Go 并发编程面试题, 请介绍 Go Scheduler 的初始化过程?

Step 1

Q:: Go Scheduler 的初始化过程是怎样的？

A:: Go Scheduler 的初始化过程包括以下步骤：

1. 系统启动时会初始化 P (Processor)，数量等于 GOMAXPROCS 值，默认为 CPU 核数。 2. 为每个 P 创建一个本地队列用于存储待执行的 Goroutine。 3. 主线程会创建一个全局运行队列用于存放新建但无 P 可用的 Goroutine。 4. 初始化所有的 M (Machine)，即操作系统线程，并将其与 P 绑定。 5. Scheduler 开始运行，根据全局队列和本地队列的情况，分配 Goroutine 给不同的 M 执行。

Step 2

Q:: Go Scheduler 是如何处理抢占调度的？

A:: Go Scheduler 使用了多种机制来实现抢占调度：

1. Goroutine 的运行时间超过了设定的时间片（10ms），调度器会尝试将该 Goroutine 标记为被抢占。 2. 调度器还会在 Goroutine 的函数调用、系统调用或垃圾回收点等时机插入检查点，以确保它不会长期占用 CPU。 3. 当一个 Goroutine 被标记为被抢占时，它将在下次返回调度器时被强制调度。

Step 3

Q:: Go Scheduler 如何处理全局队列和本地队列的平衡？

A:: Go Scheduler 通过 'work stealing' 机制来平衡全局队列和本地队列：

1. 当一个 P 的本地队列为空时，它会尝试从全局队列中偷取一个 Goroutine 来执行。 2. 如果全局队列也为空，P 会尝试从其他 P 的本地队列中偷取一半的 Goroutine。 3. 通过这种方式，Go Scheduler 保证了所有 P 都能保持忙碌，从而提高系统的吞吐量。

Step 4

Q:: GOMAXPROCS 的作用是什么？

A:: GOMAXPROCS 是 Go 语言运行时用于限制并发处理的一个重要参数。它决定了系统中可以并行运行的最大操作系统线程数（即 P 的数量）。

当 GOMAXPROCS 设置较小时，系统中的 Goroutine 会在有限的线程之间调度执行，可能会出现阻塞等待的情况；而设置较高的 GOMAXPROCS 则可以提高并行度，但也可能导致上下文切换开销增大。