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这篇CFSDN的博客文章嗯,你觉得 Go 在什么时候会抢占 P?由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.
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大家好,我是煎鱼.
昨天刚从长沙浪完回来,准备 ”潇潇洒洒“ 写一篇游记,分享一波美食+游记,有五一准备去长沙玩的小伙伴吗?
前几天我们有聊到《单核 CPU,开两个 Goroutine,其中一个死循环,会怎么样?》的问题,我们在一个细节部分有提到:
有新的小伙伴会产生更多的疑问,那就是在 Go 语言中,是如何抢占 P 的呢,这里面是怎么做的?
今天这篇文章我们就来解密抢占 P.
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在 Go 语言中,Goroutine 早期是没有设计成抢占式的,早期 Goroutine 只有读写、主动让出、锁等操作时才会触发调度切换.
这样有一个严重的问题,就是垃圾回收器进行 STW 时,如果有一个 Goroutine 一直都在阻塞调用,垃圾回收器就会一直等待他,不知道等到什么时候... 。
这种情况下就需要抢占式调度来解决问题。如果一个 Goroutine 运行时间过久,就需要进行抢占来解决.
这块 Go 语言在 Go1.2 起开始实现抢占式调度器,不断完善直至今日:
调度器的新提案:非均匀存储器访问调度(Non-uniform memory access,NUMA), 但由于实现过于复杂,优先级也不够高,因此迟迟未提上日程.
有兴趣的小伙伴可以详见 Dmitry Vyukov, dvyukov 所提出的 NUMA-aware scheduler for Go.
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为什么会要想去抢占 P 呢,说白了就是不抢,就没机会运行,会 hang 死。又或是资源分配不均了, 。
这在调度器设计中显然是不合理的.
跟这个例子一样:
这个例子在老版本的 Go 语言中,就会一直阻塞,没法重见天日,是一个需要做抢占的场景.
但可能会有小伙伴问,抢占了,会不会有新问题。因为原本正在使用 P 的 M 就凉凉了(M 会与 P 进行绑定),没了 P 也就没法继续执行了.
这其实没有问题,因为该 Goroutine 已经阻塞在了系统调用上,暂时是不会有后续的执行新诉求.
但万一代码是在运行了好一段时间后又能够运行了(业务上也允许长等待),也就是该 Goroutine 从阻塞状态中恢复了,期望继续运行,没了 P 怎么办?
这时候该 Goroutine 可以和其他 Goroutine 一样,先检查自身所在的 M 是否仍然绑定着 P:
也就是抢占 P,本身就是一个双向行为,你抢了我的 P,我也可以去抢别人的 P 来继续运行.
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讲解了为什么要抢占 P 的原因后,我们进一步深挖,“他” 是怎么抢占到具体的 P 的呢?
这就涉及到前文所提到的 runtime.retake 方法了,其处理以下两种场景:
抢占阻塞在系统调用上的 P.
抢占运行时间过长的 G.
在此主要针对抢占 P 的场景,分析如下:
该方法会先对 allpLock 上锁,这个变量含义如其名,allpLock 可以防止该数组发生变化.
其会保护 allp、idlepMask 和 timerpMask 属性的无 P 读取和大小变化,以及对 allp 的所有写入操作,可以避免影响后续的操作.
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前置处理完毕后,进入主逻辑,会使用万能的 for 循环对所有的 P(allp)进行一个个处理.
第一个场景是:会对 syscalltick 进行判定,如果在系统调用(syscall)中存在超过 1 个 sysmon tick 周期(至少 20us)的任务,则会从系统调用中抢占 P,否则跳过.
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如果未满足会继续往下,走到如下逻辑:
第二个场景,聚焦到这一长串的判断中:
这里奇怪的是 runqempty 方法明明已经判断了没有其他任务,这就代表了没有任务需要执行,是不需要抢夺 P 的.
但实际情况是,由于可能会阻止 sysmon 线程的深度睡眠,最终还是希望继续占有 P.
在完成上述判断后,进入到抢夺 P 的阶段:
解锁相关属性:需要调用 unlock 方法解锁 allpLock,从而实现获取 sched.lock,以便继续下一步.
减少闲置 M:需要在原子操作(CAS)之前减少闲置 M 的数量(假设有一个正在运行)。否则在发生抢夺 M 时可能会退出系统调用,递增 nmidle 并报告死锁事件.
修改 P 状态:调用 atomic.Cas 方法将所抢夺的 P 状态设为 idle,以便于交于其他 M 使用.
抢夺 P 和调控 M:调用 handoffp 方法从系统调用或锁定的 M 中抢夺 P,会由新的 M 接管这个 P.
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至此完成了抢占 P 的基本流程,我们可得出满足以下条件:
如果存在系统调用超时:存在超过 1 个 sysmon tick 周期(至少 20us)的任务,则会从系统调用中抢占 P.
如果没有空闲的 P:所有的 P 都已经与 M 绑定。需要抢占当前正处于系统调用之,而实际上系统调用并不需要的这个 P 的情况,会将其分配给其它 M 去调度其它 G.
如果 P 的运行队列里面有等待运行的 G,为了保证 P 的本地队列中的 G 得到及时调度。而自己本身的 P 又忙于系统调用,无暇管理。此时会寻找另外一个 M 来接管 P,从而实现继续调度 G 的目的.
参考 。
NUMA-aware scheduler for Go 。
go-under-the-hood 。
深入解析 Go-抢占式调度 。
Go语言调度器源代码情景分析 。
原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/WAPogwLJ2BZvrquoKTQXzg 。
最后此篇关于嗯,你觉得 Go 在什么时候会抢占 P?的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于嗯,你觉得 Go 在什么时候会抢占 P?的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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