go - Go 运行时如何检查 goroutine 是否被阻塞？

Question

Go 文档说:

When a coroutine blocks, such as by calling a blocking system call, the run-time automatically moves other coroutines on the same operating system thread to a different, runnable thread so they won't be blocked

但是运行时如何检测到 goroutine 被阻塞了？

例如，如果我将在一个 go-routine 中运行计算，它会被评估为阻塞操作吗？

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func f(from string, score int) {
    for i := 0; i < score; i++ {
            for z := 0; z < score; z++ {
        }
    }

    fmt.Println(from, " Done")
}   

func main() {
runtime.GOMAXPROCS(1)
f("direct", 300000)
go f("foo", 200000)
go f("bar", 20000)
go f("baz", 2000)

 go func(msg string) {
        fmt.Println(msg)
    }("going without loop")

       var input string
    fmt.Scanln(&input)
    fmt.Println("done")
}

我得到的结果是:baz, boo bar。但为什么？ Go 是否理解 foo 是阻塞的？

Answer 1

这张工单与问题相关:

https://github.com/golang/go/issues/11462

您可以执行的每个阻塞调用都将由运行时提供服务。所以运行时知道是否发生了可能阻塞的事情。

例如:

1. 如果您在 sync.Mutex 上调用 Lock()，运行时将处理它并检查是否会阻塞并采取相应行动。

2. 如果您在 exec.Cmd 上调用 Run() 或 Output()(或类似方法)，运行时会通知并假设此调用将阻塞。它不知道你正在运行的程序是否会阻塞，所以它必须假设最坏的情况。

据我所知，有两种主要机制，goroutine 如何阻塞，上面的示例是每种机制的示例。

1. 是运行时在没有“外部”帮助的情况下为您提供的事物的示例。

2. 是涉及系统调用的示例。例如，Linux 上的 Golang 不使用 gnu libc，而是通过调用 os.所有这些调用都通过包 syscall 进行(据我所知)，这里运行时只有一个钩子(Hook)来通知发生的事情。

当然，这幅图可能有点模糊，golang 需要来自操作系统的互斥体以实现跨操作系统线程同步，即使对于 1。然后它在某种程度上也有点像示例 2。

关于问题中的代码:不。如果编译器没有优化循环，Go 不明白 f 可能会花费很多时间。在如此紧密的循环中，go 调度程序无法“停止”goroutine 并将另一个 goroutine 设置为运行，因为循环中没有抢占点。所以如果你有多个这样的 goroutines 做紧密的循环如果没有抢占点，它们可能会耗尽您的 CPU，所有其他 goroutine 都必须等待，直到至少完成一个紧密循环。但只有在该循环中调用不同的函数才能改变画面，作为一个函数调用是一个抢占点。

user1432751 在评论中提问:

what happens with CPU registers when blocking operation is happen? Current thread is blocking by goroutines, Go scheduler create new system thread and migrate all other threads there? –

go 调度不是抢占式的(至少那是我上次检查时的状态)，而是在某些抢占点进行调度。例如系统调用、发送和等待 channel ，如果我没记错的话函数调用。因此，在这些点上，当调度程序决定要做什么时，调用内部函数并且与 goroutine 中执行的代码相关的 cpu 寄存器已经在堆栈中。

是的，如果系统调用已完成，因此存在操作系统线程阻塞的危险，执行系统调用的 goroutine 将获得自己的操作系统线程，这甚至不计入 GOMAXPROCS。