"\u003cp\u003e定时器作为开发经常使用的一种数据类型，是每个开发者需要掌握的，对于一个高级开发很有必要了解它的实现原理，今天我们runtime源码来学习一下它的底层实现。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e定时器分两种，分别为 Timer 和 Ticker，两者差不多，这里重点以Timer为例。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e源文件位于 \u003ccode\u003e[src/time/sleep.go](https://github.com/golang/go/blob/go1.16.2/src/time/sleep.go)\u003c/code\u003e 和 \u003ccode\u003e[src/time/tick.go](https://github.com/golang/go/blob/go1.16.2/src/time/tick.go)\u003c/code\u003e 。 go version 1.16.2\u003c/p\u003e\n\u003ch1 id=\"数据结构\"\u003e数据结构\u003c/h1\u003e\n\u003cp\u003e\u003ccode\u003eTimer\u003c/code\u003e 数据结构\u003c/p\u003e\n\u003cpre tabindex=\"0\"\u003e\u003ccode\u003e// src/runtime/sleep.go\n\n// The Timer type represents a single event.\n// When the Timer expires, the current time will be sent on C,\n// unless the Timer was created by …\u003c/code\u003e\u003c/pre\u003e"

"\u003cp\u003ePool 指一组可以单独保存和恢复的 \u003ccode\u003e临时对象\u003c/code\u003e。Pool 中的对象随时都有可能在没有收到任何通知的情况下被GC自动销毁移除。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e多个goroutine同时操作Pool是\u003ccode\u003e并发安全\u003c/code\u003e的。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e源文件为 \u003ccode\u003e[src/sync/pool.go](https://github.com/golang/go/blob/master/src/sync/pool.go)\u003c/code\u003e go version: 1.16.2\u003c/p\u003e\n\u003ch1 id=\"为什么使用pool\"\u003e为什么使用Pool\u003c/h1\u003e\n\u003cp\u003e在开发高性能应用时，经常会有一些完全相同的对象需要频繁的创建和销毁，每次创建都需要在堆中分配对象，等使用完毕后，这些对象需要等待GC回收。我们知道在Golang中使用三色标记法进行垃圾回收的，在回收期间会有一个短暂\u003ccode\u003eSTW\u003c/code\u003e（stop the world)的时间段，这样就会导致程序性能下降。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e那么能否实现类似数据库连接池这种效果，用来避免对象的频繁创建和销毁，达到尽可能的资源复用呢？为了实现这种需求，标准库中有了\u003ccode\u003esync.Pool\u003c/code\u003e 这个数据结构。看名字很知道它是一个池。但是它和我们想象中的数据库连接池还是有些差别的。对于数据库连接池这种资源只要不手动释放就可以一直利用， …\u003c/p\u003e"

"\u003cp\u003e我们上篇文章（ \u003ca href=\"https://blog.haohtml.com/archives/21411\"\u003eGolang 的底层引导流程/启动顺序\u003c/a\u003e）介绍了一个golang程序的启动流程，在文章的最后对于最重要的一点“\u003ccode\u003e调度\u003c/code\u003e“ (函数  \u003ccode\u003e[schedule()](https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L2607-L2723)\u003c/code\u003e) 并没有展开来讲，今天我们继续从源码来分析一下它的调度机制。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e在此之前我们要明白golang中的调度主要指的是什么？在 \u003ccode\u003esrc/runtime/proc.go\u003c/code\u003e 文件里有一段注释这样写到\u003c/p\u003e\n\u003cblockquote\u003e\n\u003cp\u003e// Goroutine scheduler\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e// The scheduler’s job is to distribute ready-to-run goroutines over worker threads.\u003c/p\u003e\u003c/blockquote\u003e\n\u003cp\u003e这里指如何找一个已准备好运行的 G 关联到PM 让其执行。对于G 的调度可以围绕三个方面来理解：\u003c/p\u003e\n\u003cul\u003e\n\u003cli\u003e时机：什么时候关联（调度）。对于调度时机一般是指有空闲P的时候都会去找G执行\u003c/li\u003e\n\u003cli\u003e对象：选择哪个G进行调度。这是我们本篇要讲的内容\u003c/li\u003e\n\u003cli\u003e机制：如何调度。\u003ccode\u003eexecute()\u003c/code\u003e 函数\u003c/li\u003e\n\u003c/ul\u003e\n\u003cp\u003e理解 …\u003c/p\u003e"

"\u003cp\u003e我们知道在Golang中，当一个Goroutine由于执行 \u003ccode\u003e系统调用\u003c/code\u003e 而阻塞时，会将M从GPM中分离出去，然后P再找一个G和M重新执行，避免浪费CPU资源，那么在内部又是如何实现的呢？今天我们还是通过学习Runtime源码的形式来看下他的内部实现细节有哪些？\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003ego version 1.15.6\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e我们知道一个P有四种运行状态，而当执行系统调用函数阻塞时，会从 \u003ccode\u003e_Prunning\u003c/code\u003e 状态切换到 \u003ccode\u003e_Psyscall\u003c/code\u003e，等系统调用函数执行完毕后再切换回来。\u003cimg src=\"https://blogstatic.haohtml.com/uploads/2021/01/0d20dfce0e3dd6968aebe84535b853c6.png\" alt=\"P的状态切换\"\u003eP的状态切换\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e从上图我们可以看出 \u003ccode\u003eP\u003c/code\u003e 执行系统调用时会执行 \u003ccode\u003e[entersyscall()](https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L3134-L3142)\u003c/code\u003e 函数（另还有一个类似的阻塞函数 \u003ca href=\"https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L3171-L3212\"\u003e\u003ccode\u003eentersyscallblock()\u003c/code\u003e\u003c/a\u003e ，注意两者的区别）。当系统调用执行完毕切换回去会执行 \u003ca href=\"https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L3222-L3305\"\u003e\u003ccode\u003eexitsyscall()\u003c/code\u003e\u003c/a\u003e 函数，下面我们看一下这两个函数的实现。\u003c/p\u003e\n\u003ch1 id=\"进入系统调用\"\u003e进入系统调用\u003c/h1\u003e\n\u003cpre tabindex=\"0\"\u003e\u003ccode\u003e// Standard syscall entry used by the go syscall …\u003c/code\u003e\u003c/pre\u003e"

"\u003cp\u003e我们都知道goroutine的在golang中发挥了很大的作用，那么当我们创建一个新的goroutine时，它是怎么一步一步创建的呢？都经历了哪些操作呢？今天我们通过源码来剖析一下创建goroutine都经历了些什么？go version 1.15.6\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e对goroutine最关键的两个函数是 \u003ccode\u003e[newproc()](https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L3535-L3564)\u003c/code\u003e 和 \u003ccode\u003e[newproc1()](https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L3566-L3674)\u003c/code\u003e，而 \u003ccode\u003enewproc1()\u003c/code\u003e 函数是我们最需要关注的。\u003c/p\u003e\n\u003ch2 id=\"函数-newproc\"\u003e函数 newproc()\u003c/h2\u003e\n\u003cp\u003e我们先看一个简单的创建goroutine的例子，找出来创建它的函数。\u003c/p\u003e\n\u003cpre tabindex=\"0\"\u003e\u003ccode\u003epackage main\n\nfunc start(a, b, c int64) {\n\t_ = a + b + c\n}\n\nfunc main() {\n\tgo start(7, 2, 5)\n}\n\u003c/code\u003e\u003c/pre\u003e\u003cp\u003e输出结果: …\u003c/p\u003e"

"\u003cp\u003e接口类型是Golang中是一种非常非常常见的\u003ccode\u003e数据类型\u003c/code\u003e，每个开发人员都很有必要知道它到底是如何使用的，如果了解了它的底层实现就对开发就更有帮助了。\u003c/p\u003e\n\u003ch1 id=\"接口的定义\"\u003e接口的定义\u003c/h1\u003e\n\u003cp\u003e在Golang中 \u003ccode\u003einterface\u003c/code\u003e 通常是指实现了一 组抽象方法的集合，它提供了一种无侵入式的方式。当你实现了一个接口中指定的所有方法的时候，那么就实现了这个接口，在Golang中对它的实现并不需要 \u003ccode\u003eimplements\u003c/code\u003e 关键字。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e有时候我们称这种模型叫做鸭子模型（Duck typing），维基百科对鸭子模型的定义是\u003c/p\u003e\n\u003cblockquote\u003e\n\u003cp\u003e”If it looks like a duck, swims like a duck, and quacks like a duck, then it probably is a duck.“\u003c/p\u003e\u003c/blockquote\u003e\n\u003cp\u003e翻译过来就是 ”如果它看起来像鸭子，像鸭子一样游泳，像鸭子一样嘎嘎叫，那他就可以认为是鸭子“。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003eGo 不同版本之间interface的结构可能不太一样，但整体都差不多，这里使用的Go版本为 1.15.6。\u003c/p\u003e\n\u003ch1 id=\"数据结构\"\u003e数据结构\u003c/h1\u003e\n\u003cp\u003eGo 中 \u003ccode\u003einterface\u003c/code\u003e 在运行时可分 \u003ccode\u003eeface\u003c/code\u003e 和 \u003ccode\u003eiface\u003c/code\u003e 两种数据结构，我们先看一下对它们的 …\u003c/p\u003e"

"\u003cp\u003eGo Runtime 在启动程序的时候，会创建一个独立的 \u003ccode\u003eM\u003c/code\u003e 作为监控线程，称为 \u003ccode\u003esysmon\u003c/code\u003e，它是一个系统级的 \u003ccode\u003edaemon\u003c/code\u003e 线程。这个\u003ccode\u003esysmon\u003c/code\u003e 独立于 GPM 之外，也就是说不需要P就可以运行，因此官方工具 \u003ccode\u003ego tool trace\u003c/code\u003e 是无法追踪分析到此线程（ \u003ca href=\"https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L4639-L4760\"\u003e源码\u003c/a\u003e）。\u003cimg src=\"https://blogstatic.haohtml.com/uploads/2021/02/6ad0cfb3df2281110cf60630fcfb0e96.png\" alt=\"\"\u003esysmon\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e在程序执行期间 \u003ccode\u003esysmon\u003c/code\u003e 每隔 \u003ccode\u003e20us~10ms\u003c/code\u003e 轮询执行一次（ \u003ca href=\"https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L4652-L4659\"\u003e源码\u003c/a\u003e），监控那些长时间运行的 G 任务, 然后设置其可以被强占的标识符，这样别的 \u003ccode\u003eGoroutine\u003c/code\u003e 就可以抢先进来执行。\u003c/p\u003e\n\u003cpre tabindex=\"0\"\u003e\u003ccode\u003e// src/runtime/proc.go\n\n// forcegcperiod is the maximum time in nanoseconds between garbage\n// collections. If we go this long without a garbage collection, one\n// is forced to run.\n//\n// This is a variable for testing purposes. It normally doesn\u0026#39;t …\u003c/code\u003e\u003c/pre\u003e"

"\u003cp\u003e在Golang中，程序的执行入口为 \u003ccode\u003emain()\u003c/code\u003e 函数，那么底层又是如何工作的呢? 这个问题的答案我们可以在runtime源码找到。对它的解释主要在 \u003ccode\u003e[src/runtime/proc.go](https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go)\u003c/code\u003e 文件，下面我们看一下它是如何一步一步开始执行的。go version 1.15.6\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e在文件头部有一段对 \u003ccode\u003e[Goroutine scheduler](https://github.com/golang/go/blob/go1.15.6/src/runtime/proc.go#L19)\u003c/code\u003e 的介绍，我们先了解一下。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e调度器的工作是分发\u003ccode\u003egoroutines\u003c/code\u003e到工作线程让其运行。一句话指明了调度器的存在意义，就是指挥协调GPM干活。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e\u003cstrong\u003e主要包含三部分\u003c/strong\u003e\n\u003ccode\u003eG\u003c/code\u003e 指的是 goroutine\n\u003ccode\u003eM\u003c/code\u003e 工作线程，也叫\u003ccode\u003emachine\u003c/code\u003e\n\u003ccode\u003eP\u003c/code\u003e 处理器（逻辑CPU)，执行 \u003ccode\u003eGo code\u003c/code\u003e 的一种资源。这里的Go code 其实就是 goroutine里的代码。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e\u003ccode\u003eM\u003c/code\u003e必须被指派给\u003ccode\u003eP\u003c/code\u003e去执行 \u003ccode\u003eGo code\u003c/code\u003e, 但可以被 …\u003c/p\u003e"

"\u003cp\u003echannel是golang中特有的一种数据结构，通常与goroutine一起使用，下面我们就介绍一下这种数据结构。\u003c/p\u003e\n\u003ch2 id=\"channel数据结构\"\u003echannel数据结构\u003c/h2\u003e\n\u003cp\u003e\u003ccode\u003echannel\u003c/code\u003e 是Golang 中最重要的一个数据结构，源码里对应的结构体是\u003ccode\u003ehchan\u003c/code\u003e，当我们创建一个\u003ccode\u003echannel\u003c/code\u003e 的时候，实际上是创建了一个\u003ccode\u003ehchan\u003c/code\u003e结构体。\u003c/p\u003e\n\u003ch3 id=\"hchan结构体\"\u003ehchan结构体\u003c/h3\u003e\n\u003cdiv class=\"highlight\"\u003e\u003cpre tabindex=\"0\" style=\"color:#f8f8f2;background-color:#272822;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4;\"\u003e\u003ccode class=\"language-go\" data-lang=\"go\"\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\u003cspan style=\"color:#75715e\"\u003e// src/runtime/chan.go\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003etype\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003ehchan\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003estruct\u003c/span\u003e {\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003eqcount\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003euint\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#75715e\"\u003e// total data in the queue\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003edataqsiz\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003euint\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#75715e\"\u003e// size of the circular queue\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003ebuf\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003eunsafe\u003c/span\u003e.\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003ePointer\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#75715e\"\u003e// points to an array of dataqsiz elements\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003eelemsize\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003euint16\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003eclosed\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003euint32\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003eelemtype\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#f92672\"\u003e*\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003e_type\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#75715e\"\u003e// element type\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003esendx\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003euint\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#75715e\"\u003e// send index\u003c/span\u003e\n\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003cspan style=\"display:flex;\"\u003e\u003cspan\u003e\t\u003cspan style=\"color:#a6e22e\"\u003erecvx\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#66d9ef\"\u003euint\u003c/span\u003e \u003cspan style=\"color:#75715e\"\u003e// …\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/span\u003e\u003c/code\u003e\u003c/pre\u003e\u003c/div\u003e"

"\u003cp\u003ego version 1.15.6\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003emap作为一种常见的 \u003ccode\u003ekey-value\u003c/code\u003e 数据结构，不同语言的实现原理基本差不多。首先在系统里分配一段连接的内存地址作为数组，然后通过对map键进行\u003ccode\u003ehash算法\u003c/code\u003e(最终将键转换成了一个整型数字)定位到不同的桶bucket(数组的索引位置)，然后将值存储到对应的bucket里\u003cimg src=\"https://blogstatic.haohtml.com/uploads/2021/01/7614fd6c619c3d1b07a787a82b19cad0.png\" alt=\"map hash算法\"\u003e\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e理想的情况下是一个\u003ccode\u003ebucket\u003c/code\u003e存储一个值，即数组的形式，时间复杂度为O(1)。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e如果存在键值碰撞的话，可以通过 \u003ccode\u003e链表法\u003c/code\u003e 或者 \u003ccode\u003e开放寻址法\u003c/code\u003e 来解决。\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e链表法\u003cimg src=\"https://blogstatic.haohtml.com/uploads/2021/01/57c223fe323d13755f7b47d3ad427fe1-1.png\" alt=\"d2b5ca33bd970f64a6301fa75ae2eb22-1\"\u003e\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e开放寻址法\u003c/p\u003e\n\u003cp\u003e对于开放寻址法有多种算法，常见的有线性探测法，线性补偿探测法，随机探测法等，这里不再介绍。\u003c/p\u003e\n\u003ch2 id=\"map基本数据结构\"\u003emap基本数据结构\u003c/h2\u003e\n\u003ch3 id=\"hmap结构体\"\u003ehmap结构体\u003c/h3\u003e\n\u003cp\u003emap的核心数据结构定义在 \u003ccode\u003e/runtime/map.go\u003c/code\u003e\u003c/p\u003e\n\u003cpre tabindex=\"0\"\u003e\u003ccode\u003e// A header for a Go map.\ntype hmap struct {\n\t// Note: the format of the hmap is also encoded in cmd/compile/internal/gc/reflect.go.\n\t// Make sure this stays in sync …\u003c/code\u003e\u003c/pre\u003e"