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GO scheduler

2023-10-09 21:15:59   25  举报

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AI智能生成

Go 调度相关硬核知识

调度

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大纲/内容

监控线程

sysmon 的启动

sysmon作用

通知GC：垃圾回收器超过2分钟没有执行的话，sysmon 监控线程也会强制进行GC。

归还内存：每5分钟归还GC后不再使用的span给操作系统(scavenge)

保证timer 运行，查看应该在运行却仍在等待执行的计时器timer，尽可能快地运行它们.

打印调度信息

监控 netpoller ，定时从 netpoller 中获取 ready 的协程，放入 GRQ

Preemption：执行抢占

监控系统调用：将 P 与 M 脱离

非系统调用，通知抢占

执行

其周期 (循环时间) 是动态的,取决于正在运行的程序的当前活动。

不运行，进入休眠

垃圾回收器即将要运行. (sysmon线程将在垃圾回收结束时恢复)

所有线程都处于空闲状态,没有任何一个在运行中

G 抢占

提问

goroutine没有优先级么？是的

什么时候需要抢占？

如何抢占，新老抢占的实现有何不同？

抢占的触发时机

 GC STW

栈扫描

监控线程 sysmon 触发

抢占的实现

老版本-协作式抢占

preemptone 函数只做标记⼯作

检查当前栈空间是否⾜够，不够的话，需要申请新的栈空间

保存当前goroutine的运⾏现场，切换到m.g0，执⾏newstack

gopreempt_m将当前的goroutine放进了全局队列

新版本 - 信号式抢占

preemptone 函数：通过系统调⽤ tgkill 函数，给特定的线程发信号

处理 SIGURG 信号时，相当于被强⾏插⼊⼀条 asyncPreempt 的函数调⽤

推荐

曹大抢占调度PPT

曹大 抢占调度

实际应用

为什么Go服务容器化之后延迟变高？

原因：Go服务容器化的 P 数量问题

解决方案：引入 uber 的 automaxprocs 库

Go服务最好不要用太多的CPU

参考资料

Golden Go调度篇

深入浅出GolangRuntime

为什么Go服务容器化之后延迟变高

Go 为什么这么“快”

Golang 的 goroutine 是如何实现的？

Golang sysmon监控线程

引言

什么是调度？

运行&阻塞

演化：Process -> Thread(LWP, lightweight process) -> Goroutine (一种lightweight userspace thread) =》一个不断共享、不断减少切换成本的过程.

思考问题

怎样实现少量内核线程支撑大量 Goroutine 的并发运行？

为什么说Go调度Goroutine是轻量的?

上下文切换代价小

内存占用少

调度模型

基本概念

G：goroutine 一个计算任务

M： machine 系统线程

P： processor 虚拟处理器

GM模型（go 1.0）

全局调度锁问题

G 的传递问题

Per-M 的内存问题

GMP 模型（go 1.0 +）

交互形式

简图

源码 1

源码 2

详情

全景大图

G状态流转

G 状态列表

G 状态流转图

举例说明

调度器

调度循环（Schedule loop）

M 执行 G 时四个方法周而复始

队列优先级： runnext  > local run queue > global run queue > other p local run queue

调度策略

hand off 机制：当本线程因为 G 进行系统调用阻塞时，线程释放绑定的 P，把 P 转移给其他空闲的线程执行。

work-stealing 机制：当本线程无可运行的 G 时，尝试从其他线程绑定的 P 偷取 G，而不是销毁线程

调度过程

调度时机

调度优化

提问 🙋

为了最大限度利用计算资源，Go 调度器是如何处理线程阻塞的场景？

原子、互斥量(锁)、通道操作：切换阻塞 G

网络 IO 请求：让 netpoll 去处理，切换阻塞 G

step 1

step 2

step 3

网络轮询器 netpoller 

syscall 调用：监控线程 sysmon 会监控识别，将 P 与 M 脱离，让 P 与其他空闲M结合

step 1

step2

step 3

sleep 操作：监控线程 sysmon，会监控那些长时间运行的 G 任务，会进行抢占操作

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