Что такое runtime в Go и как работает планировщик (scheduler)?

Runtime в Go - это среда выполнения, которая включает в себя:

• Планировщик (scheduler): управляет горутинами и их выполнением на системных потоках.
• Сборщик мусора (garbage collector): автоматически управляет памятью.
• Системные вызовы: обертки над системными вызовами ОС.
• Сетевой ввод/вывод: неблокирующее сетевое взаимодействие.

Планировщик Go реализует модель M:N, где M горутин выполняются на N системных потоках (OS threads). Используется трехкомпонентная модель G-P-M:

• G (Goroutine): легковесный поток исполнения, управляемый планировщиком Go.
• P (Processor): логический процессор, представляющий контекст, необходимый для выполнения горутин (очередь горутин, кэш стека). Количество P по умолчанию равно runtime.NumCPU().
• M (Machine): системный поток (OS thread), на котором выполняется код.

Принцип работы планировщика:

1. Создание горутин: Новые горутины создаются с помощью ключевого слова go.
2. Помещение в очередь: Созданная горутина помещается в локальную очередь P или глобальную очередь, если локальная переполнена.
3. Выполнение: M привязан к P и выбирает горутину из его локальной очереди (или глобальной, если локальная пуста). M выполняет код горутины.
4. Переключение контекста: Происходит, когда горутина блокируется (например, при системном вызове, ожидании мьютекса, операции ввода-вывода) или когда планировщик решает переместить горутину (