Что такое кооперативная многозадачность в Golang
Кооперативная многозадачность — это модель многозадачности, в которой задачи (или горутины, если говорить о Go) сами определяют, когда уступить управление другим задачам. В этой модели операционная система (или планировщик) не прерывает задачу автоматически; вместо этого задачи добровольно освобождают процессор, чтобы другие задачи могли выполняться.
В Go используется кооперативная многозадачность для управления выполнением горутин. Поскольку горутины выполняются в рамках пользовательского планировщика Go, а не напрямую операционной системой, они могут работать гораздо легче и быстрее, чем потоковая модель в традиционной многозадачности. Этот подход позволяет избежать дорогостоящих прерываний и переключений контекста, необходимых при вытесняющей многозадачности, где операционная система может прервать поток в любой момент.
Как кооперативная многозадачность реализована в Go
В Go планировщик решает, когда следует приостановить или переключить горутину, и управление передаётся следующей. Основные принципы работы кооперативной многозадачности в Go:
- Добровольное уступление управления:
- Горутины уступают управление другим горутинам в определённых точках, обычно во время операций, которые могут блокировать выполнение, например, при:
- Вызове функции
time.Sleep
, которая явно приостанавливает выполнение. - Выполнении операций ввода-вывода (например, работа с сетью или файлами).
- Взаимодействии через каналы, где одна горутина ожидает данных от другой.
- Вызове функции
- При этом Go-планировщик определяет, когда нужно сделать переключение, что позволяет горутинам «сотрудничать» и эффективно использовать ресурсы.
- Горутины уступают управление другим горутинам в определённых точках, обычно во время операций, которые могут блокировать выполнение, например, при:
- Точки прерывания (preemption points):
- Go 1.14 и выше добавили механизм принудительного вытеснения для длинных операций. Это помогает избежать ситуаций, когда длинные вычислительные задачи не освобождают процессор, поскольку они не включают явных блокирующих вызовов или операций.
- Планировщик Go периодически проверяет, не работает ли какая-то горутина слишком долго, и вставляет точки прерывания, чтобы такие горутины могли уступить выполнение.
- Лёгкость переключения между горутинами:
- Переключение между горутинами (которые представляют собой зелёные потоки) значительно дешевле, чем переключение потоков ОС, потому что для этого не нужно переключать контекст процессора. Это позволяет Go одновременно обрабатывать множество горутин (десятки тысяч) с относительно небольшими затратами.
Пример кооперативного поведения в Go
Вот простой пример, где одна горутина выполняет цикл, но периодически уступает управление другим горутинам через time.Sleep
:
Recommended Posts
Что такое oneof в Protobuf?
25.04.2024