Golang 協(xié)程Goroutine到底是怎么回事?(二)
“?協(xié)程不僅只有調(diào)度，還需要配套的齊全設(shè)備，比如協(xié)程鎖，定時器，條件變量等”
上一篇從協(xié)程的通用原理講起，講了通Golang的協(xié)程，使用一個完成的協(xié)程，必須要配合完善的配套設(shè)備，協(xié)程鎖，定時器等，這篇文章就是描述于此。
Golang 協(xié)程鎖，定時器，是怎么回事？系統(tǒng)調(diào)用又有什么特殊，G-M鎖定是什么？
協(xié)程鎖
之前提到，協(xié)程使用之后，是必須配套實現(xiàn)一些配件的。關(guān)鍵就是要保證在執(zhí)行g(shù)oroutine的時候不阻塞。最典型的的就是鎖、timer、系統(tǒng)調(diào)用這三個方面。其中鎖必須要是協(xié)程鎖。
舉例：某個場景，任務(wù)A需要修改Z，任務(wù)B也需要修改Z。如果是串行系統(tǒng)，A執(zhí)行完了，再執(zhí)行B，那么不會有問題。A -> B ?，F(xiàn)在A，B是goroutine，可以并發(fā)執(zhí)行，那么在操作Z的時候我們必須要有保證串行化的機制。
CO_LOCK{#處理邏輯}CO_UNLOCK
現(xiàn)在的關(guān)鍵點就是，我們不能直接用之前的mutex鎖，或者是自旋鎖。這樣會嚴重影響并發(fā)，或者導(dǎo)致死鎖。而必須配套實現(xiàn)協(xié)程鎖。
sync.Mutex.Lock-> runtime_SemacquireMutex-> sync_runtime_SemacquireMutex-> semacquire1 // runtime/sema.go
當加鎖失敗，則保存上下文，把自己賦值到一個sudog結(jié)構(gòu)里
掛接到鎖內(nèi)部相關(guān)隊列里（semaRoot），root.queue() 。
調(diào)用goparkunlock主動切走，切到調(diào)度協(xié)程
sync.Mutex.Unlock-> runtime_Semrelease-> sync_runtime_Semrelease-> semrelease1
解鎖
取出這個鎖內(nèi)部等待隊列的一個元素（g）
調(diào)用goready喚醒goroutine，投入隊列中，等待執(zhí)行?
現(xiàn)在就以A, B任務(wù)同時處理Z來舉例：
A因為要修改Z，所以加了協(xié)程鎖
加鎖之后，由于處理一些其他的邏輯，因為某些等待事件，又把cpu切到M.g0調(diào)度了 （yield）；注意了還沒有放鎖
這個時候M把B拿過來執(zhí)行，yield to B
B也要修改Z，這個時候發(fā)現(xiàn)鎖已經(jīng)被加上了，于是把自己掛到鎖結(jié)構(gòu)里面去
然后B直接切走，yield to M.g0
現(xiàn)在A的事件滿足了，M.g0 重新調(diào)度到A執(zhí)行，yield to A
A 從剛剛切走的地方開始執(zhí)行，然后放鎖
注意了，放鎖這里就會把B這個協(xié)程任務(wù)從鎖隊列中摘除，加到調(diào)度隊列中，
A執(zhí)行完成之后，M.g0 調(diào)度B執(zhí)行
B從剛剛加鎖的地方喚醒，于是加上鎖了。然后走鎖內(nèi)邏輯，走完就放鎖
以上就是協(xié)程鎖的實現(xiàn)原理。保證A,B在修改Z的時候必須串行化。（旁白：加鎖其實就是入隊，串行入隊，解鎖就是出隊，串行出隊喚醒）
timer
time的實現(xiàn)原理：
time.Sleep()的時候先創(chuàng)建好timer結(jié)構(gòu)體，掛到哈希表
確保創(chuàng)建了一個goroutine（timeproc），這個會不斷檢查超時的timer
調(diào)用gopark保存棧，切到調(diào)度
timeproc循環(huán)檢查，當發(fā)現(xiàn)有超時的timer的時候，調(diào)用goready，把這個掛到運行隊列里，等待運行
系統(tǒng)調(diào)用
對于某些系統(tǒng)調(diào)用，可能是會導(dǎo)致阻塞的，所以這個也必須封裝才能讓goroutine有讓出cpu的機會。go內(nèi)部實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用會在前后包裝兩個函數(shù)：
entersyscallexitsyscall
解決syscall可能導(dǎo)致的問題關(guān)鍵就在這兩個函數(shù)。這兩個函數(shù)主要做了這些事情
entersyscall
設(shè)置p的狀態(tài)為 _Psyscall
暫時解除P->M的綁定。但是M是有路徑找到P的。并且雖然解除了P->M的綁定，但是這里并不會把P綁定到其他的M
exitsyscall
先嘗試綁定到之前P
如果之前的P已經(jīng)被sysmon處理掉了，那么則挑選一個空閑的P
如果還不行，則掛到全局隊列sched里面去
（旁白：封裝這兩個函數(shù)，就是為了監(jiān)控，不能讓這一個系統(tǒng)調(diào)用阻塞了隊列里所有的任務(wù)。你不能執(zhí)行P了，就讓給別人，就是這個思路）
sysmon線程就是處理_Psyscall狀態(tài)的P，發(fā)現(xiàn)有超時的，則把P找個空閑的綁定，去執(zhí)行P隊列里的協(xié)程任務(wù)。?
G-M鎖定
golang支持了一個G-M鎖定的功能，通過lockOSThread和unlockOSThread來實現(xiàn)。主要是用于一些cgo調(diào)用，或者一些特殊的庫，有些庫是要求固定在一個線程上跑。
G_a鎖定M0 lockOSThread
G_a調(diào)用gosched切走，投入P1隊列
M0調(diào)度，發(fā)現(xiàn)是lockedm，于是讓出P0，自己調(diào)用notesleep睡眠
M1取出G_a，發(fā)現(xiàn)是lockedg，于是讓出P1給M0，并且喚醒M0.?自己變idle，stopm休眠
M0繼續(xù)執(zhí)行G_a
你可以發(fā)現(xiàn)，G_a只在M0上運行，鎖定這段期間，M0也只執(zhí)行了G_a任務(wù)。?
當前go有哪些問題
當前go沒有實現(xiàn)異步io。換句話說，如果在一個goroutine里面使用read/write io的系統(tǒng)調(diào)用，這些都是同步的io調(diào)用。會實實在在的阻塞M的調(diào)度，在遇到io延遲慢的時候，會導(dǎo)致sysmon檢查到M-P超時（10ms），那么就會把M-P解綁，M游離出去執(zhí)行阻塞任務(wù)，分配一個新的M來綁定P執(zhí)行隊列里的任務(wù)。
那么這種情況，雖然沒有完全阻塞死P任務(wù)的執(zhí)行，但是代價非常大，而且可能會導(dǎo)致M的數(shù)量一直飆升。就算沒有這些極限情況，IO的并發(fā)能力相較于aio也是不行的。（旁白：Golang能切走的當前只有網(wǎng)絡(luò)IO，磁盤io走的是系統(tǒng)調(diào)用，協(xié)程切不走）
當前net庫是已經(jīng)實現(xiàn)了底層的patch，aio還沒有實現(xiàn)關(guān)鍵還是aio的復(fù)雜性導(dǎo)致的。?其實很多的工程實踐是通過libaio來實現(xiàn)磁盤io的異步，配合協(xié)程一起使用。
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