Планировщик

Планировщик

Планировщик выполняет процессы по принципу work-stealing. Воркеры поддерживают локальные деки и заимствуют работу друг у друга при простое.

Интерфейс Process

Планировщик работает с любым типом, реализующим интерфейс Process:

type Process interface {
    Init(ctx context.Context, method string, input payload.Payloads) error
    Step(events []Event, out *StepOutput) error
    Close()
}

Метод	Назначение
Init	Подготовка процесса с именем метода и входными аргументами
Step	Продвижение автомата состояний входящими событиями, запись yields в output
Close	Освобождение ресурсов

Параметр method в Init указывает, какую точку входа вызывать. Экземпляр процесса может предоставлять несколько точек входа, и вызывающий выбирает нужную. Это также служит проверкой корректности инициации процесса планировщиком.

Планировщик вызывает Step() многократно, передавая события (завершения yield’ов, сообщения) и собирая yield’ы (команды для диспатчинга). Процесс записывает свой статус и yield’ы в буфер StepOutput.

type Event struct {
    Type  EventType  // EventYieldComplete или EventMessage
    Tag   uint64     // Корреляционный тег для завершений yield
    Data  any        // Данные результата или payload сообщения
    Error error      // Ошибка, если yield завершился неудачей
}

Структура

Планировщик порождает GOMAXPROCS воркеров по умолчанию. У каждого воркера локальный дек для кеш-дружественного LIFO-доступа. Глобальная FIFO-очередь обрабатывает новые submissions и межворкерные переносы. Процессы отслеживаются по PID для маршрутизации сообщений.

Поиск работы

flowchart TD
    W[Воркер ищет работу] --> L{Локальный дек?}
    L -->|есть элементы| LP[Pop со дна LIFO]
    L -->|пуст| G{Глобальная очередь?}
    G -->|есть элементы| GP[Pop + пакетный перенос до 16]
    G -->|пуста| S[Заимствовать у случайной жертвы]
    S --> SH[StealHalfInto дека жертвы]

Воркеры проверяют источники в порядке приоритета:

Приоритет	Источник	Паттерн
1	Локальный дек	LIFO pop, lock-free, кеш-дружественный
2	Глобальная очередь	FIFO pop с пакетным переносом
3	Другие воркеры	Заимствовать половину из дека жертвы

При pop из глобальной очереди воркеры берут один элемент и пакетно переносят до 16 дополнительных в свой локальный дек.

Дек Chase-Lev

У каждого воркера дек Chase-Lev для work-stealing:

type Deque struct {
    buffer atomic.Pointer[dequeBuffer]
    top    atomic.Int64  // Воры заимствуют отсюда (CAS)
    bottom atomic.Int64  // Владелец push/pop отсюда
}

Владелец push’ит и pop’ит со дна (LIFO) без синхронизации. Воры заимствуют с верха (FIFO) через CAS. Это даёт владельцу кеш-дружественный доступ к недавно добавленным элементам, распределяя более старую работу ворам.

StealHalfInto забирает половину элементов одной CAS-операцией, снижая конкуренцию.

Адаптивное вращение

Перед блокировкой на condition variable воркеры адаптивно вращаются:

Счётчик вращений	Действие
< 4	Тесный цикл
4-15	Уступить поток (runtime.Gosched)
>= 16	Заблокироваться на condition variable

Состояния процесса

stateDiagram-v2
    [*] --> Ready: Submit
    Ready --> Running: CAS воркером
    Running --> Complete: done
    Running --> Blocked: yields commands
    Running --> Idle: ожидание сообщений
    Blocked --> Ready: CompleteYield
    Idle --> Ready: Send прибыл

Состояние	Описание
Ready	В очереди на выполнение
Running	Воркер выполняет Step()
Blocked	Ожидание завершения yield
Idle	Ожидание сообщений
Complete	Выполнение завершено

Флаг wakeup обрабатывает гонки: если обработчик вызывает CompleteYield, пока воркер ещё владеет процессом (Running), он устанавливает флаг. Воркер проверяет флаг после диспатчинга и перепланирует, если установлен.

Очередь событий

У каждого процесса MPSC (multi-producer, single-consumer) очередь событий:

• Producers: обработчики команд (CompleteYield), отправители сообщений (Send)
• Consumer: воркер сливает события в Step()

Маршрутизация сообщений

Планировщик реализует relay.Receiver для маршрутизации сообщений процессам. При вызове Send() он находит целевой PID в карте byPID, push’ит сообщение как событие в очередь процесса и будит процесс, если тот Idle, push’ом в глобальную очередь.

Завершение работы

При завершении планировщик отправляет события отмены всем выполняющимся процессам и ждёт их завершения или таймаута. Воркеры завершаются, когда работы больше нет.

См. также

• Диспатчинг команд — как yield’ы достигают обработчиков
• Модель процессов — концепции высокого уровня