Go并发GMP调度模型

news2024/11/13 18:12:02

如何知道一个对象是分配在栈上还是堆上?

Go和C++不同,Go的逃逸分析是在编译器完成的;go局部变量会进行逃逸分析。如果变量离开作用域后没有被引用,则优先分配到栈上,否则分配到堆上。那么如何判断是否发生了逃逸呢?

go build -gcflags '-m -m -l' xxx.go.

关于逃逸的可能情况:变量大小不确定,变量类型不确定,变量分配的内存超过用户栈最大值,暴露给了外部指针。如果变量内存占用较大时,优先放在堆上;如果函数外部没有引用,优先放在栈中;如果变量在函数外部存在引用;必定在堆中。

为什么有协程泄露(Goroutine Leak)?

协程泄漏是指协程创建之后没有得到释放。主要原因有:

  1. 缺少接收器,导致发送阻塞
  2. 缺少发送器,导致接收阻塞
  3. 死锁。多个协程由于竞争资源导致死锁。
  4. 创建协程的没有回收。

go内存管理机制。

golang内存管理基本是参考tcmalloc来进行的。go内存管理本质上是一个内存池,只不过内部做了很多优化:自动伸缩内存池大小,合理的切割内存块。

一些基本概念:

页Page:一块8K大小的内存空间。Go向操作系统申请和释放内存都是以页为单位的。

span : 内存块,一个或多个连续的 page 组成一个 span 。如果把 page 比喻成工人, span 可看成是小队,工人被分成若干个队伍,不同的队伍干不同的活。

sizeclass : 空间规格,每个 span 都带有一个 sizeclass ,标记着该 span 中的 page 应该如何使用。使用上面的比喻,就是 sizeclass 标志着 span 是一个什么样的队伍。

object : 对象,用来存储一个变量数据内存空间,一个 span 在初始化时,会被切割成一堆等大的 object 。假设 object 的大小是 16B , span 大小是 8K ,那么就会把 span 中的 page 就会被初始化 8K / 16B = 512 个 object 。所谓内存分配,就是分配一个 object 出去。

mheap

一开始go从操作系统索取一大块内存作为内存池,并放在一个叫mheap的内存池进行管理,mheap将一整块内存切割为不同的区域,并将一部分内存切割为合适的大小。

编辑切换为

mheap.spans :用来存储 page 和 span 信息,比如一个 span 的起始地址是多少,有几个 page,已使用了多大等等。

mheap.bitmap 存储着各个 span 中对象的标记信息,比如对象是否可回收等等。

mheap.arena_start : 将要分配给应用程序使用的空间。

mcentral

用途相同的span会以链表的形式组织在一起存放在mcentral中。这里用途用sizeclass来表示,就是该span存储哪种大小的对象。

找到合适的 span 后,会从中取一个 object 返回给上层使用。

mcache

为了提高内存并发申请效率,加入缓存层mcache。每一个mcache和处理器P对应。Go申请内存首先从P的mcache中分配,如果没有可用的span再从mcentral中获取。

参考资料:Go 语言内存管理(二):Go 内存管理

go如何进行调度的?GMP中状态流转。

Go里面GMP分别代表:G:goroutine,M:线程(真正在CPU上跑的),P:调度器Processor

调度器是M和G之间桥梁。

go进行调度过程:

  • 某个线程尝试创建一个新的G,那么这个G就会被安排到这个线程的G本地队列LRQ中,如果LRQ满了,就会分配到全局队列GRQ中;
  • 尝试获取当前线程的M,如果无法获取,就会从空闲的M列表中找一个,如果空闲列表也没有,那么就创建一个M,然后绑定G与P运行。
  • 进入调度循环。
  • 找到一个合适的G。
  • 执行G,完成以后退出。
  • 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。

Go什么时候发生阻塞?阻塞时,调度器会怎么做。

  • 用于原子、互斥量或通道操作导致goroutine阻塞,调度器将把当前阻塞的goroutine从本地运行队列LRQ换出,并重新调度其它goroutine;
  • 由于网络请求IO导致的阻塞,Go提供了网络轮询器(Netpoller)来处理,后台用epoll等技术实现IO多路复用。

其它回答:

  • channel阻塞:当goroutine读写channel发生阻塞时,会调用gopark函数,该G脱离当前的M和P,调度器将新的G放入当前M。
  • 系统调用:当某个G由于系统调用陷入内核态,该P就会脱离当前M,此时P会更新自己的状态为Psyscall,M与G相互绑定,进行系统调用。结束以后,若该P状态还是Psyscall,则直接关联该M和G,否则使用闲置的处理器处理该G。
  • 系统监控:当某个G在P上运行的时间超过10ms时候,或者P处于Psyscall状态过长等情况就会调用retake函数,触发新的调度。
  • 主动让出:由于是协作式调度,该G会主动让出当前的P(通过GoSched),更新状态为Grunnable,该P会调度队列中的G运行。

Go中GMP有哪些状态?

G的状态:

_Gidle:刚刚被分配并且还没有被初始化,值为0,为创建goroutine后的默认值

_Grunnable: 没有执行代码,没有栈的所有权,存储在运行队列中,可能在某个P的本地队列或全局队列中(如上图)。

_Grunning: 正在执行代码的goroutine,拥有栈的所有权(如上图)。

_Gsyscall:正在执行系统调用,拥有栈的所有权,与P脱离,但是与某个M绑定,会在调用结束后被分配到运行队列(如上图)。

_Gwaiting:被阻塞的goroutine,阻塞在某个channel的发送或者接收队列(如上图)。

_Gdead: 当前goroutine未被使用,没有执行代码,可能有分配的栈,分布在空闲列表gFree,可能是一个刚刚初始化的goroutine,也可能是执行了goexit退出的goroutine(如上图)。

_Gcopystac:栈正在被拷贝,没有执行代码,不在运行队列上,执行权在系统线程上

_Gscan : GC 正在扫描栈空间,没有执行代码,可以与其他状态同时存在。

P的状态:

_Pidle :处理器没有运行用户代码或者调度器,被空闲队列或者改变其状态的结构持有,运行队列为空

_Prunning :被线程 M 持有,并且正在执行用户代码或者调度器(如上图)

_Psyscall:没有执行用户代码,当前线程陷入系统调用(如上图)

_Pgcstop :被线程 M 持有,当前处理器由于垃圾回收被停止

_Pdead :当前处理器已经不被使用

M的状态:

自旋线程:处于运行状态但是没有可执行goroutine的线程,数量最多为GOMAXPROC,若是数量大于GOMAXPROC就会进入休眠。

自旋线程:处于运行状态有可执行goroutine的线程。

Pool

  • 应用场景(GC,堆,性能优化,常见)
    • Go是一个门有垃圾回收的语言,但是如果想要开发高性能的应用程序,就需要考虑GC带来的性能的影响,Go的GC是有一个STW时间的,而且大量创建在堆上的对象也会影响GC的时间,所以一般做性能优化的时候会考虑采用对象池的方式,比较常见的有数据库连接池,tcp长连接、动态buffer池等待。
  • 基本概念(由于需求,保存,线安,不可copy)
    • 正是基于以上的需求,Go提供了Pool数据类型。Pool用来保存一组可独立访问的临时对象。Pool本身是线程安全的,可以并发的存取对象。Pool一旦使用则不可再复制。
  • 基本用法(三方法NGP,New字段,Get、Put)
    • Pool结构体提供了三个方法,分别是New、Get、Put。Pool结构体有一个字段叫New,它的类型是一个无参数返回值为interface的函数,当Get方法获取不到对象时,会调用New方法创建一个新的对象,如果没有设置这个参数,那么Get方法在获取不到对象的时候会返回nil。Get方法用于在Pool中获取一个对象,Put方法用于存储一个对象到pool池当中。
  • 实现原理(https://zhuanlan.zhihu.com/p/616436531)
  • 易错场景(元素很大、占内存大、不可回收、解决;内存浪费、解决)
    • 关于Pool的易错场景主要有两个,一个是内存泄漏,另一个是内存浪费。
      • 内存泄露是说由于疏忽或者错误导致未使用的内存没有被释放。比如在在动态buffer池当中的元素的底层数组很大,而且因为pool回收的机制,这些大的buffer可能不被回收,这就导致了内存泄漏问题。解决方案是在put时先判断内存大小,再决定是否要放回池子。
      • 第二个是内存浪费,这种情况是buffer很大,而实际需要的buffer通常很小,这是一种内存浪费现象,解决方案是将buffer池分成几个不同大小的池子,比如小于512byte的buffer占一个池子,小于1k的buffer占一个池子等等,这样就可以根据需要选择不同大小的buffer了。

个人博客网站:pengfei – zpf的个人网站

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1947131.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

VMWare 16 安装

1、下载地址 VMware-workstation-full-16.2.4-20089737 2、激活码 VM16:ZF3R0-FHED2-M80TY-8QYGC-NPKYF 3、安装步骤 修改一下【安装位置】,将【增强型键盘驱动程序(需要重新引导以使用此功能()此功能要求主机驱动器上具有 10MB 空间。】【将 wMware…

【LLM】-07-提示工程-聊天机器人

目录 1、给定身份 1.1、基础代码 1.2、聊天机器人 2、构建上下文 3、订餐机器人 3.1、窗口可视化 3.2、构建机器人 3.3、创建JSON摘要 利用会话形式,与具有个性化特性(或专门为特定任务或行为设计)的聊天机器人进行深度对话。 在 Ch…

钉钉 ai卡片 stream模式联调

sdk连接 新建卡片模板下载node.js sdkconfig.json 配置应用信息 启动项目npm i npm run build npm run start连接成功 获取卡片回调 注册卡片回调事件调用https://api.dingtalk.com/v1.0/card/instances 创建卡片实例,返回实例Id //参数结构 {"cardTempla…

同花顺股票数据逆向:Cookie加密和Hook注入

🔍 思路与步骤详解 🌐 抓包解析接口 首先,我们使用抓包工具对同花顺的股票数据接口进行分析,发现其中的Cookie参数经过了加密处理。 接下来,我们需要深入挖掘这些加密参数的生成位置。 🛠 hook注入 对于…

信号的运算

信号实现运算,首先要明确,电路此时为负反馈电路,当处于深度负反馈时,可直接使用虚短虚断。负反馈相关内容可见:放大电路中的反馈_基极反馈-CSDN博客https://blog.csdn.net/qq_63796876/article/details/140438759 一、…

【深度学习总结】基于U-Mamba使用nnUNetv2处理BraTS挑战赛数据

基于U-Mamba使用nnUNetv2处理BraTS挑战赛数据 【深度学习总结】基于U-Mamba使用nnUNetv2处理BraTS挑战赛数据U-Mamba介绍数据集下载环境准备数据集准备运行其他2D网络结构UMambaBot的模型结构UMambaEnc的模型结构 【深度学习总结】基于U-Mamba使用nnUNetv2处理BraTS挑战赛数据 …

matlab仿真 数字基带传输(下)

(内容源自详解MATLAB/SIMULINK 通信系统建模与仿真 刘学勇编著第六章内容,有兴趣的读者请阅读原书) clear all Fd1;%符号采样频率 Fs10;%滤波器采样频率 r0.2;%滤波器滚降系数 delay4;%滤波器时延 [num,den]rcosine(Fd,Fs,defau…

使用LLaMA-Factory对Llama3-8B-Chinese-Chat进行微调

文章目录 模型及数据:模型下载数据 LLaMA-Factory启动拉取代码启动webui 模型训练数据导入数据预览设置模型路径配置参数及参数的保存开始训练 过程观察加载模型、对话模型导出、再次加载 模型及数据: 模型下载 使用基于中文数据训练过的 LLaMA3 8B 模…

Java基本数据类型与String类型的转换

目录 基本数据类型和Strng类型的转换 第一种方法 第二种方法 将字符串转成字符 注意事项 本章练习题 题1 题2 基本数据类型和Strng类型的转换 第一种方法 使用号和" "即可完成转换 第二种方法 第二种方法是通过基本类型的包装类调用parsexx方法 将字符…

计算机视觉与图像分类:技术原理、应用与发展前景

引言 随着科技的不断进步,计算机视觉逐渐成为了人工智能领域的重要分支之一。计算机视觉旨在让计算机具备“看懂”图像和视频的能力,从而理解和分析视觉信息。作为计算机视觉中的一个关键任务,图像分类涉及将输入的图像归类到预定义的类别中&…

Ubuntu20.04安装Elasticsearch

简介 ELK(Elasticsearch, Logstash, Kibana)是一套开源的日志管理和分析工具,用于收集、存储、分析和可视化日志数据。以下是如何在Ubuntu服务器上安装和配置ELK堆栈以便发送和分析日志信息的步骤。 安装Elasticsearch 首先,安…

使用 vSphere vCenter 管理 ESXi

使用 vSphere vCenter 管理 ESXi 1、新建数据中心 在 vSphere Client 中,左上角图标,进入 “清单”,鼠标右键名称,新建数据中心。 输入数据中心名称,我这里直接使用默认值,点击确定。 2、往数据中心中添加…

html+css 边框滑动按钮效果

前言:哈喽,大家好,今天给大家分享htmlcss 绚丽效果!并提供具体代码帮助大家深入理解,彻底掌握!创作不易,如果能帮助到大家或者给大家一些灵感和启发,欢迎收藏关注哦 💕 文…

QT:控件圆角设置、固定窗口大小

实现控件圆角度设置//使用的是setStyleSheet方法 //改变的控件是QTextEdit,如果你想改变其他控件,将QTextEdit进行更换 this->setStyleSheet("QTextEdit{background-color:#FFFFFF;border-top-left-radius:15px;border-top-right-radius:15px;bo…

Qt多语言功能实现

本文介绍Qt多语言功能实现。 应用程序多语言支持是常用功能,比如产品需要出口到不同语种的国家。采用Qt的多语言支持工具可以方便实现应用程序的多语言功能。本文以中英文语言切换为例,简要介绍Qt的多语言功能实现。 1.界面设计 界面设计需要考虑使用…

AWS 中国区同账号0etl integration配置步骤

中国区的AWS支持0etl integration已经一段时间了,目前北京区和宁夏区均支持。中文翻译为零ETL集成。 当前支持的引擎是Aurora MySQL数据托管式导出到Redshift. Global区域支持Aurora PostgreSQL. 中国区后续也会陆续出现此功能的。 功能介绍文档: 【1…

读取DS18B20温度、测量环境温度信息(单只DS18B20写法)

一、前言 1.1 功能介绍 随着工业自动化和智能家居技术的不断发展,精确测量和监控环境温度变得尤为重要。在许多应用场景中,如仓库管理、温室控制、空调系统以及工业制造过程中,实时准确地获取环境温度信息对于保障设备正常运行、提高能源利…

Python面试宝典第19题:最小路径和

题目 给定一个包含非负整数的m x n网格grid,请找出一条从左上角到右下角的路径,使得路径上的数字总和为最小。说明:每次只能向下或者向右移动一步。 示例 1: 输入:grid [[1, 3, 1], [1, 5, 1], [4, 2, 1]] 输出&…

【帆软报表开发】决策系统挂载报表

登陆决策系统 点击服务器->报表平台管理登陆或者输入网址http://IP:端口号/webroot/decision登陆(默认端口号:8075) 第一次需要输入超级管理员的用户名和密码,然后登陆决策系统 成功登陆决策系统 报表模板所在位置 制作好的报…

PHP安全编程宝典:30000字精细解析

文章目录 基础语法单双引号的区别前后端分离数据类型PHP常量函数var_dump函数count函数print_r函数**readfile()函数****file_get_contents()函数****file_put_contents()函数**header函数fopen函数fread 函数rename函数copy()函数…