Go runtime 调度器精讲（六）：非 main goroutine 运行
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0. 前言
在 Go runtime 调度器精讲（三）：main goroutine 创建 介绍了 main goroutine 的创建，文中我们说 main goroutine 和非 main goroutine 有区别。当时卖了个关子并未往下讲，这一讲我们会继续介绍非 main goroutine (也就是 go 关键字创建的 goroutine，后文统称为 gp) 的运行，并且把这个关子解开，说一说它们的区别在哪儿。
1. gp 的创建
首先看一个示例：
func g2() {
time.Sleep(10 * time.Second)
println("hello world")
}
func main() {
go g2()
time.Sleep(1 * time.Minute)
println("main exit")
}
main 函数创建两个 goroutine，一个 main goroutine，一个普通 goroutine。从 Go runtime 调度器精讲（四）：运行 main goroutine 可知 main goroutine 运行完之后就调用 exit(0) 退出了。为了能进入 gp，我们这里在 main goroutine 中加了 1 分钟的等待时间。
Go runtime 的启动在前几讲都有介绍，这里直接进入 main 函数，查看 gp 是如何创建的：
(dlv) c
> main.main() ./goexit.go:12 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x46238a)
7: func g2() {
8: time.Sleep(10 * time.Second)
9: println("hello world")
10: }
11:
=> 12: func main() {
13: go g2()
14:
15: time.Sleep(30 * time.Minute)
16: println("main exit")
17: }
直接看 main 函数，我们看不出 go 关键字做了什么，查看 CPU 的汇编指令：
(dlv) si
> main.main() ./goexit.go:13 (PC: 0x462395)
goexit.go:12 0x462384 7645 jbe 0x4623cb
goexit.go:12 0x462386 55 push rbp
goexit.go:12 0x462387 4889e5 mov rbp, rsp
goexit.go:12 0x46238a* 4883ec10 sub rsp, 0x10
goexit.go:13 0x46238e 488d050b7a0100 lea rax, ptr [rip+0x17a0b]
=> goexit.go:13 0x462395 e8c6b1fdff call $runtime.newproc
goexit.go:15 0x46239a 48b800505c18a3010000 mov rax, 0x1a3185c5000
goexit.go:15 0x4623a4 e8b79fffff call $time.Sleep
可以看到，go 关键字被编译转换后实际调用的是 $runtime.newproc 函数，这个函数在 Go runtime 调度器精讲（四）：运行 main goroutine 已经非常详细的介绍过了，这里就不赘述了。
有必要在说明的是，main goroutine 和普通 goroutine 执行的顺序。当调用 runtime.newproc 后，gp 被添加到 P 的可运行队列（如果队列满，被添加到全局队列），接着线程会调度运行该 gp。不过对于 newproc 来说，gp 放入队列后，newproc 就退出了。接着执行后续的 main goroutine 代码。
如果此时 gp 未运行或者未结束，并且 main goroutine 未等待/阻塞的话，main goroutine 将直接退出。
2. gp 的退出
前面说 gp 和 main goroutine 的区别主要体现在 goroutine 的退出这里。main goroutine 的退出比较残暴，直接调用 exit(0) 退出进程。那么，gp 是怎么退出的呢？
我们在 g2 结束点处打断点，看看 g2 是怎么退出的：
(dlv) b ./goexit.go:10
Breakpoint 1 set at 0x46235b for main.g2() ./goexit.go:10
(dlv) c
hello world
> main.g2() ./goexit.go:10 (hits goroutine(5):1 total:1) (PC: 0x46235b)
7: func g2() {
8: time.Sleep(10 * time.Second)
9: println("hello world")
=> 10: }
11:
12: func main() {
13: go g2()
14:
15: time.Sleep(30 * time.Minute)
(dlv) si
> main.g2() ./goexit.go:10 (PC: 0x46235f)
goexit.go:9 0x462345 488d05b81b0100 lea rax, ptr [rip+0x11bb8]
goexit.go:9 0x46234c bb0c000000 mov ebx, 0xc
goexit.go:9 0x462351 e88a30fdff call $runtime.printstring
goexit.go:9 0x462356 e86528fdff call $runtime.printunlock
goexit.go:10 0x46235b* 4883c410 add rsp, 0x10
=> goexit.go:10 0x46235f 5d pop rbp
goexit.go:10 0x462360 c3 ret
goexit.go:7 0x462361 e89ab1ffff call $runtime.morestack_noctxt
goexit.go:7 0x462366 ebb8 jmp $main.g2
CPU 执行指令到 pop rbp，接着执行 ret:
goexit.go:10 0x46235f 5d pop rbp
=> goexit.go:10 0x462360 c3 ret
goexit.go:7 0x462361 e89ab1ffff call $runtime.morestack_noctxt
goexit.go:7 0x462366 ebb8 jmp $main.g2
(dlv) si
> runtime.goexit() /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:1651 (PC: 0x45d7a1)
Warning: debugging optimized function
TEXT runtime.goexit(SB) /usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s
asm_amd64.s:1650 0x45d7a0 90 nop
=> asm_amd64.s:1651 0x45d7a1 e8ba250000 call $runtime.goexit1
asm_amd64.s:1653 0x45d7a6 90 nop
我们看到了什么，执行 ret 直接跳转到了 call $runtime.goexit1。还记得在 Go runtime 调度器精讲（三）：main goroutine 创建 中说每个 goroutine 栈都会在“栈顶”放 funcPC(goexit) + 1 的地址。这里实际是做了一个偷梁换柱，gp 的栈在退出执行 ret 时都会跳转到 call $runtime.goexit1 继续执行。
进入 runtime.goexit1：
// Finishes execution of the current goroutine.
func goexit1() {
...
mcall(goexit0) // mcall 会切换当前栈到 g0 栈，接着在 g0 栈执行 goexit0
}
实际执行的是 goexit0：
// goexit continuation on g0.
func goexit0(gp *g) {
mp := getg().m // 这里是 g0 栈，mp = m0
pp := mp.p.ptr() // m0 绑定的 P
casgstatus(gp, _Grunning, _Gdead) // 将 gp 的状态更新为 _Gdead
gp.m = nil // 将 gp 绑定的线程更新为 nil，和线程解绑
...
dropg() // 将当前线程和 gp 解绑
...
gfput(pp, gp) // 退出的 gp 还是可以重用的，gfput 将 gp 放到本地或者全局空闲队列中
...
schedule() // 线程执行完一个 gp 还没有退出，继续进入 schedule 找 goroutine 执行
}
gp 退出了，线程并没有退出，线程将 gp 安顿好之后，继续开始新一轮调度，真是劳模啊。
3. 小结
本讲介绍了用 go 关键字创建的 goroutine 是如何运行的，下一讲我们放松放松，看几个案例分析调度器的行为。
