go怎样做stw

原文链接: Go: How Does Go Stop the World? : Author : Vincent Blanchon

本文基于 go 1.13

在垃圾回收算法中，Stop The Word（STW）是一个很重要的概念，他会中断程序运行，添加写屏障，以便扫描内存 ,现在一起来看看它内部的原理以及可能存在的问题

STW

停止程序运行意味着停止所有运行态的goroutines,一个简单的例子:

 func main() {
  runtime.GC()
 }

运行垃圾回收算法将触发两个阶段的STW

有关垃圾回收的更多细节，请参考同作者的另外一篇文章_“_Go: How Does the Garbage Collector Mark the Memory?

STW的步骤

第一步，抢占所有正在运行的goroutines

第二步，一旦 goroutines被抢占，正在运行的goroutines将在安全的地方暂停，然后所有的p[1]都将被标记为暂停，停止运行任何代码。

第三步，然后，go调度器将M[2]与P分离,并且将M放到空闲列表里面。

对于在每个M上运行的Goroutines，它们将在全局队列[3]>中等待：

那么，一旦所有的goroutines都停止了，那么唯一活跃的goroutines （垃圾回收goroutines）将会安全的运行，并且在垃圾回收完成后，重新拉起所有的goroutines。具体情况，可以通过 go trace查看。

System calls

STW时期可能会影响系统调用，因为系统调用可能会在stw时期返回，通过密集执行系统调用的程序来看看怎样处理这种情况，

 func main() {  
  var wg sync.WaitGroup  
  wg.Add(10)   for i :\= 0; i < 10; i++ {  
  go func() {  
  http.Get(\`https://httpstat.us/200\`)  
  wg.Done()  
  }()  
  }   wg.Wait()  
 }

他的trace情况。

系统调用在STW时期返回，但是现在已经没有P在运行了。所以他会放到全局队列里面,等待STW结束后再运行。

Latencies

STW的第三步将所有的M与P分离。然而，go将等待调度程序运行、系统调用等自动停止。等待goroutine被抢占应该很快，但是在某些情况下会产生一些延迟，下面是一个极端的例子：

 func main() {  
  var t int  
  for i :\= 0;i < 20 ;i++  {  
  go func() {  
  for i :\= 0;i < 1000000000 ;i++ {  
  t++  
  }  
  }()  
  }  
 ​  
  runtime.GC()  
 }

STW时长达到了2.6S

没有函数调用的goroutine将不会被抢占，并且它的P在任务结束之前不会被释放。这将迫使STW等待他， 有几种解决方案可改善循环中的抢占，有关其的更多信息，可以查看作者另外一篇文章 [Go: Goroutine and Preemption).