Когда потоки забирают горутины из глобальной очереди

1️⃣ Как кратко ответить

Потоки забирают горутины из глобальной очереди, когда локальные очереди потоков пусты. Это происходит для балансировки нагрузки между потоками и обеспечения эффективного использования ресурсов.

2️⃣ Подробное объяснение темы

В языке программирования Go горутины — это легковесные потоки, которые позволяют выполнять функции параллельно. Управление этими горутинами осуществляется планировщиком Go, который распределяет горутины между операционными системными потоками.

Как работает планировщик Go

Планировщик Go использует модель M:N, где M — это количество горутин, а N — количество операционных системных потоков. Основные компоненты планировщика:

• M (Machine): представляет собой операционный системный поток.
• P (Processor): логический процессор, который выполняет горутины. Количество P определяется переменной GOMAXPROCS.
• G (Goroutine): сама горутина, которая выполняется.

Локальные и глобальная очереди

Каждый логический процессор (P) имеет свою локальную очередь горутин. Когда горутина создается, она помещается в локальную очередь того P, который ее создал. Однако, если локальная очередь P становится пустой, поток, связанный с этим P, начинает забирать горутины из глобальной очереди.

Когда потоки забирают горутины из глобальной очереди

1. Пустая локальная очередь: Если локальная очередь P становится пустой, поток, связанный с этим P, обращается к глобальной очереди за новыми горутинами. Это позволяет равномерно распределять нагрузку между всеми доступными потоками.

2. Балансировка нагрузки: Глобальная очередь служит для балансировки нагрузки. Если один P перегружен, а другой простаивает, горутины могут быть перемещены из глобальной очереди в менее загруженные P.

3. Эффективное использование ресурсов: Забирание горутин из глобальной очереди позволяет эффективно использовать все доступные системные ресурсы, минимизируя время простоя потоков.

Пример кода

package main
​
import (
	"fmt"
	"runtime"
	"sync"
)
​
func main() {
	runtime.GOMAXPROCS(2) // Устанавливаем количество логических процессоров
​
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(2)
​
	go func() {
		defer wg.Done()
		fmt.Println("Горутина 1")
	}()
​
	go func() {
		defer wg.Done()
		fmt.Println("Горутина 2")
	}()
​
	wg.Wait()
}

• runtime.GOMAXPROCS(2): Устанавливает количество логических процессоров, которые могут одновременно выполнять горутины. Это влияет на количество P.
• sync.WaitGroup: Используется для ожидания завершения всех горутин.
• go func() { ... }(): Создает и запускает новую горутину.

В этом примере, если бы у нас было больше горутин, чем логических процессоров, планировщик мог бы использовать глобальную очередь для распределения горутин между потоками, чтобы обеспечить их выполнение.