缩写:

Golang的goroutine调度原理是什么 剖析GMP模型的工作机制
  • G(Goroutine):代表一个 goroutine,也就是我们写的 go 函数。
  • M(Machine):代表操作系统线程,是真正执行代码的实体。
  • P(Processor):逻辑处理器,负责管理一组 goroutine,并协调它们在线程上的运行。

简单来说,P 负责管理和调度 G,M 负责实际执行 G,而 P 和 M 需要绑定才能运行 goroutine。

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GMP 是如何工作的?

Go 程序启动时会创建一定数量的 P(默认数量等于 CPU 核心数),每个 P 都有一个本地队列,用来存放待运行的 G。同时,还有一个全局队列用于存储未分配给任何 P 的 G。

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Golang的goroutine调度原理是什么 剖析GMP模型的工作机制

当一个新的 goroutine 被创建后,它会被优先放到当前运行的 P 的本地队列中。如果本地队列满了,就会被放入全局队列或者其它 P 的队列里(负载均衡)。

M 会从绑定的 P 中取出 G 来运行。当某个 G 被阻塞(比如等待 IO 或锁)时,M 会释放 P,然后另一个空闲的 M 可以接管这个 P 继续执行其他 G。


Goroutine 被调度的过程

  1. 新建 G:go func() 触发创建一个新的 G。
  2. 加入队列:G 被加入到当前 P 的本地队列。
  3. M 获取 G:绑定该 P 的 M 不断循环从队列中获取 G 执行。
  4. 抢占与切换:如果 G 运行时间太长,会被调度器“打断”,让出 CPU 给其他 G。
  5. 阻塞处理:如果 G 发生系统调用或锁等待,M 可能会解绑 P,让其他 M 接管 P 继续工作。
  6. 唤醒恢复:阻塞结束后,G 会被重新放回某个 P 的队列继续执行。

整个过程对开发者是透明的,但理解这些有助于优化并发性能和减少调度开销。


常见调度问题与建议

  • 避免长时间阻塞主 goroutine:main 函数退出会导致所有 goroutine 被强制结束,即使它们还在运行。
  • 合理使用 runtime.GOMAXPROCS:虽然默认已经根据 CPU 数量设置 P 的数量,但在某些场景下手动调整可以提升性能。
  • 注意系统调用的影响:频繁的系统调用可能导致 M 被阻塞,进而影响整体调度效率。可以考虑用 netpoller 或者异步方式优化。
  • goroutine 泄漏:忘记关闭 channel 或者死循环可能造成 goroutine 一直不退出,占用资源。

基本上就这些。GMP 模型的设计让 Go 的并发非常轻量且高效,虽然细节复杂,但大多数时候你不需要深入去改它。只要在编写并发程序时多留意调度行为,就能写出性能不错的代码。

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