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前言
原文：Go's work-stealing scheduler
Go scheduler的工作是向运行在一个或多个处理器上的OS线程上分发可运行的goroutines。在多线程计算中，调度会出现两种形式：工作分享和工作窃取。
- 工作分享：当处理器生成新线程时，它会尝试将其中一些线程迁移到其他处理器，并希望它们被闲置或未充分利用的处理器处理。
- 工作窃取：未充分利用的处理器主动寻找其他处理器的线程并“窃取”一些。
与工作共享相比，工作窃取的线程迁移发生频率较低。当所有处理器都有工作要运行时，不会迁移任何线程。只要有空闲处理器，就会考虑迁移。
Go从1.1版本开始加入工作窃取调度，由Dmitry Vyukov提供。本文件将深入解释什么是“work-stealing” 以及go是如何实现的
调度基础知识
Go有一个M：N调度程序，可以使用多个处理器。在任何时候，M goroutines需要在N OS线程上进行调度，这些线程最多可运行处理器的GOMAXPROCS个。Go scheduler对goroutines，线程和处理器使用以下术语：
- G: goroutine
- M: OS thread (machine)
- P: processor
这里有一个特定的本地P和一个全局goroutine队列。每个M需要分配给P。这些P如果被阻塞或正在执行系统调用则可能没有M，在任何时候最多存在GOMAXPROCS个P。在任何时候每个P上只能有一个M，如果需要，调度程序可以创建更多的M。
每轮调度只是简单的找到一个可运行的goroutine并执行它。在每轮调度中，搜索按以下顺序进行：
runtime.schedule() {
// only 1/61 of the time, check the global runnable queue for a G.
// if not found, check the local queue.
// if not found,
// try to steal from other Ps.
// if not, check the global runnable queue.
// if not found, poll network.
}
一旦找到可运行的G，就会执行它直到它被阻止。
注意：看起来全局队列比本地队列有优势，但是为了避免M只在本地队列，直到没有本地队列goroutine剩余，检查一遍全局队列也是至关重要的。
窃取
当创建一个新的G或现有G变为可运行时，它被推送到当前P的可运行goroutine列表。当P完成执行G时，它尝试从自己的可运行goroutine列表中弹出G. 如果列表现在为空，则P选择随机的其他处理器（P）并尝试从其队列中窃取一半可运行的goroutine。
在上面的例子中，P2找不到任何可运行的goroutines。因此，它随机选择另一个处理器（P1）并窃取三个goroutine到它自己的本地队列。P2将能够运行这些goroutine，并且调度程序工作将在多个处理器之间更公平地分布。
旋转线程（spinning threads）
调度程序总是希望向M分配尽可能多的可运行的goroutine以利用处理器，但同时我们需要停止过多的工作来节省CPU和电源。与此相反，调度程序还需要能够处理高吞吐量和CPU密集型程序。
如果性能至关重要，则常量抢占是昂贵的且对于高吞吐量程序也是一个问题。操作系统线程不应经常在彼此之间切换可运行的goroutine，因为它会导致延迟增加。除了存在系统调用之外，OS线程需要不断被阻塞和解除阻塞。这是代价高昂的并且增加了很多开销。
为了最大限度地减少切换，Go调度程序实现了“旋转线程”。旋转线程消耗一些额外的CPU功率，但它们最小化了OS线程的抢占。在以下情况下线程正在旋转
- 被分配了P的M，正在寻找可运行的goroutine。
- 没有P分配的M正在寻找可用的P。
- 如果有空闲的P并且没有其他旋转线程，调度程序也会取消停放一个额外的线程并在准备goroutine时旋转它。
在任何时刻最多有GOMAXPROCS个旋转M。当旋转线程找到工作时，它会使自己脱离旋转状态。
如果存在P赋值的空闲M，则具有P赋值的空闲线程不会阻塞。当创建新的goroutine或M阻塞时，调度程序确保至少有一个旋转M.这确保没有可运行的可运行的goroutine;并避免过多的M阻塞/解除阻塞。
结论
Go调度程序做了很多工作，以避免过多抢占操作系统线程，方法是通过窃取将它们安排到正确和未充分利用的处理器，以及实现“旋转”线程以避免阻塞/解除阻塞过渡的高频发生。
execution tracer可以跟踪调度事件。如果您碰巧认为处理器利用率较低，您可以调查发生了什么。
参考：
