各位朋友,这次想跟大家分享一下Go调度器源码阅读相关的知识和经验,网络上已经有很多剖析源码的好文章,所以这篇文章 不是又一篇源码剖析文章,注重的不是源码分析分享,而是带给大家一些学习经验,希望大家能更好的阅读和掌握Go调度器的实现 。
本文主要分2个部分:
- 解决如何阅读源码的问题 。阅读源码本质是把脑海里已经有的调度设计,看看到底是不是这么实现的,是怎么实现的。
- 带给你一个探索Go调度器实现的办法 。源码都到手了,你可以修改、 窥探 ,通过这种方式解决阅读源码过程中的疑问,验证一些想法。比如:负责调度的是g0,怎么才能schedule()在执行时,当前是g0呢?
01 如何阅读源码
阅读前提
阅读Go源码前,最好已经掌握Go调度器的设计和原理,如果你还无法回答以下问题:
- 为什么需要Go调度器?
- Go调度器与系统调度器有什么区别和关系/联系?
- G、P、M是什么,三者的关系是什么?
- P默认有几个?
- M同时能绑定几个P?
- M怎么获得G?
- M没有G怎么办?
- 为什么需要全局G队列?
- Go调度器中的负载均衡的2种方式是什么?
- work stealing是什么?什么原理?
- 系统调用对G、P、M有什么影响?
- Go调度器抢占是什么样的?一定能抢占成功吗?
建议阅读Go调度器系列文章,以及文章中的参考资料:
- Go调度器系列(1)起源
- Go调度器系列(2)宏观看调度器
- Go调度器系列(3)图解调度原理
优秀源码资料推荐
既然你已经能回答以上问题,说明你对Go调度器的设计已经有了一定的掌握,关于Go调度器源码的优秀资料已经有很多,我这里推荐2个:
- 雨痕的Go源码剖析 六章并发调度,不止是源码,是以源码为基础进行了详细的Go调度器介绍:ttps://github.com/qyuhen/book
- Go夜读 第12期,golang中goroutine的调度,M、P、G各自的一生状态,以及转换关系:
Go调度器的源码还涉及GC等,阅读源码时,可以暂时先跳过,主抓调度的逻辑。
另外,Go调度器涉及汇编,也许你不懂汇编,不用担心,雨痕的文章对汇编部分有进行解释。
最后,送大家一幅流程图,画出了主要的调度流程,大家也可边阅读边画,增加理解, 高清版可到博客下载(原图原文跳转) 。
02 如何探索调度器
这部分教你探索Go调度器的源码,验证想法,主要思想就是,下载Go的源码,添加调试打印,编译修改的源文件,生成修改的go,然后使用修改go运行测试代码,观察结果。
下载和编译Go
1.Github下载,并且换到go1.11.2分支,本文所有代码修改都基于go1.11.2版本。
$ GODIR=$GOPATH/src/github.com/golang/go $ mkdir -p $GODIR $ cd $GODIR/.. $ git clone $ cd go $ git fetch origin go1.11.2 $ git checkout origin/go1.11.2 $ git checkout -b go1.11.2 $ git checkout go1.11.2
2. 初次编译,会跑测试,耗时长一点
$ cd $GODIR/src $ ./all.bash
3.以后每次修改go源码后可以这样,4分钟左右可以编译完成
$ cd $GODIR/src
$ time ./make.bash
Building Go cmd/dist using /usr/local/go.
Building Go toolchain1 using /usr/local/go.
Building Go bootstrap cmd/go (go_bootstrap) using Go toolchain1.
Building Go toolchain2 using go_bootstrap and Go toolchain1.
Building Go toolchain3 using go_bootstrap and Go toolchain2.
Building packages and commands for linux/amd64.
---
Installed Go for linux/amd64 in /home/xxx/go/src/github.com/golang/go
Installed commands in /home/xxx/go/src/github.com/golang/go/ bin
real 1m11.675s
user 4m4.464s
sys 0m18.312s
编译好的go和gofmt在$GODIR/bin目录。
$ ll $GODIR/bin total 16044 -rwxrwxr-x 1 vnt vnt 13049123 Apr 14 10:53 go -rwxrwxr-x 1 vnt vnt 3377614 Apr 14 10:53 gofmt
4.为了防止我们修改的go和过去安装的go冲突,创建igo软连接,指向修改的go。
$ mkdir -p ~/testgo/bin $ cd ~/testgo/bin $ ln -sf $GODIR/bin/go igo
5.最后,把~/testgo/bin加入到PATH,就能使用igo来编译代码了,运行下igo,应当获得go1.11.2的版本:
$ igo version go version go1.11.2 linux/amd64
当前,已经掌握编译和使用修改的go的办法,接下来就以1个简单的例子,教大家如何验证想法。
验证schedule()由g0执行
阅读源码的文章,你已经知道了g0是负责调度的,并且g0是全局变量,可在 runtime 包的任何地方直接使用,看到schedule()代码如下(所在文件:$GODIR/src/runtime/proc.go):
// One round of scheduler: find a runnable goroutine and execute it. // Never returns. func schedule() { // 获取当前g,调度时这个g应当是g0 _g_ := getg() if _g_.m.locks != 0 { throw("schedule: holding locks") } // m已经被某个g锁定,先停止当前m,等待g可运行时,再执行g,并且还得到了g所在的p if _g_.m.lockedg != 0 { stoplockedm() execute(_g_.m.lockedg.ptr(), false) // Never returns. } // 省略... }
问题 :既然g0是负责调度的,为何schedule()每次还都执行_g_ := getg(),直接使用g0不行吗?schedule()真的是g0执行的吗?
在 这篇文章中我曾介绍了trace的用法,阅读代码时发现 使用debug.schedtrace和print()函数可以用作打印调试信息 ,那我们是不是可以使用这种方法打印我们想获取的信息呢?当然可以。
另外,注意print()并不是fmt.Print(),也不是C语言的printf,所以不是格式化输出,它是汇编实现的,我们不深入去了解它的实现了,现在要掌握它的用法:
// The print built-in function formats its arguments in an // implementation-specific way and writes the result to standard error. // Print is useful for bootstrapping and debugging; it is not guaranteed // to stay in the language. func print(args ...Type)
从上面可以看到,它接受可变长参数,我们使用的时候只需要传进去即可,但要手动控制格式。
我们修改schedule()函数,使用debug.schedtrace > 0控制打印,加入3行代码,把goid给打印出来,如果始终打印goid为0,则代表调度确实是由g0执行的:
if debug.schedtrace > 0 { print("schedule(): goid = ", _g_.goid, "\n") // 会是0吗?是的 }
schedule()如下:
// One round of scheduler: find a runnable goroutine and execute it. // Never returns. func schedule() { // 获取当前g,调度时这个g应当是g0 _g_ := getg() if debug.schedtrace > 0 { print("schedule(): goid = ", _g_.goid, "\n") // 会是0吗?是的 } if _g_.m.locks != 0 { throw("schedule: holding locks") } // ... }
编译igo:
$ cd $GODIR/src $ ./make.bash
编写一个简单的demo(不能更简单):
package main func main() { }
结果如下,你会发现所有的schedule()函数调用都打印goid = 0,足以证明Go调度器的调度由g0完成(如果你认为还是缺乏说服力,可以写复杂一些的demo):
复制
$ GODEBUG=schedtrace=1000 igo run demo1.go schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 SCHED 0ms: gomaxprocs=8 idleprocs=6 threads=4 spinningthreads=1 idlethreads=0 runqueue=0 [0 0 0 0 0 0 0 0] schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 schedule(): goid = 0 // 省略几百行
启发比结论更重要,希望各位朋友在学习Go调度器的时候,能多一些自己的探索和研究,而不仅仅停留在看看别人文章之上 。
参考资料
- Installing Go from source
如果这篇文章对你有帮助,不妨关注下我的Github,有文章会收到通知。本文作者:大彬,原创授权发布如果喜欢本文,随意转载,但请保留此原文链接: