Go并發(fā)編程-線程模型(M)

M(內(nèi)核線程)
一個M代表了一個內(nèi)核線程戈盈。在大多數(shù)情況下,創(chuàng)建一個新M的原因是沒有足夠的M來關聯(lián)P并運行其中可運行的G塘娶。不過,在運行時系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)監(jiān)控或垃圾回收等任務的時候刁岸,也會導致新M的創(chuàng)建。
M的部分數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖所示膝宁。


M的部分數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

M結(jié)構(gòu)中的字段眾多根吁,這里只挑選了幾個最重要的字段。其中:
g0:表示一個特殊的goroutine击敌。這個goroutine是Go運行時系統(tǒng)在啟動之初創(chuàng)建的,用于執(zhí)行一些運行時任務圣蝎。
mstartfn:表示M的起始函數(shù)衡瓶,這個函數(shù)其實就是我們在編寫go語句時攜帶的那個函數(shù)。
curg:存放當前M正在運行的那個G的指針哮针。
p:指向與當前M相關聯(lián)的那個P坦袍。
mstartfn等太、curg和p最能體現(xiàn)當前M的即時情況。
此外缩抡,字段nextp用于暫存與當前M有潛在關聯(lián)的P。讓調(diào)度器將某個P賦給某個M的操作由nextp字段控制压真,稱為對M和P的預聯(lián)内边。運行時系統(tǒng)有時候會把剛剛重新啟用的M和已與它預聯(lián)的那個P關聯(lián)在一起榴都,這也是nextp字段的主要作用漠其。
字段spinning是bool類型的竿音,它用于表示這個M是否正在尋找可運行的G。在尋找過程中柴信,M會處于自旋狀態(tài)宽气。這也是該字段名的由來随常。
Go運行時系統(tǒng)可以把一個M和一個G鎖定在一起萄涯。一旦鎖定,這個M就只能運行這個G枣察,這個G也只能由該M運行。標準庫代碼包runtime中的函數(shù)LockOSThread和UnlockOSThread序目,也為我們提供了鎖定和解鎖的具體方法伯襟。M的字段lockedg表示的就是與當前M鎖定的那個G(如果有的話)。

M在創(chuàng)建之初姆怪,會被加入全局的M列表(runtime.allm)中舆瘪。這時红伦,它的起始函數(shù)和預聯(lián)的P也會被設置。最后召调,運行時系統(tǒng)會為這個M專門創(chuàng)建一個新的內(nèi)核線程并與之相關聯(lián)。如此一來唠叛,這個M就為執(zhí)行G做好了準備沮稚。其中,起始函數(shù)僅當運行時系統(tǒng)要用此M執(zhí)行系統(tǒng)監(jiān)控或垃圾回收等任務的時候才會被設置蕴掏。而這里的全局M列表其實并沒有什么特殊的意義。運行時系統(tǒng)在需要的時候挽荡,會通過它獲取到所有M的信息。同時定拟,它也可以防止M被當作垃圾回收掉逗嫡。

在新M被創(chuàng)建之后,Go運行時系統(tǒng)會先對它進行一番初始化驱证,其中包括對自身所持的棧空間以及信號處理方面的初始化需曾。在這些初始化工作都完成之后祈远,該M的起始函數(shù)會被執(zhí)行(如果存在的話)呆万。注意车份,如果這個起始函數(shù)代表的是系統(tǒng)監(jiān)控任務的話,那么該M會一直執(zhí)行它出爹,而不會繼續(xù)后面的流程。否則严就,在起始函數(shù)執(zhí)行完畢之后,當前M將會與那個預聯(lián)的P完成關聯(lián)渐行,并準備執(zhí)行其他任務。M會依次在多處尋找可運行的G并運行它祟印。這一過程也是調(diào)度的一部分粟害。有了M,Go程序的并發(fā)運行基礎才得以形成悲幅。

運行時系統(tǒng)管轄的M(或者說runtime.allm中的M)有時候也會被停止,比如在運行時系統(tǒng)執(zhí)行垃圾回收任務的過程中芋哭。運行時系統(tǒng)在停止M的時候郁副,會把它放入調(diào)度器的空閑M列表(runtime.sched.midle)。這很重要存谎,因為在需要一個未被使用的M時肥隆,運行時系統(tǒng)會先嘗試從該列表中獲取。M是否空閑栋艳,僅以它是否存在于調(diào)度器的空閑M列表中為依據(jù)。

單個Go程序所使用的M的最大數(shù)量是可以設置的晴叨。Go程序運行的時候會先啟動一個引導程序矾屯,這個引導程序會為其運行建立必要的環(huán)境。在初始化調(diào)度器的時候件蚕,它會對M的最大數(shù)量進行初始設置产禾,這個初始值是10,000牵啦。也就是說,一個Go程序最多可以使用10,000個M哈雏。這就意味著,最多可以有10,000個內(nèi)核線程服務于當前的Go程序履因。請注意盹愚,這里說的是最理想的情況;由于操作系統(tǒng)內(nèi)核對進程的虛擬內(nèi)存的布局控制以及大小限制皆怕,如此量級的線程可能很難共存。從這個角度看愈腾,Go本身對于線程數(shù)量的限制幾乎可以忽略。

相關鏈接:
Go并發(fā)編程-線程模型
Go并發(fā)編程-線程模型(M)
Go并發(fā)編程-線程模型(P)
Go并發(fā)編程-線程模型(G)

參考資料:
https://www.ituring.com.cn/book/tupubarticle/16048

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