Go调度系列--GMP状态流转(四)

前言

在GMP中各个元素在调度器的调度下其实有各种不同的状态转换，比如goroutine就定义了比如_Gidle、_Grunnable、_Grunning、_Gsyscall和_Gwaiting这些状态，在不同的场景中实现这些状态进行不同的转换。

G状态转换

goroutine的状态在runtime/runtime2.go中，_Gidle中被定义为iota，声明为一个无类型整数序号 0，其他定义的枚举逐步进行递增。

// _Gidle means this goroutine was just allocated and has not
// yet been initialized.
_Gidle = iota // 0

_Grunnable // 1
...

Goroutine 枚举的这些状态有以下几种：

1. _Gidle = 0 goroutine刚刚被分配并且还没有被初始化
2. _Grunnable = 1 没有执行代码，没有栈的所有权，存储在运行队列中
3. _Grunning = 2 可以执行代码，拥有栈的所有权，被赋予了内核线程 M 和处理器 P
4. _Gsyscall = 3 正在执行系统调用，没有执行用户代码，拥有栈的所有权，被赋予了内核线程 M 但是不在运行队列上
5. _Gwaiting = 4 由于运行时而被阻塞，没有执行用户代码并且不在运行队列上，但是可能存在于 Channel 的等待队列上。若需要时执行ready()唤醒
6. _Gdead = 6 没有被使用，可能刚刚退出，或在一个freelist；也或者刚刚被初始化；没有执行代码，可能有分配的栈也可能没有；G和分配的栈（如果已分配过栈）归刚刚退出G的M所有或从free list 中获取

其中有几个状态是不用去理会的：_Genqueue_unused（目前未使用）_Gcopystack=8 （不在运行队列上） _Gpreempted=9 （没有执行用户代码） _Gscan=10 GC （没有执行代码，可以与其他状态同时存在 ）

G状态流转

M状态转换

M本身其实是无状态的，不过我们可以根据M是否空闲，执行代码，休眠等这些情况将M的列举一些当前行为。

1. 自旋中：(spinning) M正在从运行队列中获取G，这个时候M拥有一个P
2. 执行代码：M正在执行go代码，此时M拥有一个P
3. 执行原生代码中：M正在执行原生代码或者阻塞的syscall，此时的M不会拥有P
4. 休眠中：M发现无待运行的G时会进入休眠，并添加到空闲M链表中

M状态

P状态转换

p的底层结构和状态枚举跟g在同一个文件中，主要定义了一下几种状态：

const (
   _Pidle = iota
   _Prunning
   _Psyscall 
   _Pgcstop
   _Pdead
)

type p struct {
   id          int32
   status      uint32 // one of pidle/prunning/...与状态相关  
   ...
   runq     [256]guintptr //p本地队列 默认容量为256个G
   runnext guintptr  //下一个将要运行的G
}

• Pidle：当前p尚未与任何m关联，处于空闲状态
• Prunning：当前p已经和m关联，并且正在运行g代码
• Psyscall：当前p正在执行系统调用
• Pgcstop：当前p需要停止调度，一般在GC前或者刚被创建时
• Pdead：当前p已死亡，不会再被调度

P状态流转

在P创建之初或结束gc后，会被置为Pgcstop状态，在完成初始化之后，会进入Pidel状态，进入该状态后的P可被调度器调度，当P与某个M相关联时，会进入到Prunning状态，当其执行系统调用时，会进入到Psyscall状态，当P应为全局P列表的缩小而被删除时会进入Pdead状态，不会再进行状态流转和调度。当正在执行的P由于某些原因停止调度时，会统一流转成Pidle空闲状态，等待调度，避免线程饥饿。