简介
Go中的协程叫做goroutine，Go通过协作式的调度机制，将一组可复用的函数运行在一组系统线程之上，实现高效的并发。
GMP模型的组成
Go中goroutine的调度由运行时负责，Go运行时包含一个协作式调度器，GMP模型是这个协作式调度器的核心机制。GMP分别代表模型中的三种成员：
- G：goroutine，Go中的轻量级线程，每个G包含要执行的函数、栈等信息。
- M：machine，内核线程，Go运行时的工作线程，由操作系统调度。
- P：processor，处理器，负责执行Go调度器的逻辑，调度G到M上运行，每个P维护一个可运行G的队列。
除此之外，GMP模型中有一个全局队列：
- 全局队列：维护一个G队列，存放等待运行的G。新建G时，优先存放到P的本地队列，如果P的队列满了，会把P的本地队列的一半的G移动到全局队列。
GMP模型设计思想
先了解设计策略，再理解工作流程和原理，GMP有5个比较重要的设计策略：
- work stealing机制：本线程M没有可运行的G时，尝试从其它线程绑定的P偷取G，而不是销毁线程。复用线程，避免频繁创建。
- hand off机制：本线程M因为某个G进行系统调用阻塞时，线程M会释放绑定的P，把P转移给其它空闲的线程进行。线程M就可以执行其队列中的其它G，避免阻塞。
- 并行：GOMAXPROCS可以设置P的数量，最多由GOMAXPROCS个线程在CPU上运行，既利用了并行，又限制了并发程度。
- 抢占：Go的调度器是协作式的，为了防止其它goroutine被饿死，调度器添加了抢占的思想，一个goroutine最多占用CPU10ms。
- 全局队列：存放多出来的G，并且M的work stealing从其他P偷不到G，可以从全局队列获取G。
GMP模型工作流程
先弄清楚P和M的数量和创建时机，然后分析一个多协程Go程序的工作流程。
P和M的数量和创建时机
Go的二进制程序启动时会创建固定数量的P，这个固定数量由3个因素确定，优先级从大到小依次为
- runtime的GOMAXPROCS方法：在Go程序中指明P的数量为n，二进制运行时会默认创建n个P。
- 环境变量GOMAXPROCS：有Go编程环境，或者主动设置这个环境变量的话，二进制运行时会默认创建$GOMAXPROCS个P。
- CPU核心数：自动检测CPU核心数n，二进制运行时默认创建n个P。（比如构建的二进制文件到无Go环境的服务器上运行）
M的数量有上限的，通过GOMAXTHREADS设置，但是一般不会达到这个限制。M是按需创建、动态分配的，我们需要重点关注M的创建时机，有两个原则：
- 复用原则：Go运行时会维护一个线程池。如果一个线程M执行完了队列中的G，变为空闲状态，不会立即销毁，而是回到线程池中。程序需要新的线程的时候，优先复用线程池中空闲的M，如果线程池中没有足够的M，才会真正的创建M。
- 创建原则：如果没有足够的M关联P并且运行其中可运行的G，线程池中也没有空闲线程，这时候会创建新的线程M。
主程序启动
在描述主程序启动前，需要了解G0的作用，它是每次启动一个M都会第一个创建的goroutine，用于执行调度器相关的任务。每一个M都有一个专属的G0，不会在其它M上运行，而且只会在调度器需要时被切换出来运行。
一个多协程主程序启动包含以下步骤：
- runtime 启动：入口函数是runtime.main()，会进行一系列初始化操作
- 创建主线程M0和对应的goroutine G0，M0负责执行初始化和启动第一个G，之后就和普通的M一样。
- 调度器初始化：初始化M0、垃圾回收和所有P列表。
- 为runtime.main创建一个goroutine，加入到一个P本地队列中，然后和M0绑定。
- M0从P的本地队列获取G:即runtime.main对应的goroutine。M根据G中的栈信息和调度信息设置运行环境，运行G。
- main.main(我们写的主函数)被调用：runtime.main会调用main.main，这个runtime.main对应的goroutine会执行main.main。
- main.main创建协程：我们写的主函数会创建goroutine，即新的G，会优先放到当前P队列，满了的话会放入全局队列。如果其它的P中没有G，这个G会被work stealing到其它P里面，寻找或者创建新的线程M运行。
- main.main退出：runtime.main对应的goroutine继续执行Defer和Panic处理，或者runtime.exit退出程序。如果没有使用适当的同步机制，例如WaitGroup、channel、sleep等，即使还有没执行完的G，程序也会退出。