Golang의 높은 동시성 프로그래밍 기술: Goroutines의 스케줄링 전략에 대한 심층적인 이해

Golang 높은 동시성 프로그래밍 기술: Goroutines의 스케줄링 전략에 대한 심층적인 이해

소개: Golang은 높은 동시성 언어이며 내장된 경량 스레드 Goroutines는 동시 프로그래밍의 핵심 기능 중 하나입니다. 이 글에서는 고루틴의 스케줄링 전략과 스케줄링 전략의 합리적인 사용을 통해 동시 프로그램의 성능을 최적화하는 방법을 탐구할 것입니다.

1. 고루틴의 스케줄링 전략

고루틴은 Golang의 경량 스레드입니다. 기존 운영 체제 스레드에 비해 고루틴의 스케줄링은 더 유연하고 효율적입니다. Golang은 스케줄러라는 구성요소를 사용하여 실행할 고루틴과 시기를 결정합니다. Golang에서는 일반적으로 고루틴의 스케줄링을 수동으로 제어할 필요가 없지만 스케줄러는 이를 자동으로 수행합니다.

고루틴의 스케줄링 전략은 주로 선제적 스케줄링, 협업 스케줄링, 작업 도용의 세 가지 측면을 포함합니다.

1. 선점형 스케줄링

Golang의 스케줄러는 선점형 스케줄링 전략을 채택합니다. 즉, 모든 고루틴의 실행은 언제든지 다른 고루틴에 의해 중단될 수 있습니다. 이 스케줄링 전략의 장점은 CPU 자원을 합리적으로 할당할 수 있고 특정 고루틴이 오랫동안 CPU를 독점하여 다른 고루틴이 실행되지 못하게 되는 것을 방지할 수 있다는 것입니다. 고루틴이 선점되면 스케줄러는 상태를 저장하고 다른 실행 가능한 고루틴으로 전환합니다.

2. 협업 스케줄링

선점형 스케줄링 외에도 Golang의 스케줄러는 협업 스케줄링 전략도 채택합니다. 협동 스케줄링에서 고루틴은 항상 CPU를 점유하는 대신 CPU의 실행 권한을 자동으로 포기합니다. 적절한 시기에 적극적으로 CPU를 포기하고 고루틴 간을 합리적으로 전환함으로써 전체 시스템의 동시성 성능을 향상시킬 수 있습니다.

3. Work Stealing

Work Stealing은 Golang 스케줄러에서 매우 중요한 메커니즘입니다. 핵심 아이디어는 유휴 스레드가 실행을 위해 다른 스레드에서 작업을 적극적으로 "훔쳐" 이를 통해 스레드 간 로드 밸런싱을 달성하는 것입니다. 이 메커니즘은 일부 스레드가 너무 많이 작동하는 동안 다른 스레드는 유휴 상태로 유지되는 상황을 방지하여 동시 프로그램의 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

2. 스케줄링 전략 예제 데모

고루틴의 스케줄링 전략을 더 잘 이해하기 위해 간단한 예제 코드를 살펴보고 다양한 스케줄링 전략이 동시 프로그램에 미치는 영향을 살펴보겠습니다.

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync"
)

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1) // 设置只使用一个CPU核心

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)

    fmt.Println("Start Goroutines")

    // 第一个Goroutine
    go func() {
        defer wg.Done()

        for i := 0; i < 3; i++ {
            fmt.Println("Goroutine 1: ", i)
        }
    }()

    // 第二个Goroutine
    go func() {
        defer wg.Done()

        for i := 0; i < 3; i++ {
            fmt.Println("Goroutine 2: ", i)
        }
    }()

    fmt.Println("Waiting to finish")
    wg.Wait()
    fmt.Println("Terminating the program")
}

위 코드에서는 다양한 스케줄링 전략의 효과를 더 잘 관찰하기 위해 runtime.GOMAXPROCS(1)를 통해 하나의 CPU 코어만 설정했습니다. runtime.GOMAXPROCS(1)设置只使用一个CPU核心，以便更好地观察不同调度策略的效果。

在运行示例代码时，我们可以观察到以下几种不同调度策略的效果：

1. 只有一个Goroutine在执行。在这种情况下，先执行完的Goroutine会释放CPU并执行其他Goroutine。
2. 两个Goroutine交替执行。在这种情况下，由于只有一个CPU核心，Goroutine之间会相互切换执行。
3. 一个Goroutine完全执行完毕后，另一个Goroutine才开始执行。

通过不断调整runtime.GOMAXPROCS

샘플 코드를 실행할 때 다음과 같은 다양한 스케줄링 전략의 효과를 관찰할 수 있습니다.

하나의 고루틴만 실행됩니다. 이 경우, 먼저 실행을 마친 고루틴은 CPU를 해제하고 다른 고루틴을 실행합니다.

두 개의 고루틴이 교대로 실행됩니다. 이 경우 CPU 코어가 하나뿐이므로 고루틴은 서로 실행을 전환합니다.

하나의 고루틴이 완전히 실행된 후, 다른 고루틴이 실행되기 시작합니다.
2. runtime.GOMAXPROCS의 값을 지속적으로 조정하고 프로그램의 출력을 관찰함으로써 다양한 예약 전략이 동시 프로그램에 미치는 영향을 더 깊이 이해할 수 있습니다.

결론: 🎜🎜고루틴의 스케줄링 전략을 깊이 이해함으로써 우리는 Golang 프로그램의 성능을 더 잘 평가하고 동시 프로그램의 실행 효과를 최적화할 수 있습니다. 합리적인 스케줄링 전략을 설정하고 효율적인 동시성 코드를 작성함으로써 Golang 언어의 높은 동시성 기능을 최대한 활용하고 프로그램의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 🎜🎜참고자료: 🎜🎜🎜https://golang.org/doc/ Effective_go.html#goroutines🎜🎜https://blog.golang.org/scheduler🎜🎜

위 내용은 Golang의 높은 동시성 프로그래밍 기술: Goroutines의 스케줄링 전략에 대한 심층적인 이해의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!