Go 并发与运行时（背诵版）

1. GMP 模型

• G：goroutine，用户态协程，初始栈 2KB 可增长。
• M：内核线程，真正干活的执行体。
• P：逻辑处理器，持有本地队列（256 个 G），数量 = GOMAXPROCS（默认 CPU 核数）。
• 调度流程：go f() 建 G 放本地队列 -> 本地空时从全局队列取或从别的 P 偷（work stealing） -> 每 61 次调度检查一次全局队列防饿死。
• 阻塞处理：G 进系统调用时 M 与 P 解绑（handoff），P 交给别的 M 继续跑，不浪费核。
• 追问：为什么 P 默认等于核数？-> 超过核数会带来额外上下文切换，收益递减。

2. 调度时机与抢占

• 调度点：函数调用（栈增长检查）、channel 操作、go 语句、GC、系统调用返回、runtime.Gosched()。
• 1.14 前是协作式，没有函数调用的死循环会卡住整个 P。
• 1.14 引入基于信号的异步抢占（SIGURG），能打断长时间运行的循环。

3. channel 底层

• hchan = 环形缓冲 buf + sendx/recvx + 等待队列 sendq/recvq + 一把锁。
• 无缓冲：发送方直接把值交给等待的接收方，不经缓冲。
• 有缓冲：满了则发送方进 sendq 阻塞。
• close 后仍可读完剩余数据，之后返回零值 + ok=false；向已关闭 channel 发送 panic，重复 close 也 panic。
• select 多个就绪时随机选；default 实现非阻塞。
• 追问：nil channel？-> 读写永久阻塞；select 里永不就绪，可用来动态禁用分支。

4. Mutex

• 状态位：locked / woken / starving + 等待计数。
• 正常模式：等待者 FIFO，但新来的可以自旋插队，吞吐好但可能饿死等待者。
• 饥饿模式：等待超过 1ms 触发，锁直接交给队首，新来的不自旋，保证公平。
• RWMutex 坑：不可重入；读锁里再取读锁，在写锁等待时可能死锁。
• 追问：Mutex 能重入吗？-> 不能，重复 Lock 直接死锁。

5. WaitGroup / Once / atomic

• WaitGroup：Add 必须在 Wait 之前（或至少在启 goroutine 前），不能复制（含 noCopy）。
• Once：保证只执行一次；f panic 了也算执行过，不会重试。
• atomic：1.19+ 用 atomic.Int64 等类型更安全；CAS 循环实现无锁更新。
• 追问：atomic 能替代锁吗？-> 只保护单个变量；多变量的一致性还得靠锁。

6. sync.Map

• 适用：读多写少、key 集合相对稳定（注册表、只增不减的缓存）。
• 实现：read（atomic，无锁读）+ dirty（加锁）双层，命中 read 时完全无锁。
• 不适用：频繁增删改的通用场景，性能与 map + Mutex 差不多甚至更差。
• 追问：为什么没有 len()？-> 两层结构统计成本高，只能 Range 遍历。

7. happens-before 与可见性

• Go 不保证多 goroutine 间写入立即可见，必须用同步原语建立 happens-before。
• 建立手段：channel 收发、Mutex 的 Unlock->Lock、atomic 操作、WaitGroup 的 Done->Wait、Once。
• 经典错误：锁外读共享变量、用 time.Sleep 代替同步。
• 追问：Mutex 能保证临界区的写对下一个持锁者可见吗？-> 能，Unlock 到 Lock 建立了关系。

8. GC

• 并发三色标记 + 混合写屏障（1.8+）。白 = 未标记，灰 = 待处理，黑 = 已处理完。
• 写屏障保证 GC 期间的新对象和指针变更不漏标。
• 触发：GOGC（默认 100，堆翻倍触发）；1.19+ 的 GOMEMLIMIT 设内存软上限。
• STW 只在标记开始和结束的瞬间，微秒级。
• 追问：怎么降 GC 压力？-> 减少堆分配（对象复用、sync.Pool）、调 GOGC/GOMEMLIMIT、少造小对象。

9. pprof

• 引入 net/http/pprof 暴露 /debug/pprof/；或 runtime/pprof 写文件。
• 常用端点：/profile（CPU 30s）、/heap（内存）、/goroutine?debug=2（栈，查泄漏）。
• 分析：go tool pprof -http=:8080 <binary> <profile> 看 top 和火焰图。
• goroutine 泄漏特征：数量随时间单调上升，栈都停在 channel 收发或 select。

10. 常用并发模式

• errgroup：任一 goroutine 出错就取消 ctx，Wait() 返回第一个错误。
• singleflight：相同 key 的并发请求只打一次下游，其余共享结果（防击穿）。
• worker pool：固定 worker 数从 channel 取任务，控制并发度。
• 限流：golang.org/x/time/rate（令牌桶）。
• 追问：errgroup 与 WaitGroup 的区别？-> 前者能传播错误并取消，后者只能等。

11. goroutine 泄漏

• 常见原因：向无人接收的 channel 发送、从无人发送的 channel 接收、select 缺 ctx.Done() 分支、HTTP body 没 close、循环里堆积 time.After。
• 排查：/debug/pprof/goroutine?debug=2，找同一处阻塞的大量 goroutine。
• 预防：每个会阻塞的 goroutine 都要有退出路径（ctx、done channel、超时）。
• 追问：卡在 channel 上的 goroutine 能被 GC 吗？-> 不能，它可达，必须让它退出。