聊聊 g0

很多时候，当我们跟着源码去理解某种事物时，基本上可以认为是以时间顺序展开，这是编年体的逻辑。还有另一种逻辑，纪传体，它以人物为中心编排史事，使得读者更聚焦于某个人物。以一种新的视角，把所有的事情串连起来，令人大呼过瘾。今天我们试着以这样一种逻辑再看 g0。

回顾一下 Go 夜读第 78 期，关于调度器源码分析的内容。我们讲过，与主线程绑定的 M 对应的 g0 的主要作用是提供一个比一般 goroutine 要大的多栈（64K）供 runtime 代码执行。

初始化的过程中，在函数 runtime·rt0_go 里会给主线程的 g0 分配栈空间：

g0 栈空间

之后，主线程会与 m0 绑定，m0 又与 g0 绑定：

主线程绑定 m0，g0

之后，又与 p0 绑定：

g0-p0-m0

这样，主线程的这一套 GPM 就可以转起来了。接着，就创建了 main goroutine，放入 p0 的本地待运行队列。最后，通过 schedule() 函数进入调度循环。

前面说的是程序初始化的过程中，g0 是如何诞生的。当执行到 main.main() 函数，也说是用户在 main 包下写的 main 函数里，我们随手一句：

go func() {
    // 要做的事
}()

就启动了一个 goroutine 时，在 Go 编译器的作用下，最终会转化成 newproc 函数。在 newproc 函数的内部，会在 g0 栈上调用 newproc1 函数，完成后续的工作。创建完成后，会将新创建的 goroutine 放入 _p_ 的本地待运行队列。

因为新增加了一个 g，这时会尝试去唤醒一个 P 来一起执行任务。判断条件是：

if atomic.Load(&sched.npidle) != 0 && atomic.Load(&sched.nmspinning) == 0 && mainStarted {
	wakep()
}

即在有空闲 P 以及没有正在“找工作的 M”的情况下，才会尝试去唤醒一个 P。我们又知道，其实 P 的数量在程序运行过程中一般不会变化，所以这里所谓的唤醒其实就是把空闲的 P 利用起来。

通过 wakep() -> startm() -> newm() -> allocm() -> malg() 这条链路创建 g0，这里 g0 的栈大小实际上为 8KB。

mp.g0 = malg(8192 * sys.StackGuardMultiplier) // sys.StackGuardMultiplier 在 linux 里为 1

g0 作为一个特殊的 goroutine，为 scheduler 执行调度循环提供了场地（栈）。对于一个线程来说，g0 总是它第一个创建的 goroutine。之后，它会不断地寻找其他普通的 goroutine 来执行，直到进程退出。

当需要执行一些任务，且不想扩栈时，就可以用到 g0 了，因为 g0 的栈比较大。g0 其他的一些“职责”有：创建 goroutine、deferproc 函数里新建 _defer、垃圾回收相关的工作（例如 stw、扫描 goroutine 的执行栈、一些标识清扫的工作、栈增长）等等。

因为 g0 这样一个特殊的 goroutine 所做的工作，使得 Go 程序运行地更快。

注：最近在 medium 上看到了一个非常赞的关于 Go 的博客博客^[1]，题图画得很有阅读的欲望。这篇文章也是参考于其中的一篇^[2]。

References

[1] 博客: https://medium.com/a-journey-with-go
[2] 其中的一篇: https://medium.com/a-journey-with-go/go-g0-special-goroutine-8c778c6704d8