Čo je workshopping?

Work stealing je mechanizmus vyvažovania záťaže v viacvláknových systémoch, kde nečinný vlákno (worker) "kradne" úlohy z fronty iného, zaneprázdneného vlákna.

Kľúčové vlastnosti:

• Decentralizované: Každé vlákno spravuje svoju lokálnu frontu úloh.
• Aktívne: Nečinné vlákno aktívne hľadá prácu u iných.
• Vysoký výkon: Efektívne pre úlohy s nerovnomernou záťažou.

V Golangu sa používa v plánovači (scheduler) na rozdeľovanie gorútin medzi vlákna operačného systému (M). Keď jedno M dokončí svoju aktuálnu prácu (balík gorútin na P), hľadá gorutiny u iných P cez ich lokálne fronty.

// Pseudo-kód demonštrujúci koncept work stealing
package main

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

type Task struct {
	id int
}

// Simulácia 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 "ukradnutie" úlohy z inej fronty
func (q *TaskQueue) StealTask() (Task, bool) {
	q.mu.Lock()
	defer q.mu.Unlock()
	if len(q.tasks) < 2 { // Ne "kradneme", ak je málo úloh (optimalizácia)
		return Task{}, false
	}
	// Kradneme zo stredu alebo konca, aby sme sa vyhli konfliktu s lokálnym odobratím
	index := len(q.tasks) / 2
	task := q.tasks[index]
	q.tasks = append(q.tasks[:index], q.tasks[index+1:]...)
	return task, true
}

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

	for {
		// Pokus o vzatie úlohy z lokálnej fronty
		task, ok := localQueue.GetLocalTask()
		if ok {
			fmt.Printf("Pracovník %d vykonáva úlohu %d lokálne\n", id, task.id)
			time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulácia práce
			continue
		}

		// Ak je lokálna fronta prázdna, pokúsime sa ukradnúť
		stolen := false
		for _, queue := range otherQueues {
			if queue == localQueue {
				continue // Nekradneme od seba
			}
			task, ok := queue.StealTask()
			if ok {
				fmt.Printf("Pracovník %d ukradol úlohu %d\n", id, task.id)
				time.Sleep(100 * time.Millisecond) // Simulácia práce
				stolen = true
				break // Úspešne ukradnuté, ukončíme krádež
			}
		}

		if !stolen {
			// Ak sa nepodarilo ukradnúť, možno už nie sú žiadne úlohy
			// V reálnom plánovači sú zložitejšie mechanizmy ukončenia
			// Pre demonštráciu jednoducho ukončíme po určitom čase čakania
			fmt.Printf("Pracovník %d čaká...\n", id)
			time.Sleep(50 * time.Millisecond)
			// V reálnom scenári by tu bol mechanizmus ukončenia alebo parkovania vlákna
			// return // Pre demonštráciu umožníme ukončenie
			break // Pre zjednodušenie simulácie
		}
	}
}

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

	// Rozdeľujeme úlohy nerovnomerne pre demonštráciu work stealing
	for i := 0; i < numTasks; i++ {
		queueIndex := i % 2 // Viac úloh má prvé dve vlákna
		taskQueues[queueIndex].AddTask(Task{id: i})
	}

	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < numWorkers; i++ {
		wg.Add(1)
		// Odovzdávame odkazy na všetky fronty, aby si pracovník mohol "kradnúť"
		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("Všetky úlohy sú vykonané")
}