面试题：Go语言中Goroutine优化线程模型的基础原理

Question

请简要阐述Goroutine是如何对传统线程模型进行优化的，从调度、资源消耗等方面说明。

Answer 1

调度方面优化

1. M:N调度模型：传统线程模型一般是1:1调度，即一个内核线程对应一个用户线程。而Goroutine采用M:N调度模型，多个Goroutine（N个）可以复用少量的操作系统线程（M个）。这使得Go运行时系统能更灵活地调度Goroutine，比如某个Goroutine阻塞时，运行时可以将其他Goroutine调度到其他可用的M上执行，避免整个线程阻塞，提升CPU利用率。
2. 协作式调度：Goroutine使用协作式调度，当一个Goroutine遇到阻塞操作（如I/O、系统调用等）或者主动调用runtime.Gosched()时，会主动让出CPU，以便其他Goroutine有机会执行。这种调度方式避免了抢占式调度带来的上下文切换开销，且实现简单高效。

资源消耗方面优化

1. 轻量级：Goroutine非常轻量级，相比传统线程，创建和销毁Goroutine的开销极小。一个Goroutine初始栈空间仅2KB左右，而传统线程栈空间一般为MB级别。这使得在程序中可以轻松创建大量Goroutine，而不会像传统线程那样因栈空间占用过多导致内存耗尽。
2. 复用资源：由于多个Goroutine复用少量操作系统线程，减少了操作系统内核线程的创建和管理开销，同时也降低了内存等资源的占用，提高了系统资源的利用率。