线程模型有哪些？为什么 Go Scheduler 需要实现 M:N 的方案？Go Scheduler 由哪些元素构成呢？

Go机制 5月前 0 91

线程模型主要有以下三种：

1:1模型：每一个用户级线程对应一个内核级线程。这是许多操作系统，包括Linux和Windows，所采用的模型。但是，创建和销毁内核级线程，以及线程上下文切换的开销都相对较大，且内核级线程占用的资源较多。
N:1模型：多个用户级线程对应一个内核级线程。这种模型可以支持大量用户级线程，因为用户级线程比内核级线程轻量。但是，这种模型的一个主要问题是，一旦一个用户级线程开始执行系统调用，整个内核级线程都会被阻塞，导致其他所有用户级线程都无法执行。
M:N模型：多个用户级线程对应多个内核级线程。这种模型结合了前两种模型的优点。它可以通过调度器在用户级线程和内核级线程之间进行映射，从而支持大量的用户级线程，同时还能利用多核处理器的并行处理能力。

Go语言选择实现M:N的线程模型，因为它可以支持大量的goroutine（用户级线程），同时还能有效地利用多核处理器，并且对于系统调用和阻塞操作有良好的处理。

Go的调度器（Scheduler）主要由以下几个元素构成：

M（Machine）：代表一个内核线程。M负责执行代码，并且拥有执行代码所必需的资源，比如栈、寄存器等。
P（Processor）：代表一个逻辑处理器。P保存了运行goroutine所需的资源，并且管理着一组goroutine。每个P都会关联一个M，M在P上执行P的goroutine队列中的goroutine。
G（Goroutine）：代表一个goroutine。每个G都有自己的栈和程序计数器。

在运行时，每个P都会选择一个G，然后在关联的M上执行这个G。当G阻塞时，P会选择另一个G来执行。当所有的G都阻塞时，P会让出M，让其他的P使用。这样，Go的调度器就能够在用户级别进行调度，同时还能有效地利用多核处理器。