重要
GMP 是 Go 的调度器模型：G（Goroutine）是执行体，M（Machine）是 OS 线程，P（Processor）是 M 的运行上下文。调度器通过工作窃取 + 无锁本地队列实现高效并发。
1. G、M、P 的角色
| 组件 | 全称 | 角色 |
|---|---|---|
| G | Goroutine | 执行体，每个 goroutine 对应一个 G |
| M | Machine | OS 线程，G 必须绑定到 M 才能执行 |
| P | Processor | M 的上下文，持有本地 G 队列（LRQ） |
默认 P 的数量 = GOMAXPROCS（通常等于 CPU 核心数）。每个 P 维护一个 FIFO 的本地 G 队列。
2. 工作窃取机制
当 M 上 P 的本地 G 队列空了，M 会按以下顺序寻找可执行的 G：
- 从全局 G 队列（GRQ）取；
- 随机选择一个其他 P，从其本地队列尾部窃取一半 G。
2.1 为什么是"随机窃取 + CAS"
窃取 = 受害者 LRQ 尾指针的修改——几次内存读取 + 整数计算 + 一次原子比较。
| 机制 | 成本 | 适用 |
|---|---|---|
| CAS | CPU 空转（低） | 操作极短时优于锁 |
| 互斥锁 | 线程挂起 + 内核态切换（高） | 长临界区 |
权衡公式： 操作成本 × 竞争概率 × 失败代价 越小，CAS 权重越高。
随机窃取避免了多个空闲 P 同时窃取同一个 P 的公平性问题。
3. Channel 操作中的调度协作
Channel 操作的阻塞与唤醒，展示了 GMP 三级协作模式：
| |
3.1 阻塞接管
当 G 在 Channel 上阻塞时，Channel 对象直接接管 G，将其记录到内部等待队列（sendq / recvq）。执行该 G 的 M 立即释放，转去执行 P 队列中的其他 G。
关键设计：解耦调度器与同步原语。G 不属于任何调度队列（LRQ/GRQ），而是由等待的目标 Channel 直接管理。
3.2 唤醒移交（direct handoff）
当配对的 G 操作 Channel 并唤醒等待队列中的 G 时：
- 被唤醒的 G 直接放入当前 M-P 的 LRQ 尾部
- 不经过全局队列
好处：
- 缓存亲和性：唤醒者刚操作完 Channel，相关数据极可能仍在当前 CPU 核心缓存中
- 无锁低延迟：P 的 LRQ 写入是无锁操作
3.3 为什么优先本地入队而非并行执行
被唤醒的 G 和唤醒者串行在同一 P 上执行，牺牲了瞬时并行度。但这是局部性能优化 vs 全局负载均衡的权衡：
- 优先保证：单次操作超低延迟 + 缓存效率
- 补偿机制：工作窃取。如果该 P 过载，空闲 P 会从 LRQ 尾部窃取 G（新入队的 G 恰好位于尾部），重新实现并行
3.4 理想 vs 现实
Channel 算法的假设与现实的出入：
| 假设 | 现实 |
|---|---|
| 缓存亲和性一定带来收益 | 若 LRQ 被窃取，虽然得到并发但丢失缓存；若 LRQ 中穿插无关 G，也会冲刷缓存 |
为什么仍保持这个设计 ：调度器优化是概率性的——不追求每次完美，而是通过提高有利事件的统计概率来提升整体性能期望。
4. 总结
- GMP 是三级模型：G 执行体、M 线程、P 上下文；
- 工作窃取用 CAS 替代锁——用极低的 CPU 空转替代极高的线程挂起开销；
- Channel 阻塞与唤醒是阻塞托管 → 局部移交 → 全局窃取的三级协作；
- Go 调度器的设计哲学：先吃局部确定红利，再靠全局均衡消化副作用。
