Co je to workshopping?

Work stealing je mechanismus vyvažování zátěže v systémech s více vlákny, kde neaktivní vlákno "krade" úlohy z fronty jiného zaneprázdněného vlákna.

Klíčové vlastnosti:

• Decentralizované: Každé vlákno spravuje svou vlastní místní frontu úloh.
• Aktivní: Neaktivní vlákno aktivně hledá práci od ostatních.
• Vysoký výkon: Efektivní pro úlohy s nerovnoměrnou zátěží.

V Golangu se používá v plánovači (scheduleru) pro rozdělení gorutin na systémová vlákna (M). Když M dokončí svou aktuální práci (balíček gorutin na P), hledá gorutiny u jiných P přes jejich místní fronty.

// Pseudo-kód demonstrující koncept work stealing
package main

import "fmt"
import "sync"
import "time"

type Task struct {
	id int
}

// Simulace fronty úloh
type TaskQueue struct {
	tasks []Task
	mu    sync.Mutex
}

func (q *TaskQueue) AddTask(task Task) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	q.tasks = append(q.tasks, task)
}

func (q *TaskQueue) GetLocalTask() (Task, bool) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	if len(q.tasks) == 0 {
		return Task{}, false
	}
	task := q.tasks[0]
	q.tasks = q.tasks[1:]
	return task, true
}

// Pokus o "krádež" úlohy z jiné fronty
func (q *TaskQueue) StealTask() (Task, bool) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	if len(q.tasks) < 2 { // Nekrademe, pokud je málo úloh
		return Task{}, false
	}
	// Krademe ze středu nebo konce, abychom se vyhnuli konfliktům s lokálním extrahováním
	index := len(q.tasks) / 2
	task := q.tasks[index]
	q.tasks = append(q.tasks[:index], q.tasks[index+1:]...)
	return task, true
}

// Simulace pracovní vlákna
func worker(id int, localQueue *TaskQueue, otherQueues []*TaskQueue, wg *sync.WaitGroup) {
	defer wg.Done()

	for {
		// Pokus o vzít úlohu z lokální fronty
		task, ok := localQueue.GetLocalTask()
		if ok {
			fmt.Printf("Pracovník %d vykonává úlohu %d\n", id, task.id)
			time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulace práce
			continue
		}

		// Pokud je lokální fronta prázdná, pokusíme se ukrást
		stolen := false
		for _, queue := range otherQueues {
			if queue == localQueue {
				continue // Nekrademe od sebe
			}
			task, ok := queue.StealTask()
			if ok {
				fmt.Printf("Pracovník %d, ukradl úlohu %d\n", id, task.id)
				time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulace práce
				stolen = true
				break // Úspěšné ukradení, opustíme smyčku krádeže
			}
		}

		if !stolen {
			// Pokud se nepodařilo ukrást, možná už žádné úlohy nejsou
			// V reálném plánovači jsou složitější mechanismy ukončení
			// Pro demonstraci, prostě ukončíme po nějaké době čekání
			fmt.Printf("Pracovník %d je neaktivní, čeká...\n", id)
			time.Sleep(50 * time.Millisecond)
			// V reálném scénáři by zde byl mechanismus ukončení nebo parkování vlákna
			// return // Pro demonstraci, umožníme ukončení
			break // Zjednodušení simulace
		}
	}
}

func main() {
	numWorkers := 4
	numTasks := 20
	taskQueues := make([]*TaskQueue, numWorkers)
	for i := range taskQueues {
		taskQueues[i] = &TaskQueue{}
	}

	// Nerovnoměrné rozdělení úloh pro demonstraci work stealing
	for i := 0; i < numTasks; i++ {
		queueIndex := i % 2 // Více úloh u prvních dvou pracovníků
		taskQueues[queueIndex].AddTask(Task{id: i})
	}

	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < numWorkers; i++ {
		wg.Add(1)
		// Předáváme odkazy na všechny fronty, aby pracovník mohl "krást"
		otherQueues := make([]*TaskQueue, 0, numWorkers-1)
		for j := range taskQueues {
			if i != j {
				otherQueues = append(otherQueues, taskQueues[j])
			}
		}
		go worker(i, taskQueues[i], otherQueues, &wg)
	}

	wg.Wait()
	fmt.Println("Všechny úlohy dokončeny")
}