【Golang 面试题】每日 3 题（五十三）

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📚专栏简介：在这个专栏中，我将会分享 Golang 面试中常见的面试题给大家~
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157. Go work stealing 机制是什么？

当线程 M ⽆可运⾏的 G 时，尝试从其他 M 绑定的 P 偷取 G，减少空转，提高了线程利用率（避免闲着不干活）。

当从本线程绑定 P 本地队列、全局 G 队列、netpoller 都找不到可执行的 g，会从别的 P 里窃取 G 并放到当前 P 上面。

从 netpoller 中拿到的 G 是 _Gwaiting 状态（ 存放的是因为网络 IO 被阻塞的 G），从其它地方拿到的 G 是 _Grunnable 状态

从全局队列取的 G 数量：N = min(len(GRQ)/GOMAXPROCS + 1, len(GRQ/2)) （根据 GOMAXPROCS 负载均衡）

从其它 P 本地队列窃取的 G 数量：N = len(LRQ)/2（平分）

158. stealing 机制的窃取流程是什么？

源码见 runtime/proc.go stealWork 函数，窃取流程如下，如果经过多次努力一直找不到需要运行的 goroutine 则调用 stopm 进入睡眠状态，等待被其它工作线程唤醒。

1. 选择要窃取的 P
2. 从 P 中偷走一半 G

159. 窃取流程具体是如何实现的？

选择要窃取的 P

窃取的实质就是遍历 allp 中的所有 p，查看其运行队列是否有 goroutine，如果有，则取其一半到当前工作线程的运行队列。

为了保证公平性，遍历 allp 时并不是固定的从 allp[0] 即第一个 p 开始，而是从随机位置上的 p 开始，而且遍历的顺序也随机化了，并不是现在访问了第 i 个 p 下一次就访问第 i + 1 个 p，而是使用了一种伪随机的方式遍历 allp 中的每个 p，防止每次遍历时使用同样的顺序访问 allp 中的元素。

offset := uint32(random()) % nprocs
coprime := 随机选取一个小于nprocs且与nprocs互质的数
const stealTries = 4 // 最多重试4次
for i := 0; i < stealTries; i++ {
    for i := 0; i < nprocs; i++ {
      p := allp[offset]
        从p的运行队列偷取goroutine
        if 偷取成功 {
        break
     }
        offset += coprime
        offset = offset % nprocs
     }
}

可以看到只要随机数不一样，偷取 p 的顺序也不一样，但可以保证经过 nprocs 次循环，每个 p 都会被访问到。

从 P 中偷走一半 G

源码见 runtime/proc.go runqsteal 函数：

挑选出盗取的对象 p 之后，则调用 runqsteal 盗取 p 的运行队列中的 goroutine，runqsteal 函数再调用 runqgrap 从 p 的本地队列尾部批量偷走一半的 g。

为啥是偷一半的 g，可以理解为负载均衡。

func runqgrab(_p_ *p, batch *[256]guintptr, batchHead uint32, stealRunNextG bool) uint32 {
    for {
        h := atomic.LoadAcq(&_p_.runqhead) // load-acquire, synchronize with other consumers
        t := atomic.LoadAcq(&_p_.runqtail) // load-acquire, synchronize with the producer
        n := t - h        //计算队列中有多少个goroutine
        n = n - n/2     //取队列中goroutine个数的一半
        if n == 0 {
            ......
            return ......
        }
        return n
    }
}