圖解 Go 語言 time-Sleep 的實現原理

我們寫程序的時候，一定遇到過需要讓程序休眠一段時間再執行的場景，這個時候我們一般會想到用 Sleep 方法，Java 語言有Thread.Sleep, PHP 應該是有一個sleep函數，同樣的 Go 語言有內置的 time.Sleep 方法。

這篇文章我們來簡單梳理一下，Go 語言的time.Sleep是怎麼實現程序的休眠和喚醒的。

在 Go 的程序中，使用time.Sleep(d duration)方法時，它會阻塞所在 Goroutine 的執行直到 d 時間結束。

它的實現原理肯定是跟 Go 語言的 GMP 模型有關，當執行到time.Sleep時 Go 調度器讓 G 與協同線程 M 解綁，等時間到了之後再讓 G 與 M 進行綁定繼續執行後面的任務，可是面試的時候如果只回答道這個程度，感覺還是會被髮好人牌 -- 回家等消息吧。

接下來我們把整個過程詳細梳理一下，首先來複習一下 Go 語言調度器的 G-M-P 模型

• G 表示一個 Goroutine，對於 Go 調度器來說，每個 G 都是一個待執行的任務。

• P 表示 Go 調度器中的處理器，它是系統線程和 Goroutine 的中間層

• M 表示的是操作系統的線程，由操作系統進行調度和管理

調度器中的處理器 P 會負責把等待隊列中的 Goroutine 調度到 M 上去執行，它也能在 Goroutine 進行一些諸如 I/O 這樣的操作時讓 Goroutine 及時讓出線程資源。

通過處理器 P 的調度，每一個線程都能夠執行多個 Goroutine，提高線程的利用率。G 的調度過程可以用下面這張圖表示：

• 圖中的 runq是 P 持有的等待執行的隊列

• G 被調度到 M 上後，M 的 curg 屬性表示當前正在執行的 G。

• g0 是 M 上持有調度棧的 特殊的 Goroutine，它會深度參與運行時的調度過程。

• 我們假設 GT 爲代碼中有time.Sleep的 G， 它前面的 G1 已經被調度到了 M 上去執行。

GT 前面的 G1 執行完成與 M 解綁後，調度器 P 繼續進行調度，此時 GT 處於等待隊列的隊頭，所以它被調度到 M 上去執行。當執行到了代碼中的 time.Sleep 時，GT 會與 M 解綁，同時用 GT 的 Sleep 方法中指定的時間加上其他一些信息會生成 Timer 記錄到 P 上，Timer 中會包含喚起 GT 時要調用的 goready 方法。

定時器在 P 中的結構爲一個四叉堆，最早到時的定時器的放在堆頂上，這個數據結構我沒研究過，懂的老哥可以在評論區裏補充。

GT 與 M 的解綁是通過調用gopark方法完成的，它釋放當前 Goroutine 與 M 的連接後，該 Goroutine 脫離當前的 M 被掛起，進入Gwaiting狀態

此時 GT 不在運行隊列上，調度器會調度一個新的 Goroutine G3 到 M 上執行。G3 執行完或者是也被掛起後，調度器會進行下一輪調度，這時假設 P 檢查自己記錄的定時器時發現 GT 的定時器到時間了，是時候把 GT 重新喚起來了。

喚起 GT 是通過執行創建定時器時指定的 goready 方法, 把 GT 插入到 P 的等待隊列的頭部。

回到 P 執行隊列頭部的 GT 會被馬上調度到 M 上去執行。

以上就是 Go 代碼中遇到 time.Sleep 後的整個調度過程，有興趣深入研究的，可以對照着這裏總結的步驟一步步地去看源碼。

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