Ce este workshopping-ul?

Work stealing este un mecanism de echilibrare a încărcării în sistemele multi-thread, unde un thread inactiv "fură" sarcini din coada altui thread ocupat.

Caracteristici cheie:

• Decentralizat: Fiecare thread gestionează propria coadă locală de sarcini.
• Activ: Thread-ul inactiv caută activ muncă de la alții.
• Performanță ridicată: Eficient pentru sarcini cu încărcare neuniformă.

În Golang, este folosit în scheduler pentru distribuirea gorutinelor pe firele de sistem (M). Când un M își termină munca curentă (pachet de gorutine pe P), caută gorutine în alte P prin cozi locale.

// Pseudo-cod care demonstrează conceptul de work stealing
package main

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

type Task struct {
	id int
}

// Simulare a unei cozi de sarcini
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
}

// Încercare de "furare" a unei sarcini din altă coadă
func (q *TaskQueue) StealTask() (Task, bool) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	if len(q.tasks) < 2 { // Nu "furăm" dacă sunt puține sarcini
		return Task{}, false
	}
	// Furează din mijloc sau de la sfârșit pentru a evita conflictele cu extragerea locală
	index := len(q.tasks) / 2
	task := q.tasks[index]
	q.tasks = append(q.tasks[:index], q.tasks[index+1:]...)
	return task, true
}

// Simulare a unui thread de lucru
func worker(id int, localQueue *TaskQueue, otherQueues []*TaskQueue, wg *sync.WaitGroup) {
	defer wg.Done()

	for {
		// Încearcă să ia o sarcină din coada locală
		task, ok := localQueue.GetLocalTask()
		if ok {
			fmt.Printf("Worker %d execută sarcina %d\n", id, task.id)
			time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulare de muncă
			continue
		}

		// Dacă coada locală este goală, încearcă să fure
		stolen := false
		for _, queue := range otherQueues {
			if queue == localQueue {
				continue // Nu furăm de la noi înșine
			}
			task, ok := queue.StealTask()
			if ok {
				fmt.Printf("Worker %d a furat sarcina %d\n", id, task.id)
				time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulare de muncă
				stolen = true
				break // Am furat cu succes, ieșim din bucla de furt
			}
		}

		if !stolen {
			// Dacă nu am furat, poate nu mai sunt sarcini
			// Într-un scheduler real, există mecanisme mai complexe de încheiere
			// Pentru demonstrație, pur și simplu ieșim după o așteptare
			fmt.Printf("Worker %d este inactiv, așteaptă...\n", id)
			time.Sleep(50 * time.Millisecond)
			// În scenariul real, aici ar fi un mecanism de încheiere sau de parcarea thread-ului
			// return // Pentru demonstrație, vom permite ieșirea
			break // Simplificare a simulării
		}
	}
}

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

	// Distribuim sarcinile in mod neuniform pentru demonstrație de work stealing
	for i := 0; i < numTasks; i++ {
		queueIndex := i % 2 // Mai multe sarcini pentru primele două thread-uri
		taskQueues[queueIndex].AddTask(Task{id: i})
	}

	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < numWorkers; i++ {
		wg.Add(1)
		// Transmitem referințe către toate cozii pentru ca worker-ul să poată "fure"
		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("Toate sarcinile au fost finalizate")
}