进程、线程、协程

• 进程:进程是系统进行资源分配的基本单位，有独立的内存空间，单切换代价极高，进程间通信也比较麻烦
• 线程:线程是CPU调度和分派的基本单位，线程依附于进程，与其他线程共享进程的资源，仅有自己的（程序计数器，一组寄存器的值，和栈），线程切换代价小（但是线程之间的切换可能会设计用户态和内核态的切换），由于共享进程资源，所以线程之间通信比较方便。
• 协程：协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制，协程切换只需要保存和恢复任务的上下文，没有内核的开销。协程间通信也比较简单（协程间本身是不可抢占的，由于操作系统的调度机制无法影响到它，因此一般存在用户自定义的调度机制）(也可以这么说内核线程依然叫“线程(thread)”，用户线程叫“协程(co-routine)".)
  线程的代价
• 使用过C++/Java的同学应该都知道在做服务端开发的时候，对于多线程的使用，繁琐程度，以及对于多线程情况下异常情况的分析，是何等头疼，如果线上流量过大，对于这种多线程的操作更是得慎重，当然对于机器资源的消耗也是随之增加的，其实对于程序员来说最主要就是简单，高效~

1. 空间大小：一般情况下一个thread的创建大小默认占用栈空间1M，而goroutine默认则是2kb
2. 切换开销：thread的切换是需要通过用户态达到内核态，会设计到上下文的切换开销，对应资源的耗费会很大
3. 线程通信：常见的线程通信有三种方式(C++)，使用起来相对比较复杂，最棘手的问题就是共享内存，一般会使用锁，使用到锁，就会引申各种锁的问题，比如死锁。
4. 资源回收：创建线程相对简单，回收线程资源会麻烦很多，常见有detached和join俩种方式，对于无法大量创建线程的时候，会考虑多路复用方式，这样的麻烦就是另个层次了。

GMP模型

• G:Goroutine，每个Gotoutine对应一个G结构体，G存储Goroutine的运行堆栈，状态，以及任务函数，可重用（函数实体）G需要保存到P才能被调度执行
• M:machine，os内核线程抽象，代表真正执行计算的资源,在绑定有效的P后，进入schedule循环；而shcedule循环的机制大致是从Global队列，P的local队列以及wait队列中获取。
  M的数量是不固定的，有Go Runtime调整，为了防止创建过多OS线程导致系统调度不过来，目前默认设置为10000个，M不保存G的上下文，这是G可以跨M的基础。
• P:Processor,表示逻辑处理器，对G来说，P相当于CPU核，G只有绑定到P才能被调度。对M来说，P提供了相关的执行环境，入内存分配状态，任务队列等。
  P 的数量决定了系统内最大可并行的 G 的数量（前提：物理 CPU 核数 >= P 的数量）。
  P 的数量由用户设置的 GoMAXPROCS 决定，但是不论 GoMAXPROCS 设置为多大，P 的数量最大为 256。
• 调度器循环的机制大致是从各种队列、P 的本地队列中获取 G，切换到 G 的执行栈上并执行 G 的函数，调用 Goexit 做清理工作并回到 M，如此反复。
  可以通过经典的地鼠推车搬砖的模型来说明其三者关系：
• 地鼠(Gopher)的工作任务是：工地上有若干砖头，地鼠借助小车把砖头运送到火种上去烧制。M 就可以看作图中的地鼠，P 就是小车，G 就是小车里装的砖。

Processor（P）：
根据用户设置的 GoMAXPROCS 值来创建一批小车(P)。
Goroutine(G)：
通过 Go 关键字就是用来创建一个 Goroutine，也就相当于制造一块砖(G)，然后将这块砖(G)放入当前这辆小车(P)中。
Machine (M)：
地鼠(M)不能通过外部创建出来，只能砖(G)太多了，地鼠(M)又太少了，实在忙不过来，刚好还有空闲的小车(P)没有使用，那就从别处再借些地鼠(M)过来直到把小车(P)用完为止。
这里有一个地鼠(M)不够用，从别处借地鼠(M)的过程，这个过程就是创建一个内核线程(M)。
需要注意的是：地鼠(M) 如果没有小车(P)是没办法运砖的，小车(P)的数量决定了能够干活的地鼠(M)数量，在 Go 程序里面对应的是活动线程数；

调度过程

• 首先创建一个G对象，G对象保存到P本地队列或者是全局队列。P此时去唤醒一个M。P继续执行它的执行序。M寻找是否有空闲的P，如果有则将该G对象移动到它本身。接下来M执行一个调度循环(调用G对象->执行->清理线程→继续找新的Goroutine执行)。
• M执行过程中，随时会发生上下文切换。当发生上线文切换时，需要对执行现场进行保护，以便下次被调度执行时进行现场恢复。Go调度器M的栈保存在G对象上，只需要将M所需要的寄存器(SP、PC等)保存到G对象上就可以实现现场保护。当这些寄存器数据被保护起来，就随时可以做上下文切换了，在中断之前把现场保存起来。如果此时G任务还没有执行完，M可以将任务重新丢到P的任务队列，等待下一次被调度执行。当再次被调度执行时，M通过访问G的vdsoSP、vdsoPC寄存器进行现场恢复(从上次中断位置继续执行)。
参考
• https://www.it610.com/article/1293176199840866304.htm
• https://studygolang.com/articles/27934?fr=sidebar