Kas ir workshopping?

Darba zagšana (work stealing) ir mehānisms slodzes līdzsvarošanai daudzšūnu sistēmās, kur neaktīvs pavediens (darbinieks) "zog" uzdevumus no cita, aizņemta pavediena rinda.

Galvenās īpašības:

• Dezentralizēts: Katrs pavediens pārvalda savu vietējo uzdevumu rindu.
• Aktīvs: Neaktīvs pavediens aktīvi meklē darbu citos.
• Augsta veiktspēja: Efektīvs nevienmērīgas slodzes gadījumā.

Golang tiek izmantots plānotājā (scheduler) goroutine-ļu sadalīšanai starp operētājsistēmas pavedieniem (M). Kad viens M pabeidz savu pašreizējo darbu (goroutine kopu P-de), tas meklē goroutine-ļ citos P caur to vietējām rindām.

// Pseido-kods, kas demonstrē darba zagšanas koncepciju
package main

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

type Task struct {
	id int
}

// Uzdevumu rinda
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
}

// Mēģinājums "zagt" uzdevumu no citas rindas
func (q *TaskQueue) StealTask() (Task, bool) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	if len(q.tasks) < 2 { // Nezog, ja ir maz uzdevumu
		return Task{}, false
	}
	// Zog no vidus vai beigām, lai izvairītos no konfliktiem ar vietējo izņemšanu
	index := len(q.tasks) / 2
	task := q.tasks[index]
	q.tasks = append(q.tasks[:index], q.tasks[index+1:]...)
	return task, true
}

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

	for {
		// Mēģinājums ņemt uzdevumu no vietējās rindas
		task, ok := localQueue.GetLocalTask()
		if ok {
			fmt.Printf("Darbinieks %d veic uzdevumu %d vietēji\n", id, task.id)
			time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Imitācija
			continue
		}

		// Ja vietējā rinda ir tukša, mēģinām zagšanu
		stolen := false
		for _, queue := range otherQueues {
			if queue == localQueue {
				continue // Nezog no sevis
			}
			task, ok := queue.StealTask()
			if ok {
				fmt.Printf("Darbinieks %d zag uzdevumu %d\n", id, task.id)
				time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Imitācija
				stolen = true
				break // Veiksmīgi zagts, iziet
			}
		}

		if !stolen {
			// Ja neizdevās zagšanu, varbūt uzdevumi vairs nav
			// Reāla plānotājā ir sarežģītāki mehānismi
			// Demostrācijā vienkārši iziet pēc noteikta laika
			fmt.Printf("Darbinieks %d gaida...\n", id)
			time.Sleep(50 * time.Millisecond)
			// Reāla scenārijā šeit būtu beigu vai parkošanas mehānisms
			// return // Demostrācijā ļausim iziet
			break // Vienkāršības pēc
		}
	}
}

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

	// Nepareiza uzdevumu sadale demonstrācijai
	for i := 0; i < numTasks; i++ {
		queueIndex := i % 2 // Pirmās divas darba vietas ar vairāk uzdevumiem
		taskQueues[queueIndex].AddTask(Task{id: i})
	}

	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < numWorkers; i++ {
		wg.Add(1)
		// Nododam atsauces uz visas rindas, lai darbinieks varētu "zagt"
		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("Visas uzdevumi izpildīti")
}