为什么多个克隆系统调用调用单个 go 子程序？

Question

我创建了一个小示例程序来检查子例程系统调用。

package main

func print() {
}

func main() {
    go print()
}

go子程序的Straces

clone(child_stack=0xc000044000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 27010
clone(child_stack=0xc000046000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 27011
clone(child_stack=0xc000040000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 27012
futex(0x4c24a8, FUTEX_WAIT_PRIVATE, 0, NULL) = 0
futex(0xc000034848, FUTEX_WAKE_PRIVATE, 1) = 1
exit_group(0)                           = ?

观察到 clone 系统调用调用了 3 次单个子例程，但堆栈大小与 go 声称的一样小。你能告诉我为什么三个克隆系统调用调用单个子程序吗？

以类似的方式创建调用的 pthread 单次克隆系统调用。但堆栈大小很大。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h> //Header file for sleep(). man 3 sleep for details.
#include <pthread.h>

void *myThreadFun(void *vargp)
{
        return NULL;
}

int main()
{
        pthread_t thread_id;
        pthread_create(&thread_id, NULL, myThreadFun, NULL);
        pthread_join(thread_id, NULL);
        exit(0);
}

pthread 的 Straces

clone(child_stack=0x7fb49d960ff0, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM|CLONE_SETTLS|CLONE_PARET_SETTID|CLONE_CHILD_CLEARTID, parent_tidptr=0x7fb49d9619d0, tls=0x7fb49d961700, child_tidptr=0x7fb49d9619d0) = 27370
futex(0x7fb49d9619d0, FUTEX_WAIT, 27370, NULL) = -1 EAGAIN (Resource temporarily unavailable)
exit_group(0) = ?

为什么多个克隆系统调用调用一个go子程序？因为在程序中只创建了单个子例程，就像 C 语言的第二个程序中的单个 pthread 一样。其他两个克隆出于什么目的调用？

Answer 1

运行这个无操作程序：

package main

func main() {
}

并且跟踪克隆调用显示相同的三个 clone 调用：

$ go build nop.go
$ strace -e trace=clone ./nop
clone(child_stack=0xc000060000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 12602
clone(child_stack=0xc000062000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 12603
clone(child_stack=0xc00005c000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 12605
+++ exited with 0 +++

所以你在这里展示的是 Go 能够创建一个 goroutine 没有克隆调用：

$ cat oneproc.go
package main

func dummy() {
}

func main() {
    go dummy()
}
$ go build oneproc.go
$ strace -e trace=clone ./oneproc
clone(child_stack=0xc000060000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 13090
clone(child_stack=0xc000062000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 13091
clone(child_stack=0xc00005c000, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM) = 13092
+++ exited with 0 +++

（这并不奇怪——Goroutines 不是线程）。

Go 运行时间（Go 1.11/12-ish）

您要求提供更多详细信息 . There is a design document for the current system (which no doubt will become out of date if it is not already), and of course, there is the Go runtime source itself。

在 proc.go 的顶部有一个非常翔实的（和大的）评论，它讨论了 goroutines ("G"s) 如何映射到工作线程 ("M"s)具有处理器资源 ("P")。这仅与为什么最初有三个 OS clone 调用（总共导致 4 个线程）间接相关，但这很重要。请注意，额外的 OS 级线程可以并且将在以后创建，如果它看起来有用，尤其是当 M 阻塞在系统调用中时。

实际的 clone 系统调用发生在 os_linux.go 中的 newosproc 和 newosproc0。其他非 Linux OSes 有自己独立的实现。如果您搜索对 newosproc 的调用，您只会在函数 newm1 中找到 proc.go 中的调用。这是从 proc.go 中的另外两个地方调用的：newm 和 templateThread。 templateThread 是一个可能永远不会被使用的特殊助手，并且（我相信）不是三个初始 clone 的一部分，所以我们可以忽略它，只查找对 newm 的调用。其中有 6 个，都在 proc.go:

main 呼叫 systemstack(func() { newm(sysmon, nil) })。 sysmon也在proc.go；查看它的作用，部分是为了根据需要触发垃圾收集，部分是为了保持调度程序的其余部分继续运行。
startTheWorldWithSema，让运行时间系统启动，为每个P调用newm(nil, p)。总是至少有一个P，所以这可以成为第二个。但是，有一个初始的m0对象，所以这可能不是一个/第二个clone——不清楚。
在 sigqueue.go, signal_enable calls sigenable (in signal_unix.go) which, depending on values in sigtable (from sigtab_linux_generic.go) 中绝对正确，最后调用 ensureSigM（也在 signal_unix.go 中），它调用 LockOSThread，这确保我们将创建另一个 M。（ensureSigM 中的闭包中的 go 创建了 G 以绑定到这个新的锁定到-OS-线程 M。）因为这些调用是从 init 函数触发的，我认为它们发生在 startTheWorldWithSema 之前，因此它在上面提到的循环中创建了额外的 M。它们可能会在开始世界之后发生，但在那种情况下，仍然需要在输入 main.

所有这些肯定占了两个线程：一个用于运行 sysmon，一个用于处理信号。它可能会或可能不会解释第三个线程。全部基于阅读代码，而不是实际运行编译和测试代码，因此它可能包含错误。

为什么多个克隆系统调用调用单个 go 子程序？

Why multiple clone system calls called for single go subroutine?

linux

pthreads

go

subroutine

linux-kernel

Go 运行时间（Go 1.11/12-ish）