GMP 模型中的 Goroutine 状态

目录

• 1. _Grunnable（可运行状态）
• 2. _Grunning（运行中状态）
• 3. _Gsyscall（系统调用状态）
• 4. _Gwaiting（等待/阻塞状态）
• 5. _Gdead（终止状态）

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Go 语言 GMP 模型中的 Goroutine 状态反映了其在调度过程中的不同阶段。以下是各状态的详细说明：

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1. _Grunnable（可运行状态）

• 定义：Goroutine 已准备就绪，等待被分配到操作系统线程（M）执行。
• 场景：
  • 刚被创建的 Goroutine（未开始运行）。
  • 从阻塞状态唤醒（如 channel 有数据可读）。
  • 被抢占或分时调度器主动让出后的状态。
• 行为：
  • 位于本地的 P 运行队列（或全局运行队列）中等待调度。

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2. _Grunning（运行中状态）

• 定义：Goroutine 正在占用一个 M 执行用户代码。
• 关键规则：
  • 一个 P 同一时刻最多有一个 Goroutine 处于此状态（因为 P 绑定到一个 M 上执行）。
• 场景：
  • 正在执行用户逻辑或非阻塞的系统调用。
• 状态转换：
  • 收到抢占信号（如时间片用完或手动调用 Gosched()） → 转为 _Grunnable。
  • 主动阻塞（如等待 channel） → 转为 _Gwaiting。
  • 执行系统调用 → 转为 _Gsyscall（若调用非阻塞）。

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3. _Gsyscall（系统调用状态）

• 定义：Goroutine 正在执行阻塞式系统调用（如文件 I/O、网络请求）。
• 调度影响：
  • 系统调用期间，关联的 M 会被解绑并阻塞，对应的 P 可能会被释放给其他空闲的 M（通过 handoffp 机制）。
• 状态转换：
  • 系统调用完成后，若 M 能立即找回原 P → 重新进入 _Grunning。
  • 若 P 已被抢占 → 转为 _Grunnable，Goroutine 加入全局运行队列等待。

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4. _Gwaiting（等待/阻塞状态）

• 定义：Goroutine 因某些原因主动暂停执行（非系统调用）。
• 典型场景：
  • 等待 channel 的读写操作（如 ch <- data 或 <-ch）。
  • 执行 time.Sleep 或等待定时器。
  • 调用 sync.Mutex.Lock() 时锁被占用。
• 触发恢复：
  • 依赖外部事件（如 channel 数据到达）唤醒，标记为 _Grunnable 并加入运行队列。

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5. _Gdead（终止状态）

• 定义：Goroutine 已完成任务或因异常退出。
• 行为：
  • 资源会被 Go 运行时回收（或缓存复用，避免频繁分配内存）。
  • 无法被调度或执行。
• 触发条件：
  • Goroutine 执行完函数并正常退出。
  • 程序发生 panic 且未被恢复。

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附加说明：状态转换与调度策略

• 抢占机制：长时间占用 CPU 的 _Grunning Goroutine 会被调度器标记为可抢占。
• 协作式调度：通过函数调用/阻塞操作主动让出运行权，而非严格抢占（Go 1.14+ 支持基于信号的抢占优化）。
• 生命周期：
  _Grunnable → _Grunning → (_Gwaiting | _Gsyscall | _Grunnable) → _Gdead.

理解这些状态有助于分析 Goroutine 的调度行为，定位高并发场景下的性能或死锁问题。