Go রানটাইম শিডিউলার কীভাবে কাজ করে?

Question

Accepted Answer

Go রানটাইমে একটি **শিডিউলার** অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা অনেক গোরুটিনকে কম সংখ্যক OS থ্রেডে মাল্টিপ্লেক্স করে। এই **M:N শিডিউলিং** (M গোরুটিন N OS থ্রেডে) গোরুটিনগুলিকে এত সাশ্রয়ী এবং Go এর সমসাময়িকতাকে এত স্কেলেবল করে তোলে। এটি বোঝা গোরুটিন পারফরম্যান্স ব্যাখ্যা করে।

## The G-M-P model

```text
G (Goroutine) — your concurrent task (lightweight, ~2KB stack to start)
M (Machine)   — an OS thread (the actual thread the OS schedules)
P (Processor) — a logical processor / scheduling context; holds a queue of runnable Gs
                (the number of P's = GOMAXPROCS, default = number of CPU cores)

The scheduler runs G's on M's, coordinated through P's:
  Each P has a local run queue of goroutines; an M must hold a P to run G's.
```

রানটাইম অনেক গোরুটিনকে (G) OS থ্রেড (M) এর সাথে ম্যাপ করে লজিক্যাল প্রসেসর (P) এর মাধ্যমে। ডিফল্টরূপে প্রতিটি CPU কোরের জন্য একটি P রয়েছে (`GOMAXPROCS`), প্রতিটির সাথে চালানোর জন্য প্রস্তুত গোরুটিনের একটি সারি।

## এটি কীভাবে সস্তা, স্কেলেবল সমসাময়িকতা অর্জন করে

```text
✓ Creating a goroutine is cheap (tiny stack, runtime-managed) → millions feasible
✓ Switching goroutines happens in USER space (runtime), not via expensive OS
  context switches → far lighter than switching OS threads
✓ With P = CPU cores, Go runs goroutines truly in parallel across cores
```

কারণ শিডিউলার ইউজার স্পেসে গোরুটিন সুইচিং পরিচালনা করে (কার্নেল-স্তরের থ্রেড সুইচ নয়), এবং গোরুটিনের অত্যন্ত ছোট স্ট্যাক রয়েছে, আপনি OS থ্রেডের চেয়ে অনেক বেশি গোরুটিন সস্তায় চালাতে পারেন।

## মূল শিডিউলার আচরণ

```text
✓ Work stealing — an idle P STEALS goroutines from a busy P's queue → load balancing
✓ Cooperative + preemptive — goroutines yield at function calls/channel ops/blocking;
  since Go 1.14, the scheduler can also PREEMPT long-running goroutines (no starvation)
✓ Blocking handled smartly:
   - A goroutine blocked on a CHANNEL/sync → parked, the M runs other goroutines (no thread wasted)
   - A goroutine blocked on a SYSCALL (e.g. file I/O) → the M blocks, but the P is
     handed to ANOTHER M so other goroutines keep running
```

**ওয়ার্ক স্টিলিং** কোরগুলিকে ব্যস্ত রাখে, **প্রিমশন** একটি গোরুটিনকে একটি কোর দখল করা থেকে প্রতিরোধ করে, এবং গুরুত্বপূর্ণভাবে, যখন একটি গোরুটিন ব্লক করে (একটি চ্যানেলে বা syscall এ), শিডিউলার অন্যান্য গোরুটিন চালিয়ে যায় থ্রেড নষ্ট না করে।

## GOMAXPROCS

```go
runtime.GOMAXPROCS(4)    // limit to 4 OS threads running Go code simultaneously
// default = number of CPU cores; rarely needs changing
```

## কেন গোরুটিন বিনামূল্যে নয়

```text
Goroutines are cheap but not zero-cost — millions still use memory, and excessive
goroutines add scheduling overhead. Bound concurrency (worker pools) for heavy loads.
```

## কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ

Go শিডিউলার গোরুটিনের চমকপ্রদ সস্তা এবং স্কেলেবিলিটির ইঞ্জিন — এর **M:N মডেল** (G-M-P ডিজাইনের মাধ্যমে কম OS থ্রেডে অনেক গোরুটিন) বোঝা ব্যাখ্যা করে *কেন* Go লক্ষ লক্ষ গোরুটিন চালাতে পারে যখন OS থ্রেড হাজারে সীমাবদ্ধ, এবং *কেন* এর সমসাময়িকতা এত দক্ষ (ব্যয়বহুল OS প্রসঙ্গ সুইচের পরিবর্তে ইউজার-স্পেস সুইচিং, GOMAXPROCS এর মাধ্যমে কোর জুড়ে সত্যিকারের সমান্তরালতা)।

ব্লকিং এর স্মার্ট হ্যান্ডলিং (চ্যানেল-ব্লকড গোরুটিন পার্ক করা, syscalls এ P হস্তান্তর যাতে থ্রেড নষ্ট না হয়), লোড ব্যালান্সিংয়ের জন্য **ওয়ার্ক স্টিলিং**, এবং **প্রিমশন** (১.১৪ থেকে) অনাহার প্রতিরোধের জন্য Go এর সমসাময়িকতাকে বাস্তব ওয়ার্কলোডের অধীনে শক্তিশালী করে তোলে।

যদিও আপনি শিডিউলারের সাথে সরাসরি সম্পৃক্ত হন না, এটি বোঝা আপনার গোরুটিন পারফরম্যান্সের জন্য আপনার অন্তর্দৃষ্টিকে গভীর করে, আচরণগুলি ব্যাখ্যা করে (কেন ব্লকিং থ্রেড নষ্ট করে না, কেন আপনি এত অনেক গোরুটিন স্পন করতে পারেন), এবং সমসাময়িকতা বাউন্ডিংয়ের মতো সিদ্ধান্তগুলি অবহিত করে।

এটি একটি উন্নত বিষয় যা Go রানটাইম জ্ঞানের প্রকৃত গভীরতা প্রদর্শন করে এবং সিনিয়র সাক্ষাৎকারে মূল্যবান।