GMP
GMP 是 Golang 的调度器实现方案，其实不难，带着以下几个问题去思考？
- Q1:进程、线程是什么？它们之间的关系？
- Q2:协程是什么？它和进程、线程的关系是什么？
- Q3:Golang 旧版调度器是什么？有什么缺点？
- Q4:G、M、P 分别指代什么？
- Q5:为什么要有 P？解决了什么问题？
- Q6:G、M、P 的数量关系应该是如何的？
- Q7:G、M、P 到底是怎么调度的（关键）？
上面所有问题的答案都可以在 典藏版 Golang 调度器 GMP 原理与调度全分析 ，下面的内容将是简洁的回答。
Q1:进程、线程是什么？它们之间的关系？
进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象，进程是资源分配的最小单位。系统是给进程直接分配资源，它在运行过程中持有相关上下文（寄存器）。
进程存在的意义是：CPU速度太快，而单个任务(job)不一定实时的使用CPU，可能会等待其他IO，此时对于CPU就是一种浪费，所以形成了一个新的使用场景。多个任务同时运行，按照不同的CPU调度策略进行分配，在计算机科学中，单个的任务就叫做进程。
进程是一个缩写，代表：进行的程序。所以对于大部分程序来说，都是只启动一个进程的，也可以说一个进程就是一个实例。它的粒度是比较大的，程序内部的代码是有多个分支或者程序段的，这时就引出了线程概念。线程是依托于进程的，它们之间可以共享进程所持有的上下文信息，对于关键资源还会通过锁的方式进行线程间的限制。线程运行时的本质和进程一样，都是要占据 CPU 一段时间进行运算。
进程是资源分配的最小单位，线程是 CPU 调度的最小单位。
做个简单的比喻：进程=火车，线程=车厢
- 线程在进程下行进（单纯的车厢无法运行）
- 一个进程可以包含多个线程（一辆火车可以有多个车厢）
- 不同进程间数据很难共享（一辆火车上的乘客很难换到另外一辆火车，比如站点换乘）
- 同一进程下不同线程间数据很易共享（A车厢换到B车厢很容易）
- 进程要比线程消耗更多的计算机资源（采用多列火车相比多个车厢更耗资源）
- 进程间不会相互影响，一个线程挂掉将导致整个进程挂掉（一列火车不会影响到另外一列火车，但是如果一列火车上中间的一节车厢着火了，将影响到所有车厢）
- 进程可以拓展到多机，进程最多适合多核（不同火车可以开在多个轨道上，同一火车的车厢不能在行进的不同的轨道上）
- 进程使用的内存地址可以上锁，即一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存。（比如火车上的洗手间）－”互斥锁”
- 进程使用的内存地址可以限定使用量（比如火车上的餐厅，最多只允许多少人进入，如果满了需要在门口等，等有人出来了才能进去）－“信号量”
Q2:协程是什么？它和进程、线程的关系是什么？
协程其实不算是操作系统的概念，不属于内核层，它更多的是编程层面的概念，属于用户态（即协程是由编程语言实现，由开发者自己创建并调用）。
协程与进程、线程相比并不是一个维度的概念，协程不是被操作系统内核所管理的，而是完全由程序所控制，也就是在用户态执行。这样带来的好处是性能大幅度的提升，因为不会像线程切换那样消耗资源。
Q3:Golang 旧版调度器是什么？有什么缺点？
GM 模型，G是协程，M是线程。M 想要执行、放回 G 都必须访问全局 G 队列，并且 M 有多个，即多线程访问同一资源需要加锁进行保证互斥 / 同步，所以全局 G 队列是有互斥锁进行保护的。
缺点：
- 创建、销毁、调度 G 都需要每个 M 获取锁，这就形成了激烈的锁竞争。
- M 转移 G 会造成延迟和额外的系统负载。比如当 G 中包含创建新协程的时候，M 创建了 G’，为了继续执行 G，需要把 G’交给 M’执行，也造成了很差的局部性，因为 G’和 G 是相关的，最好放在 M 上执行，而不是其他 M’。
- 系统调用 (CPU 在 M 之间的切换) 导致频繁的线程阻塞和取消阻塞操作增加了系统开销。
Q4:G、M、P 分别指代什么？
GMP 在 Golang 里就是三种数据结构，它们的功能是：
- G: goroutine，协程
- M：thread，线程
- P：Processor，处理器
Q5:为什么要有 P？解决了什么问题？
P 负责 G 和 M 之间的调度。一般来说一个 P 必定会绑定一个 M，同时持有一个队列，这样新创建的 G 就会加入到 P 的队列中，接着被 M 执行。解决了 GM 模型中的三个缺点：锁竞争，资源消耗高，线程阻塞。
Q6:G、M、P 的数量关系应该是如何的？
G 和 M 都有一个全局队列，G 和 M 在全局队列的时候就是睡眠状态。P 的数量是一定的，通过启动时环境变量 $GOMAXPROCS 或者是由 runtime 的方法 GOMAXPROCS() 决定。在一般情况下，（不考虑全局队列中睡眠的M），P 和 M 的数量是 1:1，而 G 和 P 的数量是 N:1。
Q7:G、M、P 到底是怎么调度的（关键）？
实际的模型中，为了线程(M)的复用，有以下两个机制：
- work stealing 机制：当本线程无可运行的 G 时，尝试从其他线程绑定的 P 偷取 G，而不是销毁线程。
- hand off 机制：当本线程因为 G 进行系统调用阻塞时，线程释放绑定的 P，把 P 转移给其他空闲的线程执行。
先明确整个调度的框架：多个 M、每个 M 绑定一个 P，每个 P 拥有一个 G 队列，除此之外还有全局的 G 队列和 M 队列。
- 对于一个新产生的 G，它默认会出现在 spawn 该 G 的 G 的 M 对应的 P 拥有的 G 队列，如果队列满了，队列会把一半的 G 放到全局队列中，把当前 G 插入。
- 如果 G 队列空了，那么 P 会尝试从全局 G 队列拿，如果没有那就尝试着去其他 P 队列偷。
- 如果 M 执行一个 G，但此时堵塞了，那么 P 不会等待，它会尝试从全局 M 队列获取睡眠的 M，如果没有就创建一个 M，然后该 P 绑定上 M。那个阻塞的 M 在完成任务后会进入到全局 M 队列。