Go线程实现模型-P

P

P是G能够在M中运行关键。Go的运行时系统会适时地让P与不同的M建立或断开关联，以使P中的那些可运行的G能够及时获得，这与操作系统内核在CPU之上实时切换不同进程或线程的情况类似

改变单个Go程序间拥有的P的最大数量有两种方法

P的最大数量实际上是对程序中并发运行的G的规模的现实。P的数量即为可运行G的队列的数量。

一个G在被启用后，会先被追加到某个P的可运行G队列中，以等待时机。一个P只有与一个M关联在一起，才会使其可运行G队列中的G有机会运行

不过，设置P的最大数量只能限制住P的数量，而对G和M的数量没有任何约束。

使用了runtime.GoMAXRPOCS后，会暂时使P都脱离运行状态，并试图阻止任何用户级别的G的运行。只有在新P最大值设定完成后，运行时系统才会开始陆续恢复它们

当M因系统调用而阻塞(运行的G进入了系统调用)的时候，运行时系统会把该M和与之关联的P分离出来

这时，如果这个P的可运行G队列中还没有未被运行的G，那么运行时系统就会找到一个空闲M，或创建一个新的M，并与该P关联以满足这些G的运行需要

因此，M的数量在很多时候也都会比P多。而G的数量，一般取决于Go程序本身

在确定P最大数量之后，运行时系统会根据这个数值重整全局的P列表(runtime.allp)。与全局M列表类似，该列表中包含了当前运行时系统创建的所有P

运行时系统会把这些P中的可运行G全部取出，并放入调度器的可运行G队列中。被转移的那些G，会在以后经由调度再次放入某个P的可运行G队列

与空闲M列表类似，运行时系统中也存在一个调度器的空闲P列表(runtime.sched.pidle)。当一个P不再与任何M关联的时候，运行时系统会把放入该列表

而当运行时系统需要一个空闲的P关联某个M的话，会从此列表中取出一个。注意，P进入空闲P列表的一个前提是它的可运行G列表必须为空

例如，在重整全局P列表的时候，P在被清空可运行G队列之后，才会被放入空闲P列表

Pidle: 此状态表明当前P未与任何M存在关联

Prunning: 此状态表明当前P正在与某个M关联

Psyscall: 此状态表明当前P中的运行的那个G正在进行系统调用

Pgcstop: 此状态表明运行时系统需要停止调度。例如运行时系统在开始垃圾回收的某些步骤前，就会试图把全局P列表中的所有P都置于这个状态

P 创建之初的状态是Pgcstop，虽然这并不意味这时进行垃圾回收。不过，P处于这一初始状态的时间非常短暂

初始化之后，运行时系统会将其状态设置为pidle,并放入调度器的空闲P列表

图中可见，非Pdead状态的P都会在运行时系统欲停止调度时被置于Pgcstop状态，然后统一转换为Pidle状态，并公平地接受再次调度

另一方面，非Pgcstop状态的P都可能因全局P列表的缩小而被认为是多余的，并被置于Pdead状态。同时P被转换为Pdead前，其可运行G队列的G都会转移到调度器的可运行G队列，而它的自由G列表中的G也都会被转移到调度器的自由G列表中

每个P中除了都有一个可运行G队列外，还都包含一个自由G列表，这个列表中包含了一些已经运行完成的G

随着运行完成的G的增多，该列表可能会很长。如果它增长到一定程度，运行时系统就会把其中的部分G转移到调度器的自由G列表中

另一方面，当使用go语句欲启用一个G的时候，运行时系统会试图从相应P的自由G列表中获取一个现成的G，来封装这个go语句携带的函数，仅当获取不到一个G的时候才有可能创建一个新的G

考虑到由于相应P的自由G列表为空获取不到自由G的情况，运行时系统会在发现其中的自由G太少时，预先尝试从调度器的自由G列表中转移过来一些G。如此一来，只有在调度器的自由G列表也弹尽粮绝的时，才会有新的G被创建。这在很大程度上提高了G的复用率

在P的结构中，可运行G队列和自由G列表最重要的两个成员。至少对于Go语言的是这样，它们间接地体现了运行时系统对G的调度情况