浅析go语言如何实现协程的抢占式调度的

 更新时间:2024年04月23日 08:58:37   作者:shark_chili  
go语言通过GMP模型实现协程并发,为了避免单协程持续持有线程导致线程队列中的其他协程饥饿问题,设计者提出了一个抢占式调度机制,本文会基于一个简单的代码示例对抢占式调度过程进行深入讲解剖析

详解协程抢占式调度

函数调用间进行抢占式调度

假设我们现在有这样一个协程,它会进行函数嵌套调用,代码如下所示:

func foo1() {
 fmt.Println("foo1调用foo2")
 foo2()
}

func foo2() {
 fmt.Println("foo2调用foo3")
 foo3()
}

func foo3() {
 fmt.Println("foo3")
}

func main() {
 //设置WaitGroup等待协程运行结束
 var wg sync.WaitGroup
 wg.Add(1)
 //通过协程调用foo1
 go func() {
  defer wg.Done()
  foo1()
 }()
 //等待协程运行结束
 wg.Wait()
}

我们给出运行结果:

foo1调用foo2
foo2调用foo3
foo3

基于这段代码示例,我们通过这段指令获取plan9汇编码:

go build -gcflags -S main.go

可以看到在foo1插入runtime.morestack_noctxt方法,该方法是用于检查当前协程是否有足够的堆栈空间以保证函数的正常调用,基于这一点,go就会在进行这部检查时顺带检查协程的执行时长,一旦超过10ms该方法就会将协程设置为标记可被抢占:

 0x0061 00097 (F:\github\test\main.go:8) CALL    runtime.morestack_noctxt(SB)

如下图,我们的调用的函数都会被插入一个morestack通过这个标记判断当前协程执行耗时,一旦发现超过10ms则会直接通过抢占式调度的方法g0协程直接调用schedule方法获取另外的协程进行调用:

这一点我们可以在asm_amd64.s看到morestacknewstack的代码,而newstack就是实现抢占式调度的核心:

TEXT runtime·morestack(SB),NOSPLIT,$0-0
 // Cannot grow scheduler stack (m->g0).
 get_tls(CX)
 MOVQ g(CX), BX
 MOVQ g_m(BX), BX
 MOVQ m_g0(BX), SI
 CMPQ g(CX), SI
 JNE 3(PC)
 CALL runtime·badmorestackg0(SB)
 CALL runtime·abort(SB)

    //......
    //函数调用前会调用newstack进行抢占式的检查
 CALL runtime·newstack(SB)
 CALL runtime·abort(SB) // crash if newstack returns
 RET

上述的newstack方法在stack.go中,如果当前协程可被抢占则会调用gopreempt_m回到g0调用schedule方法从协程队列中拿到新的协程执行任务:

func newstack() {
 preempt := stackguard0 == stackPreempt


 //如果preempt 为true,则直接当前协程被标记为抢占直接调用gopreempt_m让出线程执行权
 if preempt {
  if gp == thisg.m.g0 {
   throw("runtime: preempt g0")
  }
  //......

  // Act like goroutine called runtime.Gosched.
  gopreempt_m(gp) // never return
 }
}

基于系统调用发起信号的抢占式调度

假设我们的协程没有进行额外的函数调用,是否就意味着当前协程的线程不能被抢占呢?很明显不是这样:

网络传输过程中需要发送某些紧急消息希望通过已有连接迅速将消息通知给对端时,就会产生SIGURG信号,go语言就会在收到此信号时触发抢占式调度。

进行GC工作时像目标线程发送信号由此实现抢占式调度。

对于第一点我们可以在signal_unix.gosighandler方法得以印证,可以看到它会判断sig 是否为_SIGURG若是则调用doSigPreempt进行抢占式调度

func sighandler(sig uint32, info *siginfo, ctxt unsafe.Pointer, gp *g) {
 
 //如果传入的信号为_SIGURG则调用doSigPreempt回到schedule实现抢占式调度
 if sig == sigPreempt && debug.asyncpreemptoff == 0 && !delayedSignal {
  // Might be a preemption signal.
  doSigPreempt(gp, c)
  
 }
 //......
}

doSigPreempt会通过调用asyncPreempt最终执行到preempt.goasyncPreempt2调用到和上文函数调用抢占式调度方法gopreempt_m回到schedule方法从而完成抢占式调度:

func doSigPreempt(gp *g, ctxt *sigctxt) {
 //......
 if wantAsyncPreempt(gp) {
  if ok, newpc := isAsyncSafePoint(gp, ctxt.sigpc(), ctxt.sigsp(), ctxt.siglr()); ok {
   // 调用asyncPreempt内部会得到一个和上文函数调用时抢占式调度的方法gopreempt_m的调用从而回到schedule方法
   ctxt.pushCall(abi.FuncPCABI0(asyncPreempt), newpc)
  }
 }

 //......
}

到此这篇关于浅析go语言如何实现协程的抢占式调度的的文章就介绍到这了,更多相关go协程抢占式调度内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • golang实现redis的延时消息队列功能示例

    golang实现redis的延时消息队列功能示例

    这篇文章主要介绍了golang实现redis的延时消息队列功能,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-11-11
  • Go语言实现新春祝福二维码的生成

    Go语言实现新春祝福二维码的生成

    二维码现在是随处度可以看到,买东西,支付,添加好友只要你扫一扫就能完成整个工作,简单且方便。所以利用这个新春佳节做一个带着新春祝福的二维码吧
    2023-02-02
  • Go通过不变性优化程序详解

    Go通过不变性优化程序详解

    这篇文章主要为大家介绍了Go通过不变性优化程序实例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2022-08-08
  • 浅析Go语言容器之数组和切片的使用

    浅析Go语言容器之数组和切片的使用

    在 Java 的核心库中,集合框架可谓鼎鼎大名:Array 、List、Set等等,随便拎一个出来都值得开发者好好学习如何使用甚至是背后的设计源码。虽然Go语言没有如此丰富的容器类型,但也有一些基本的容器供开发者使用,接下来让我们认识一下这些容器类型吧
    2022-11-11
  • Go语言转化php数组的示例代码

    Go语言转化php数组的示例代码

    这篇文章主要为大家详细介绍了Go语言如何实现转化php数组的相关知识,文中的示例代码讲解详细,对我们深入学习GO语言有一定的帮助,需要的可以参考下
    2023-11-11
  • gorm+gin实现restful分页接口的实践

    gorm+gin实现restful分页接口的实践

    本文主要介绍了gorm+gin实现restful分页接口的实践,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2021-12-12
  • ubuntu安装golang并设置goproxy的方法步骤

    ubuntu安装golang并设置goproxy的方法步骤

    在Ubuntu系统上安装Go语言(Golang)有多种方法,包括使用包管理器、从源代码编译安装以及使用版本管理工具如gvm,安装完成后,为了方便管理Go语言项目依赖,需要设置GOPATH环境变量并配置Go代理,本文介绍ubuntu安装golang并设置goproxy的方法,感兴趣的朋友一起看看吧
    2024-10-10
  • Go 一般方法与接口方法接收者的差异详解

    Go 一般方法与接口方法接收者的差异详解

    这篇文章主要为大家介绍了Go 一般方法与接口方法接收者的差异详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2023-05-05
  • vscode如何debug调试golang代码

    vscode如何debug调试golang代码

    古话说工欲善其事必先利其器,Go语言程序的开发者而言,当下最火的IDE应该非微软的Visual Studio Code莫属,本文主要介绍了vscode如何debug调试golang代码,感兴趣的可以了解一下
    2024-03-03
  • Go语言中定时器cron的基本使用教程

    Go语言中定时器cron的基本使用教程

    这篇文章主要给大家介绍了关于Go语言中定时器cron使用的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧。
    2018-01-01

最新评论