【Golang 面试题】每日 3 题（五十五）

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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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163. Go hand off 整个分离流程是什么？

当前线程 M 阻塞时，释放 P，给其它空闲的 M 处理。

164. GMP 中 hand off 机制又是什么？

GMP 中的 hand off 机制是指在某个 M 线程需要将当前正在执行的 Goroutine 交给另一个 M 线程时，使用的一种机制。

具体地，hand off 机制的实现过程如下：

当一个 M 线程需要将当前正在执行的 Goroutine 交给另一个 M 线程时，它会将该 Goroutine 和一个指向目标 M 线程的指针打包成一个结构体，称为 hand off 对象。
当目标 M 线程的本地队列中没有 Goroutine 可供执行时，它会从全局队列中获取一个 hand off 对象，并尝试将其中的 Goroutine 从原来的 M 线程中获取出来，添加到自己的本地队列中执行。在此期间，当前 M 线程会不断尝试从全局队列中获取 Goroutine 并将其调度到本地队列中执行。

当目标 M 线程成功获取到 hand off 对象后，它会将其中的 Goroutine 添加到自己的本地队列中，并将它们调度到绑定的 P 上执行。

hand off 机制的好处是可以避免线程饥饿，提高 Goroutine 的调度效率。当一个 M 线程需要将当前正在执行的 Goroutine 交给另一个 M 线程时，可以使用 hand off 机制来尽快地将 Goroutine 交给目标 M 线程，从而避免线程饥饿的问题。同时，由于 hand off 机制只在需要将当前正在执行的 Goroutine 交给另一个 M 线程时才会被使用，因此相对于 work stealing 机制来说，它的实现比较简单，不会增加太多额外的开销。

165. 如何实现 GMP 中的 hand off 机制？

由于 hand off 机制的使用场景比较特殊，且需要涉及到多个 Goroutine 之间的交互，因此比较难以直接演示。

不过，我们可以通过一个简单的示例来说明 hand off 机制的基本使用方法和效果。
假设我们有一个生产者-消费者模型，其中有多个生产者 Goroutine 和多个消费者 Goroutine，它们都需要不断地从一个共享的队列中获取任务进行处理。为了提高并发效率，我们可以使用 GMP 模型来对任务进行调度。

在这个示例中，我们使用一个全局队列来存储任务，并使用 hand off 机制来将任务从一个 M 线程转移到另一个 M 线程。每个生产者 Goroutine 和消费者 Goroutine 都会不断地尝试从全局队列中获取任务，并将其添加到自己的本地队列中执行。当某个 Goroutine 的本地队列为空时，它会从全局队列中获取一个 hand off 对象，并将其中的 Goroutine 从原来的 M 线程中获取出来，添加到自己的本地队列中执行。在此期间，其他 Goroutine 也可以从全局队列中获取任务，并将其添加到自己的本地队列中执行。

示例代码如下：

package main
import (
        "fmt"
        "sync"
        "time"
)
// 全局变量，用于保存正在处理的任务
var currentTask int
func producer(tasks chan<- int, wg *sync.WaitGroup) {
        defer wg.Done()
        // 生产 10 个任务
        for i := 1; i <= 10; i++ {
                fmt.Printf("producer producing task %d\n", i)
                tasks <- i
                time.Sleep(time.Second)
        }
        // 关闭任务通道
        close(tasks)
}
func consumer(id int, tasks <-chan int, done chan<- bool, wg *sync.WaitGroup) {
        defer wg.Done()
        for task := range tasks {
                fmt.Printf("consumer %d processing task %d\n", id, task)
                // 模拟处理任务的耗时
                time.Sleep(time.Second)
                // 交出任务，使用 hand off 机制
                currentTask = task
                done <- true
        }
        fmt.Printf("consumer %d has processed all tasks\n", id)
}
func main() {
        var wg sync.WaitGroup
        // 任务通道
        tasks := make(chan int)
        // done 通道，用于实现 hand off 机制
        done := make(chan bool)
        // 启动 3 个 consumer goroutine
        for i := 1; i <= 3; i++ {
                wg.Add(1)
                go consumer(i, tasks, done, &wg)
        }
        // 启动 producer goroutine
        wg.Add(1)
        go producer(tasks, &wg)
        // 等待所有 goroutine 执行完毕
        wg.Wait()
        // 所有任务处理完毕后，输出最后一个交出任务的 consumer ID 和任务 ID
        fmt.Printf("last consumer to hand off task: %d, task ID: %d\n", currentTask%3+1, currentTask)
}

在这个示例中，我们定义了一个全局变量 currentTask，用于保存当前正在处理的任务。在 consumer goroutine 中，当处理完一个任务后，使用 hand off 机制将任务交出，并更新 currentTask 的值。在程序结束时，我们可以通过输出 currentTask 的值来查看最后一个交出任务的 consumer ID 和任务 ID。