协程

• 是轻量级的执行单元，由 Go 运行时（而非操作系统）管理，是 Go 并发编程的核心特性。

系统运行单元

程序(program)

• 是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合，是一段静态的代码。

进程(process)

• 进程是操作系统资源分配的基本单位，是一个正在运行的程序实例，拥有独立的内存空间、文件描述符、寄存器状态等系统资源。
• 进程间相互独立，通信需要通过 IPC（如管道、信号、共享内存等），开销较大。
• 由操作系统内核调度，切换成本高（需保存 / 恢复整个进程的上下文）。
• 一个程序可以启动多个进程（如多进程服务），但资源消耗高。

线程(thread)

• 线程是进程内的执行单元，是操作系统调度的基本单位，共享所属进程的内存空间和资源，但有独立的栈和寄存器。
• 线程属于进程，一个进程可包含多个线程（多线程），线程间通信通过共享内存，比进程通信高效。
• 由操作系统内核调度（内核级线程），切换成本中等（需保存 / 恢复线程上下文，但共享进程资源）。
• 线程数量有限（受系统内存和内核限制），过多线程会导致调度效率下降。

协程(goroutine)

• 协程是一种用户态的轻量级线程，由 Go 运行时管理，比线程更轻量级，切换成本低。

GMP 调度模型

运行是调度

• 协程不由操作系统内核调度，而是由 Go 运行时的 GMP 调度模型 管理
  • G：Goroutine 表示一个协程，是 Go 语言并发的基本单元。
  • M：Machine 表示操作系统内核线程（OS Thread），是真正执行代码的 “物理载体”。
  • P：Processor 表示 “逻辑处理器”，是连接 G 和 M 的中间层，负责管理 G 的调度队列。

调度流程

G的创建与入队

• 当使用 go 关键字创建 G 时，G 会被加入当前 P 的本地运行队列（LRQ）。若 LRQ 满（默认容量 256），则会被转移到全局运行队列（Global Run Queue, GRQ）。

M 绑定 P 执行 G

• M 启动后，会从 P的LRQ中获取G` 并执行。
• 若LRQ 为空，P 会先尝试从 GRQ 中 “偷” 一批 G（通常是 GRQ 一半）到 LRQ，再执行。
• 若GRQ 也为空，P 会从其他 P 的 LRQ 中 “偷” 取 G（负载均衡，通常偷取对方一半的 G），避免自身 M 空闲。

G 的阻塞与唤醒

• 当 G 执行阻塞操作（如 channel 通信、time.Sleep、锁等待、系统调用等）：
  • 若阻塞在 Go 运行时内部（如 channel 或 sync.Mutex），G 会被标记为阻塞状态，从 P 的 LRQ 移除，M 会继续从 LRQ 中获取其他 G 执行（此时 G 不会阻塞 M）。
  • 若阻塞在系统调用（如网络 I/O、文件读写），M 会暂时与 P 解绑，进入休眠状态；当系统调用完成后，G 会被重新加入某个 P 的 LRQ 或 GRQ，等待再次被调度。

时间片轮转

• 为避免单个 G 长期占用 M，Go 调度器会为 G 设置时间片（默认约 10ms）。当时间片用完，G 会被暂停，重新放入 LRQ 尾部，让其他 G 获得执行机会（实现公平调度）。

GOMAXPROCS

• GOMAXPROCS 控制 P 的数量，直接决定了程序的最大并行度（同一时间最多有 GOMAXPROCS 个 G 被执行）。
• 默认值为 CPU 核心数（可通过 runtime.NumCPU() 查看），通常无需修改。