Mi az a workshopping?

A work stealing egy terheléselosztási mechanizmus több szálú rendszerekben, ahol egy inaktív szál "ellop" feladatokat egy másik elfoglalt szál sorából.

Fő jellemzők:

• Decentralizált: Minden szál kezeli a saját helyi feladatsorát.
• Aktív: Az inaktív szál aktívan keres munkát másoktól.
• Magas teljesítmény: Hatékony egyenetlen terhelés esetén.

A Golangban a schedulerben használják, hogy goroutine-okat oszthassanak szálak között (M). Amikor egy M befejezi a jelenlegi munkát (goroutine csomagokat P-n), más P-k helyi sorait vizsgálja.

// Pszeudokód a work stealing koncepciójának bemutatására
package main

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

type Task struct {
	id int
}

// Feladatsor szimulációja
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
}

// Próbálkozás "lopásra" másik sorból
func (q *TaskQueue) StealTask() (Task, bool) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	if len(q.tasks) < 2 { // Nem "lopunk" kevés feladattal
		return Task{}, false
	}
	// Lopás középről vagy végéről, hogy elkerüljük a konfliktusokat a helyi kivétellel
	index := len(q.tasks) / 2
	task := q.tasks[index]
	q.tasks = append(q.tasks[:index], q.tasks[index+1:]...)
	return task, true
}

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

	for {
		// Próbálkozik feladatot szerezni a helyi sorból
		task, ok := localQueue.GetLocalTask()
		if ok {
			fmt.Printf("Worker %d végrehajtja a %d feladatot\n", id, task.id)
			time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Munkaszimuláció
			continue
		}

		// Ha a helyi sor üres, próbálkozik lopással
		stolen := false
		for _, queue := range otherQueues {
			if queue == localQueue {
				continue // Nem lopunk saját sorból
			}
			task, ok := queue.StealTask()
			if ok {
				fmt.Printf("Worker %d, lopott feladat %d\n", id, task.id)
				time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Munkaszimuláció
				stolen = true
				break // Sikeres lopás, kilép a lopási ciklusból
			}
		}

		if !stolen {
			// Ha nem sikerült lopni, lehet, hogy nincs több feladat
			// Egy valódi ütemezőben bonyolultabb mechanizmusok vannak a befejezéshez
			// Demonstrációként, egyszerűen kilépünk egy várakozás után
			fmt.Printf("Worker %d inaktív, vár...\n", id)
			time.Sleep(50 * time.Millisecond)
			// Egy valódi szcenárióban itt lenne a befejező vagy a szál parkoltatásának mechanizmusa
			// return // Demonstrációként engedjük a kilépést
			break // Egyszerűsítés a szimulációban
		}
	}
}

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

	// Feladatok elosztása nem egyenletes a work stealing demonstrációhoz
	for i := 0; i < numTasks; i++ {
		queueIndex := i % 2 // Több feladat az első két munkásnak
		taskQueues[queueIndex].AddTask(Task{id: i})
	}

	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < numWorkers; i++ {
		wg.Add(1)
		// Átadjuk az összes sor hivatkozását, hogy a munkás "lopni" tudjon
		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("Minden feladat végrehajtva")
}