简述一下Golang的schedule函数？

八股文_Go基础 0 105

参考回答

在 Go 中，schedule 函数是 Go 的运行时调度器中的核心部分，用于管理和调度 goroutine 的执行。它是 Go 的 Goroutine 调度器 的一部分，负责在多个线程之间高效分配和切换 goroutine。

虽然 schedule 是 Go 运行时的一部分，并且不能直接被开发者调用，但它的工作原理是理解 Go 并发模型（Goroutine 调度机制）的关键。调度器通过协作式抢占的方式，确保 goroutine 高效运行。

详细讲解与拓展

1. Goroutine 调度器简介

轻量级线程：Goroutine 是一种轻量级线程，由 Go 运行时调度器管理。
多 P-M-G 模型：
- G（Goroutine）：代表一个运行中的 goroutine。
- M（Machine）：代表一个操作系统线程。
- P（Processor）：代表调度器中的逻辑处理器，用于管理 goroutine 的执行。

调度器的任务是将 Goroutine（G）绑定到线程（M）上，使用逻辑处理器（P）来进行调度。

2. `schedule` 函数的作用

核心功能：
schedule 是 Go 调度器中一个底层函数，负责选择下一个要运行的 goroutine。
运行时调用场景：
- 当前 goroutine 阻塞（例如 I/O 操作）。
- 当前 goroutine 主动交出控制权（通过调用 runtime.Gosched()）。
- 触发抢占调度（Go 1.14 引入的抢占式调度）。

3. 调度的核心流程

schedule 的核心流程大致如下：
1. 从当前 P 的本地运行队列中选择下一个 goroutine。
2. 如果本地队列为空，从全局运行队列中获取 goroutine。
3. 如果全局队列也为空，尝试从其他 P 的运行队列中窃取 goroutine（Work Stealing）。

4. 相关的开发者常用函数

尽管 schedule 函数是运行时内部实现，但开发者可以通过以下方式触发调度：

runtime.Gosched()

主动让出当前 goroutine 的执行权。
调用后，当前 goroutine 会被挂起，调度器选择其他 goroutine 运行。

示例：

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
)

func main() {
 go func() {
     for i := 0; i < 5; i++ {
         fmt.Println("Goroutine 1")
         runtime.Gosched() // 主动交出控制权
     }
 }()

 for i := 0; i < 5; i++ {
     fmt.Println("Main Goroutine")
     runtime.Gosched()
 }
}

输出：

Main Goroutine
Goroutine 1
Main Goroutine
Goroutine 1
...

抢占式调度
- 从 Go 1.14 开始引入，调度器可以在函数调用时强制挂起长时间运行的 goroutine，以防止单个 goroutine 长时间占用 CPU。
- 不需要开发者显式调用，由运行时自动完成。

runtime.Goexit()

退出当前 goroutine，但不会影响其他 goroutine 的运行。

示例：

package main

import (
 "fmt"
 "runtime"
)

func main() {
 go func() {
     fmt.Println("Goroutine running")
     runtime.Goexit() // 退出当前 goroutine
     fmt.Println("This will not be printed")
 }()

 // 确保主 goroutine 等待
 select {}
}

5. 调度机制优化

协作式调度：
- 早期版本的 Go 采用协作式调度，只有在 goroutine 主动让出控制权（如 I/O 操作、runtime.Gosched()）时，调度器才会运行。
抢占式调度：
- 从 Go 1.14 开始，增加了抢占式调度，当 goroutine 长时间运行（如计算密集型任务）时，调度器会自动挂起当前 goroutine，并切换到其他 goroutine。

总结

schedule 是 Go 调度器的核心函数：
- 它负责管理 goroutine 的调度和切换。
- 无法直接调用，但通过 runtime.Gosched() 等函数可以间接触发。
Go 的调度模型：
- 基于 M-P-G 模型。
- 从本地队列、全局队列以及其他处理器中窃取任务来调度。
调度机制：
- 协作式调度（早期版本）。
- 抢占式调度（Go 1.14 及之后）。

理解 schedule 和调度器的工作原理，有助于编写高效的并发程序，避免性能瓶颈和资源浪费。