O que é o workshopping?

O work stealing (roubo de trabalho) é um mecanismo de balanceamento de carga em sistemas multithread, onde um thread inativo "rouba" tarefas da fila de outro thread ocupado.

Características principais:

• Descentralizado: Cada thread gere sua própria fila de tarefas.
• Ativo: O thread inativo busca ativamente trabalho em outros.
• Alta performance: Eficaz para tarefas com carga desigual.

Em Golang, é usado no scheduler para distribuir goroutines entre os threads do sistema operacional (M). Quando um M termina seu trabalho atual (o pacote de goroutines em P), ele busca goroutines em outros P através de suas filas locais.

// Pseudocódigo demonstrando o conceito de work stealing
package main

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

type Task struct {
	id int
}

// Simulação de fila de tarefas
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
}

// Tentativa de "roubar" tarefa de outra fila
func (q *TaskQueue) StealTask() (Task, bool) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	if len(q.tasks) < 2 { // Não roubar se há poucas tarefas
		return Task{}, false
	}
	// Roubar do meio ou do final para evitar conflitos com a extração local
	index := len(q.tasks) / 2
	task := q.tasks[index]
	q.tasks = append(q.tasks[:index], q.tasks[index+1:]...)
	return task, true
}

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

	for {
		// Tentar pegar tarefa da fila local
		task, ok := localQueue.GetLocalTask()
		if ok {
			fmt.Printf("Worker %d executa tarefa %d localmente\n", id, task.id)
			time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulação de trabalho
			continue
		}

		// Se a fila local estiver vazia, tentar roubar
		stolen := false
		for _, queue := range otherQueues {
			if queue == localQueue {
				continue // Não roubar de si mesmo
			}
			task, ok := queue.StealTask()
			if ok {
				fmt.Printf("Worker %d roubou tarefa %d\n", id, task.id)
				time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulação de trabalho
				stolen = true
				break // Sair após roubo bem-sucedido
			}
		}

		if !stolen {
			// Se não conseguiu roubar, talvez não haja mais tarefas
			// Em um planejador real, haveria mecanismos mais complexos para terminar
			// Para demonstração, sair após um tempo
			fmt.Printf("Worker %d está inativo, esperando...\n", id)
			time.Sleep(50 * time.Millisecond)
			// Em cenário real, aqui haveria mecanismo de finalização ou parking
			// return // Para demonstração, permitir sair
			break // Para simplificar a simulação
		}
	}
}

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

	// Distribuir tarefas de forma não uniforme para demonstração de work stealing
	for i := 0; i < numTasks; i++ {
		queueIndex := i % 2 // Mais tarefas nas primeiras duas filas
		taskQueues[queueIndex].AddTask(Task{id: i})
	}

	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < numWorkers; i++ {
		wg.Add(1)
		// Passar referências a todas as filas para o worker poder "roubar"
		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("Todas as tarefas foram concluídas")
}