进程&&线程&&协程

"三程"：

  • 进程：程序的一次运行，资源分配（除CPU）的基本单位；
  • 线程：CPU调度的基本单位；
  • 协程：一种用户态、轻量级的线程；

用户态线程：

  • 内核看不到，不知道用户线程的存在，内核调度时，仍然以该进程为单位进行调度；
  • 用户级线程内核的切换由用户态程序自己控制内核切换（通过系统调用来获得内核提供的服务）,不需要内核干涉，少了进出内核态的消耗，但不能很好的利用多核Cpu。
  • 任意时刻，每个进程只能够有一个用户线程在运行，尽管它是多线程的，这就不利于多核CPU的使用了；

协程就是一种用户态线程；

优点：线程的切换无需陷入内核，所以切换开销小，速度非常快；

缺点：同一个进程中同时只有一个线程在运行，一个线程的阻塞将导致整个进程的阻塞；

核心态线程：

  • 由内核进行管理，线程切换将会消耗较多资源。对于多核CPU，可进行多线程并行运行；
  • 内核能够感知到线程的存在，CPU调度时，是以线程为单位进行调度；

优点：可以多线程并行运行；

缺点：线程切换时，比较消耗资源。因为需要保存上下文，核心态和用户态的切换；

两个切换的对比：

  • 用户线程切换：只设计基本的CPU上下文切换。切换是完全在用户态中进行的；
  • 内核线程的切换：也有上下文切换，且保存的东西更多一点。并且线程的调度只有内核才能完成，这就涉及到了用户态和核心态的切换，这才是最主要的开销；(进程的切换也要陷入内核)

内核线程和用户线程的联系

  • 一对一模型：充分利用了多核系统的优势但是上下文切换非常慢，因为每一次调度都会在用户态和内核态之间切换。POSIX线程模型(pthread)就是这么做的。
  • 多对一模型：多个用户空间线程在1个内核空间线程上运行。 优势是上下文切换非常快，因为只有一个内核线程嘛，用户线程切换时，内核的这个线程是不用动的。也就意味着没有了核心态和用户态的切换，以及内核线程的上下文保存。
  • 多对多模型：效率虽高，但是管理复杂；

Golang的Goroutine调度模型

goroutine就是协程，完全运行在用户态中，借鉴了N：M模型；

1、GMP模型

goroutineMachineLogical Processorruntime.GOMAXPROCS (numLogicalProcessors)

三者关系：

LRQ（Local Run Queue）GRQ（Global Run Queue）

2、go func()执行流程

全局G个数/P个数一次性转移一半
runtime.GOMAXPROCSN：M模型runtimeruntime.GOMAXPROCSruntime/debug.SeMaxThreadsSetMaxThreadsgoroutinegoroutine