【譯文】原文地址
本文是基于Go 1.13版本
創(chuàng)建一個(gè)操作系統(tǒng)線程或從一個(gè)線程切換到另一個(gè)線程，對程序來說在內(nèi)存和性能方面是代價(jià)很大的。Go為了充分利用cpu核的優(yōu)勢，在一開始就考慮了并發(fā)性。

M, P, G組合

為了解決性能問題，Go有自己的調(diào)度器來分配goroutine到線程上去。該調(diào)度器定義了三個(gè)主要概念，就如代碼中所表示的：
G-指的是goroutine
M-工作線程，或者機(jī)器
P-處理器，執(zhí)行代碼需要的資源。M必須有相應(yīng)的P才能運(yùn)行代碼。
如下是M, P, G模型圖：

M, P, G模型圖

每個(gè)goroutine（G）運(yùn)行在一個(gè)OS線程上，這個(gè)線程會(huì)被分配到一個(gè)邏輯CPU（P）。通過一個(gè)例子來看下Go如何管理它們的：

package main

import "sync"

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    go func() {
        println(`hello`)
        wg.Done()
    }()
    go func() {
        println(`world`)
        wg.Done()
    }()
    wg.Wait()
}

Go首先將根據(jù)機(jī)器的邏輯cpu個(gè)數(shù)來創(chuàng)建不同的P，并存放在一個(gè)空閑的P列表中：

P初始化

然后，新的一個(gè)goroutine或多個(gè)goroutine將喚醒P來更好的分配工作。這個(gè)P將創(chuàng)建一個(gè)與操作系統(tǒng)線程相關(guān)的M:

OS Thread的創(chuàng)建

M, P空閑隊(duì)列

在程序的啟動(dòng)過程中，Go已經(jīng)創(chuàng)建了一些OS線程和相關(guān)的M。在以上例子中，第一個(gè)輸出hello的goroutine將使用main goroutine，而第二個(gè)goroutine將從空閑列表中獲取一個(gè)M和P:

從空閑列表獲取M和P

系統(tǒng)調(diào)用

Go優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)用的方法是通過在運(yùn)行時(shí)對其進(jìn)行包裝，無論系統(tǒng)調(diào)用是否阻塞。這個(gè)包裝器將自動(dòng)將P和線程M分離，并允許其他線程在其上運(yùn)行。讓我們舉一個(gè)讀取文件的例子：

package main

import (
    "os"
)

func main() {
    buf := make([]byte, 0, 2)

    fd, _ := os.Open("main.go")
    fd.Read(buf)
    fd.Close()

    println(string(buf)) // 42
}

下面是文件打開的工作流程：

系統(tǒng)調(diào)用線程交出P

P0進(jìn)入空閑隊(duì)列，可供其他線程使用。一旦系統(tǒng)調(diào)用退出，Go將應(yīng)用如下滿足條件的規(guī)則：

• 嘗試獲取對應(yīng)的P，本例中的p0，并繼續(xù)執(zhí)行。
• 嘗試從空閑列表中獲取一個(gè)新的P，恢復(fù)執(zhí)行。
• 將正在執(zhí)行的goroutine放入全局隊(duì)列，并將對于的M放回空閑隊(duì)列。
  然而，Go也可以處理資源尚未就緒的情況，比如http調(diào)用這種非阻塞I/O情況。在這種情況下，第一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用（遵循前面的共工作流程）因?yàn)橘Y源未就緒將調(diào)用不成功，迫使Go使用網(wǎng)絡(luò)輪詢并使goroutine駐留。

func main() {
   http.Get(`https://httpstat.us/200`)
}

一旦第一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用完成并顯示資源未就緒，對應(yīng)的goroutine就會(huì)駐留，直到網(wǎng)絡(luò)輪詢通知資源就緒。在這種情況下，線程M將不會(huì)被阻塞：

網(wǎng)絡(luò)輪詢等待資源就緒

當(dāng)Go調(diào)度器尋找工作時(shí)，對應(yīng)的goroutine將再次運(yùn)行。然后調(diào)度器將詢問網(wǎng)絡(luò)輪詢器，是否有等待就緒的gorotine需要執(zhí)行。

操作系統(tǒng)線程約束

當(dāng)使用系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，Go不限制被阻塞的操作系統(tǒng)線程數(shù)量，如下所述：
GOMAXPROCS變量限制了能夠同時(shí)執(zhí)行用戶態(tài)Go代碼的操作系統(tǒng)線程數(shù)量。但并沒有對Go代碼中處于阻塞狀態(tài)下系統(tǒng)調(diào)用的線程數(shù)量有限制。這些系統(tǒng)調(diào)用線程數(shù)量不會(huì)受影響。
以下就是這種情況的一個(gè)例子：

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    "sync"
)

func main() {
        var wg sync.WaitGroup

        for i := 0;i < 100 ;i++  {
            wg.Add(1)

            go func(i int) {
                http.Get(`https://www.baidu.com`)
                fmt.Println(i)
                wg.Done()
            }(i)
        }

        wg.Wait()
    }

如下是跟蹤工具查看到的線程個(gè)數(shù)：

image.png

因?yàn)镚o優(yōu)化了線程的使用，當(dāng)goroutine被阻塞時(shí)線程會(huì)被復(fù)用，這就解釋了為什么這個(gè)線程數(shù)和循環(huán)數(shù)量不一致。