Go语言并发并行概念

首先对于go语言来说分为并发和并行

1、并发：并发是指在很短的时间内完成多个任务，只是宏观上的并发，其实是cpu的切换，对于我们肉眼是观察不出来的
2、并行：并行是指在同一时刻两个或两个以上的任务同时执行（简单来说就是多个有cpu）
并发是逻辑上的概念，而并行是物理运行状态，并发包含并行

协程

协程：其实就是轻量级线程，本身就没有协程这个东西，我们只是在用户态做了封装，对于操作系统来说分为用户空间和内核空间，协程就是在用户空间进行创建的，操作系统只认识进程和线程，并且这两个都是内核空间进行维护的，我们并不能改变，所以我们就得对用户空间进行改变

1、类似于c++、java这种语言就是对线程进行操作的，但是创建线程也有个限制，一般创建10000个就已经是上限了，并且对于进程和线程来说，开销太大了，并不能实现真正的高并发
2、创建一个进程大概是4GB，创建一个线程大概是4MB，所以对于进程和线程来说存在两个缺点

高内存
CPU切换效率低

3、此时就引入了协程，而golang最大的特点就在于高并发，golang对协程做了处理，名为goruntine，内存只需要几KB，并且协程之间切换速度快，这个是由go语言封装的协程调度器决定的
大家可以做个对比（进程4GB->线程4MB->协程2KB），所以协程可以做到高并发

GPM模型

GPM模型是Golang目前正在使用的模型
内核空间：创建多个操作系统内核线程（这个是底层实现的，我们改变不了，只能进行使用）
用户空间：创建多个协程（语言层面，不同的语言做出来的协程调度器是不一样的）

此时就引入了协程与线程比例数

协程：线程 = M ：1，就是多个协程对应一个线程，此时如果一个协程阻塞了，那么其他协程还是会进行等待，这样解决不了问题
协程：线程 = 1 ： 1，就是一个协程对应一个线程，此时还不如不要协程，创建一个协程就得创建一个线程，这样的直接用线程是一样的
协程：线程 = M ： N，就是多个协程对应多个线程，协程的数量肯定是比线程多得多，所以GPM模型就采用的M ：N的方式

1、早期的golang调度器

是协程直接和线程打交道

2、GPM模型
（1）G：即Go协程，每个go关键字都会创建一个协程
（2）P：处理器（Go中定义的一个摡念，不是指CPU），包含运行Go代码的必要资源，也有调度goroutine的能力
（3）M：工作线程，在Go中称为Machine

图中的M就是和操作系统打交道的线程，每个M都会持有一个P，P是存储一个或者多个Go协程的本地队列，P负责把Go协程调度到M中去执行
P的个数在程序启动时决定，默认等于CPU的核数，由于每个M必须持有一个P才可以运行Go代码，所以运行的M的数量也就是线程数也一般等于CPU的个数，以达到尽可能的使用CPU而又不至于产生过多的线程切换开销
程序中可以使用runtime.GOMAXPROCS()设置P的个数

3、Goroutine的调度策略
（1）队列轮转

上面说到P是包含一个或多个go协程的本地队列，当不考虑系统调用或者io操作时，P会周期性的将go协程调度到M中去执行，执行一小段时间，保存当前执行的上下文，然后把该go协程放到本地队列的队尾，继续去调度下一个go协程让M执行
除了P本地队列，还有一个全局队列，P也会周期性的去查看一下全局队列，看是否有go协程需要被执行，有需要的就将其调度到M中进行执行，全局队列中一般存放的是系统调用中恢复的go协程，P会周期性的查看全局队列是因为防止全局队列中的go协程被饿死

（2）系统调用

一般来说M的数量为CPU的数量就可以满足需求了，但是M的数量一般来说会创建的比P的数量多一点，Go也会提供一个池子，类似于c++或者java的线程池，当M的数量不够用时就从池子中取出，当不用了就放回池子，当池子中的线程不够用时就新创建一个
当M运行的G发生系统调用时，如下图所示

如图所示，G0进入了系统调用，即阻塞了，此时M0就会继续处理这个进入系统调用的Go协程，但是他会释放掉自己关联的P本地队列，同时会有新的M去接替这个P本地队列，只要P不空闲，就可以充分利用CPU
这个新的M可能是从线程池中获取的，也可能是新建的，当G0系统调用结束后，根据M0是否能获取到P本地队列来确定G0到底该如何让处理

当M0获取不到P时，G0会被放到全局队列中，此时M0会被放到线程池中睡眠
当M0可以获取到P，把G0放入到P队列中，继续执行G0

（3）工作量窃取

当M关联的P本地队列中没有Go协程了，此时就会去全局队列中查看是否有需要执行的Go协程，如果没有，就会去别的P队列中偷取，每次偷去的数量一般为一半

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