Go 并发编程面试题, Go 语言中 g0 栈和用户栈如何切换?

Step 1

Q:: Go 语言中的 g0 栈和用户栈是如何切换的？

A:: 在 Go 语言中，g0 栈是用于执行 Go 运行时代码的栈，而用户栈是用于执行普通 Go 代码的栈。每个 Goroutine 都有一个独立的用户栈，它用于保存函数调用时的局部变量和函数返回地址。当需要执行系统调用或处理运行时的任务时，Go 运行时会切换到 g0 栈执行这些任务，然后再切换回用户栈继续执行用户代码。具体的切换过程通常由 Go 运行时自动管理，开发者不需要手动干预。切换通常发生在调度器上下文切换、系统调用、垃圾回收等场景中。

Step 2

Q:: Go 语言中 Goroutine 的调度机制是如何实现的？

A:: Go 语言采用了一种基于 M:N 调度模型的调度器，其中 M 代表操作系统线程，N 代表 Goroutine。Go 的调度器会将大量的 Goroutine 分配到较少的线程上执行。Go 调度器通过协作式的方式进行调度，也就是说，Goroutine 会在可能导致阻塞的操作或系统调用时主动让出 CPU，以便调度器能够调度其他 Goroutine。调度器的核心包括全局运行队列、每个线程的本地运行队列以及工作窃取机制。

Step 3

Q:: Go 语言的栈空间是如何自动扩展的？

A:: Go 语言中的 Goroutine 是轻量级的，它们的栈空间起初非常小（例如 2KB），但可以根据需要自动增长。栈的扩展过程是由 Go 运行时自动管理的，当一个 Goroutine 需要更多的栈空间时，Go 运行时会分配一个更大的栈，并将原来栈上的数据拷贝到新的栈空间中。这种机制允许 Goroutine 在拥有小的初始内存占用的同时，能够处理递归或深层次的调用。