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在Go中有一个特殊的追溯中线程,它不与其他任何P进行绑定。启动在一个死循环之中不停的过程执行一系列的监控操作,通过这些监控操作来更好的追溯中服务于整个Go进程,它就是启动——sysmon监控线程。
你可能会好奇它的过程作用,这里简单总结一下:
释放闲置超过5分钟的追溯中span物理内存 超过2分钟没有垃圾回收,强制启动垃圾回收 将长时间没有处理的启动netpoll结果添加到任务队列 向长时间执行的G任务发起抢占调度 收回因syscall而长时间阻塞的P因此可以看出,sysmon线程就像监工一样,过程监控着整个进程的追溯中状态。你会不会跟我一样好奇这个线程是启动怎么启动起来的,一起来追溯吧。过程
Go的启动过程大概分为三个阶段:
Go程序的引导过程 runtime的启动以及初始化过程(runtime.main) 执行用户代码(main.main)由Go的启动过程大概可以猜出来,sysmon的过程启动过程在runtime的IT技术网启动以及初始化过程之中。所以,我们从runtime.main开始一步步的追溯代码,来寻找sysmon的启动步骤。
runtime/proc.go
func main() { ... if GOARCH != "wasm" { // no threads on wasm yet, so no sysmon // For runtime_syscall_doAllThreadsSyscall, we // register sysmon is not ready for the world to be // stopped. // !!! 找到了 启动sysmon的代码 // 在系统栈内生成一个新的M来启动sysmon atomic.Store(&sched.sysmonStarting, 1) systemstack(func() { newm(sysmon, nil, -1) }) } ... } // 创建一个新的系统线程 // Create a new m. It will start off with a call to fn, or else the scheduler. // fn needs to be static and not a heap allocated closure. // May run with m.p==nil, so write barriers are not allowed. // // id is optional pre-allocated m ID. Omit by passing -1. //go:nowritebarrierrec func newm(fn func(), _p_ *p, id int64) { // 获取GPM中M结构体,并进行部分字段的初始化 // allocm方法非常重要!!! // 该方法获取并初始化M的结构体,还在M里面设置了系统线程将要执行的方法fn,这里是sysmon mp := allocm(_p_, fn, id) ... // M在Go中属于用户态代码中的一个结构体,跟系统线程是一对一的关系 // 每个系统线程怎么执行代码,从哪里开始执行,则是由M的结构体中参数来指明 // 创建GPM中结构体M结构体之后,开始创建对应的底层系统线程 newm1(mp) } // 给M分配一个系统线程 // Allocate a new m unassociated with any thread. // Can use p for allocation context if needed. // fn is recorded as the new ms m.mstartfn. // id is optional pre-allocated m ID. Omit by passing -1. // // This function is allowed to have write barriers even if the caller // isnt because it borrows _p_. // //go:yeswritebarrierrec func allocm(_p_ *p, fn func(), id int64) *m { ... // 创建新的M,并且进行一些初始化操作 mp := new(m) // M 的执行方法, 在runtime.mstart()方法中最终调用fn mp.mstartfn = fn ... } // 楷书创建系统线程的香港云服务器逻辑 func newm1(mp *m) { ... // !!!创建系统线程!!! newosproc(mp) ... }runtime/os_linux.go
// 通过clone创建系统线程 // May run with m.p==nil, so write barriers are not allowed. //go:nowritebarrier func newosproc(mp *m) { ... // Disable signals during clone, so that the new thread starts // with signals disabled. It will enable them in minit. // // 注意: // 第5个参数 mstart 是在 runtime.mstart ret := clone(cloneFlags, stk, unsafe.Pointer(mp), unsafe.Pointer(mp.g0), unsafe.Pointer(funcPC(mstart))) ... } //go:noescape //clone没有具体方法体,具体实现使用汇编编写 func clone(flags int32, stk, mp, gp, fn unsafe.Pointer) int32clone()函数在linux系统中,用来创建轻量级进程
runtime/sys_linux_arm64.s
// 注意 这里的void (*fn)(void) 就是 runtime.mstart 方法的地址入口 // // int64 clone(int32 flags, void *stk, M *mp, G *gp, void (*fn)(void)); TEXT runtime·clone(SB),NOSPLIT|NOFRAME,$0 ... // Copy mp, gp, fn off parent stack for use by child. MOVD mp+16(FP), R10 MOVD gp+24(FP), R11 MOVD fn+32(FP), R12 // R12寄存器存储fn的地址 ... // 判断是父进程,则直接返回 // 子进程则跳到 child // In parent, return. CMP ZR, R0 BEQ child MOVW R0, ret+40(FP) RET child: // In child, on new stack. MOVD -32(RSP), R10 MOVD $1234, R0 CMP R0, R10 BEQ good ... good: ... CMP $0, R10 BEQ nog CMP $0, R11 BEQ nog ... nog: // Call fn, 调用 fn,即 runtime.mstart MOVD R12, R0 // R12中存放的是fn的地址 BL (R0) // BL是一个跳转指令,跳转到fn ...runtime.proc.go
// mstart是一个M的执行入口 // mstart is the entry-point for new Ms. // // This must not split the stack because we may not even have stack // bounds set up yet. // // May run during STW (because it doesnt have a P yet), so write // barriers are not allowed. // //go:nosplit //go:nowritebarrierrec func mstart() { ... mstart1() ... } // 开始执行M的具体方法 func mstart1() { _g_ := getg() ... // M中mstartfn指向 runtime.sysmon, 即 fn = runtime.sysmon if fn := _g_.m.mstartfn; fn != nil { // 即:执行 runtime.sysmon // sysmon方法是一个死循环,所以说执行sysmon的线程会一直在这里 fn() } ... }最终执行的sysmon方法
// Always runs without a P, so write barriers are not allowed. // //go:nowritebarrierrec func sysmon() { ... for { ... // 获取超过10ms的netpoll结果 // // poll network if not polled for more than 10ms lastpoll := int64(atomic.Load64(&sched.lastpoll)) if netpollinited() && lastpoll != 0 && lastpoll+10*1000*1000 < now { atomic.Cas64(&sched.lastpoll, uint64(lastpoll), uint64(now)) list := netpoll(0) // non-blocking - returns list of goroutines if !list.empty() { // Need to decrement number of idle locked Ms // (pretending that one more is running) before injectglist. // Otherwise it can lead to the following situation: // injectglist grabs all Ps but before it starts Ms to run the Ps, // another M returns from syscall, finishes running its G, // observes that there is no work to do and no other running Ms // and reports deadlock. incidlelocked(-1) injectglist(&list) incidlelocked(1) } } ... // 抢夺syscall长时间阻塞的P,向长时间阻塞的免费信息发布网P发起抢占调度 // // retake Ps blocked in syscalls // and preempt long running Gs if retake(now) != 0 { idle = 0 } else { idle++ } // 检查是否需要强制执行垃圾回收 // check if we need to force a GC if t := (gcTrigger{kind: gcTriggerTime, now: now}); t.test() && atomic.Load(&forcegc.idle) != 0 { lock(&forcegc.lock) forcegc.idle = 0 var list gList list.push(forcegc.g) injectglist(&list) unlock(&forcegc.lock) } ... } ... }由以上可知,sysmon线程的创建过程经过几个阶段:
创建M结构体,对该结构初始化并绑定系统线程将要执行的方法sysmon 为M创建对应的底层系统线程(不同的操作系统生成方式不同) 引导系统线程从mstart方法开始执行sysmon逻辑(sysmon方法是死循环)sysmon线程启动之后就进入监控整个Go进程的逻辑中,至于sysmon都做了些什么,有机会再一起探讨。
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