【譯文】原文地址
將goroutine從一個(gè)操作系統(tǒng)線程切換到另一個(gè)線程是有代價(jià)的晨雳，如果切換太頻繁會(huì)降低應(yīng)用程序的速度唠亚。隨著Go發(fā)展饭弓，調(diào)度器已經(jīng)解決了這個(gè)問題废士。在并發(fā)工作時(shí)淋肾，調(diào)度器提供goroutine和線程的親和性硫麻。先回顧幾年前的調(diào)度器來理解這種改進(jìn)過程。

Go老版本存在的問題

在Go 1.0&1.1早期樊卓，當(dāng)創(chuàng)建更多os線程（即將GOMAXPROCS值設(shè)置更大）來運(yùn)行并發(fā)程序時(shí)將會(huì)面臨性能下降的問題拿愧。讓我們從文檔中使用channel來計(jì)算質(zhì)數(shù)的例子開始：

package main

import "fmt"

//Send the sequence 2, 3, 4, ... to channel 'ch'.
func Generate(ch chan<- int)  {
    for i := 2; ;i++  {
        ch <- i
    }
}

//Copy the values from channel 'in' to channel 'out',
//removing those divisable by 'prime'.
func Filter(in <-chan int, out chan<- int, prime int)  {
    for{
        i := <-in  //Receive value from 'in'.
        if i % prime !=0 {
            out <- i  //send 'i' to 'out'.
        }
    }
}

// The prime sieve: Daisy-chain Filter processes.
func main() {
    ch := make(chan int)
    go Generate(ch)
    for i :=0; i <10; i++{
        prime := <-ch
        fmt.Println(prime)
        ch1 := make(chan int)
        go Filter(ch, ch1, prime)
        ch = ch1

    }

}

以下是Go 1.0.3版本，在不同GOMAXPROCS值下碌尔，計(jì)算10萬個(gè)質(zhì)數(shù)的基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果：

name     time/op
Sieve    19.2s ± 0%
Sieve-2  19.3s ± 0%
Sieve-4  20.4s ± 0%
Sieve-8  20.4s ± 0%

要理解這些結(jié)果浇辜，我們需要理解此時(shí)調(diào)度器是如何設(shè)計(jì)的券敌。在Go第一個(gè)版本中，調(diào)度器只有一個(gè)全局隊(duì)列柳洋，所有的線程都可以推送和獲取goroutines待诅。下面是一個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗搼?yīng)用程序最多運(yùn)行兩個(gè)操作系統(tǒng)線程M,通過設(shè)置GOMAXPROCS=2來實(shí)現(xiàn)：

第一個(gè)版本調(diào)度器只要一個(gè)全局隊(duì)列

只有一個(gè)隊(duì)列并不能保證goroutine將在同一個(gè)線程上恢復(fù)執(zhí)行熊镣。第一個(gè)線程準(zhǔn)備就緒卑雁，會(huì)獲取一個(gè)等待的goroutine運(yùn)行。因此轧钓，這里就會(huì)涉及到goroutine從一個(gè)線程到另一個(gè)線程的切換序厉，在性能方面會(huì)產(chǎn)生消耗。下面是一個(gè)阻塞式channel例子：

• G7協(xié)程阻塞在channel上毕箍，等待channel中發(fā)送來的數(shù)據(jù)弛房。一旦channel有數(shù)據(jù)可接收，該協(xié)程會(huì)被推送到全局隊(duì)列當(dāng)中而柑。

  
  

• 然后文捶，channel推送消息，GX協(xié)程將在一個(gè)準(zhǔn)備就緒的線程上運(yùn)行媒咳，而G8協(xié)程將阻塞在channel上：

  
  

• 此時(shí) G7協(xié)程就會(huì)被調(diào)度到該線程上去：

  
  
  
  

  Goroutine現(xiàn)在在不同的線程上運(yùn)行粹排。只有一個(gè)全局調(diào)度隊(duì)列會(huì)迫使調(diào)度程序只有一個(gè)互斥鎖來覆蓋所有的goroutine調(diào)度操作。以下是使用pprof工具獲取的CPU概況：

Total: 8679 samples
3700  42.6%  42.6%     3700  42.6% runtime.procyield
1055  12.2%  54.8%     1055  12.2% runtime.xchg
753   8.7%  63.5%     1590   18.3% runtime.chanrecv
677   7.8%  71.3%      677    7.8% dequeue
438   5.0%  76.3%      438    5.0% runtime.futex
367   4.2%  80.5%     5924   68.3% main.filter
234   2.7%  83.2%     5005   57.7% runtime.lock
230   2.7%  85.9%     3933   45.3% runtime.chansend
214   2.5%  88.4%      214    2.5% runtime.osyield
150   1.7%  90.1%      150    1.7% runtime.cas

procyield, xchg, futex和lock都與Go調(diào)度器的全局互斥量有關(guān)涩澡。很清楚的發(fā)現(xiàn)顽耳，應(yīng)用程序的很大部分時(shí)間花在鎖上。
這些問題導(dǎo)致Go在多處理器上沒有優(yōu)勢(shì)妙同，在Go1.1中已經(jīng)通過一個(gè)新的調(diào)度器解決了射富。

并發(fā)時(shí)的親和性

Go 1.1實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的調(diào)度器，并創(chuàng)建了本地調(diào)度隊(duì)列粥帚。如果有本地goroutines調(diào)度隊(duì)列并允許他們運(yùn)行在同一個(gè)OS線程上胰耗，這個(gè)改進(jìn)避免了鎖定整個(gè)調(diào)度程序。
由于線程可能在系統(tǒng)調(diào)用時(shí)阻塞芒涡，并且這種阻塞的線程數(shù)量是沒有限制的柴灯，Go引入了processes的概念。處理器P表示代表一個(gè)運(yùn)行的OS線程并管理本地goroutine調(diào)度隊(duì)列费尽。下面是新的模式：

如下是在Go 1.1.2版本使用新調(diào)度器運(yùn)行的基準(zhǔn)測(cè)試：

name     time/op
Sieve    18.7s ± 0%
Sieve-2  8.26s ± 0%
Sieve-4  3.30s ± 0%
Sieve-8  2.64s ± 0%

Go現(xiàn)在可充分利用所有可用的CPU赠群。CPU使用概況也發(fā)生變化：

Total: 630 samples
163  25.9%  25.9%      163  25.9% runtime.xchg
113  17.9%  43.8%      610  96.8% main.filter
93  14.8%  58.6%      265   42.1% runtime.chanrecv
87  13.8%  72.4%      206   32.7% runtime.chansend
72  11.4%  83.8%       72   11.4% dequeue
19   3.0%  86.8%       19    3.0% runtime.memcopy64
17   2.7%  89.5%      225   35.7% runtime.chansend1
16   2.5%  92.1%      280   44.4% runtime.chanrecv2
12   1.9%  94.0%      141   22.4% runtime.lock
9   1.4%  95.4%       98    15.6% runqput

與鎖相關(guān)的大部分操作都已刪除，標(biāo)記為chanXXXX的操作只與channels相關(guān)依啰。但是乎串，如果調(diào)度程序改進(jìn)了goroutine和線程之間的親和性，那么在某些情況下，這種親和性需要降低叹誉。

限制親和性

要了解親和性的限制鸯两，我們必須了解何時(shí)會(huì)進(jìn)入本地隊(duì)列和全局隊(duì)列。本地隊(duì)列將用于除了系統(tǒng)調(diào)用外的所有操作长豁，例如阻塞在通道上和select操作钧唐，以及等待計(jì)時(shí)器和鎖，goroutine都會(huì)進(jìn)入本地調(diào)度隊(duì)列匠襟。然而钝侠，有兩個(gè)特例可以限制goroutine和線程的親和性：

• 工作竊取。當(dāng)處理器P在本地隊(duì)列沒有足夠的goroutine可調(diào)度酸舍，將會(huì)從其他P中竊取帅韧，并且全局隊(duì)列和網(wǎng)絡(luò)輪詢都為空。被竊取的goroutine就會(huì)在別的線程執(zhí)行啃勉。
• 系統(tǒng)調(diào)用忽舟。當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用（如文件操作，http調(diào)用淮阐，數(shù)據(jù)庫(kù)操作等）叮阅，Go以阻塞模式掛起正在運(yùn)行的os線程，讓新的線程來處理當(dāng)前P上的本地隊(duì)列泣特。
  但是浩姥，為了更好地管理本地隊(duì)列優(yōu)先級(jí)，以上兩個(gè)約束可以避免状您。Go 1.5為了給goroutine在channel上來回通信提供更多的優(yōu)先級(jí)勒叠，因此通過指定線程以優(yōu)化親和性。

排序來提高親和性

goroutine在通道上來回通信導(dǎo)致頻繁的阻塞膏孟，例如頻繁在本地隊(duì)列中排隊(duì)缴饭。然而，由于本地隊(duì)列有一個(gè)FIFO實(shí)現(xiàn)骆莹，未阻塞的goroutine不能保證馬上得到運(yùn)行，如果線程被其他goroutine占用担猛。下面是一個(gè)關(guān)于一個(gè)之前被channel阻塞但現(xiàn)在可執(zhí)行的goroutine例子：

G9在被channel阻塞后恢復(fù)幕垦。但是，它必須等G2傅联、G5和G4才能執(zhí)行先改。在這個(gè)例子中，G5將占用線程導(dǎo)致G9延遲執(zhí)行蒸走，會(huì)導(dǎo)致G9被其他處理器竊取的風(fēng)險(xiǎn)仇奶。從Go 1.5開始，從通道中恢復(fù)的goroutine將優(yōu)先被執(zhí)行比驻，這主要?dú)w功于P的一個(gè)特殊屬性：