Wie erkennt die Go-Laufzeit, wann der E/A-Vorgang einer blockierten Goroutine abgeschlossen ist?

Wie der Go-Scheduler bestimmt, wann eine Goroutine die E/A-Blockierung aufhebt

Im Gegensatz zu Standardbetriebssystemen werden die Goroutinen von Go nicht vom Kernel geplant aber durch die Go-Laufzeit. Dies ermöglicht es der Laufzeit, die Ausführung von Goroutinen zu verwalten und Optimierungen durchzuführen, z. B. zu erkennen, wann eine Goroutine E/A blockiert.

Wenn eine Goroutine einen E/A-Systemaufruf durchführt, ruft die Laufzeit den Systemaufruf nicht direkt auf . Stattdessen fängt es die Anfrage ab, sodass nach Möglichkeit nicht blockierende Systemaufrufe verwendet werden können. Dies bedeutet, dass die Laufzeit weiterhin andere Goroutinen ausführt, während der E/A-Vorgang ausgeführt wird.

Der Schlüssel zur Erkennung, wann eine Goroutine keine E/A mehr blockiert, liegt in der Art und Weise, wie Systemaufrufe in Go implementiert werden. Alle E/A-Systemaufrufe werden von der Laufzeit so verpackt, dass sie im Wesentlichen an die Laufzeit delegiert und nicht direkt ausgeführt werden.

Stellen Sie sich beispielsweise eine HTTP-GET-Anfrage in einer Goroutine vor. Wenn die Goroutine die Anfrage stellt, fängt die Laufzeit sie ab und gibt einen nicht blockierenden Systemaufruf an das Betriebssystem aus. Der Systemaufruf kehrt sofort zurück und die Goroutine fährt mit der Ausführung anderen Codes fort.

Währenddessen verwaltet die Laufzeit eine Liste aller ausstehenden E/A-Anforderungen. Beim HTTP-GET fragt die Laufzeitumgebung das Betriebssystem kontinuierlich nach dem Status der Anfrage, bis sie eine Benachrichtigung erhält, dass die Antwort bereit ist.

Wenn die Antwort eintrifft, weckt die Laufzeitumgebung die darauf wartende Goroutine. Dies wird durch einen Mechanismus namens „Polling“ erreicht, bei dem die Laufzeit regelmäßig prüft, ob alle E/A-Anforderungen abgeschlossen wurden. Wenn eine Anfrage abgeschlossen wurde, wird die entsprechende Goroutine benachrichtigt und die Ausführung zur Verarbeitung des Ergebnisses eingeplant.

Daher verwendet die Go-Laufzeit nicht blockierende Systemaufrufe und Abfragen, um zu bestimmen, wann eine Goroutine mit der Blockierung von E/A fertig ist und kann die Ausführung fortsetzen. Dadurch kann der Scheduler effizient zwischen Goroutinen wechseln und die Thread-Nutzung auch in I/O-intensiven Szenarien optimieren.

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