goroutine和線程區別


從調度上看,goroutine的調度開銷遠遠小於線程調度開銷。

OS的線程由OS內核調度,每隔幾毫秒,一個硬件時鍾中斷發到CPU,CPU調用一個調度器內核函數。這個函數暫停當前正在運行的線程,把他的寄存器信息保存到內存中,查看線程列表並決定接下來運行哪一個線程,再從內存中恢復線程的注冊表信息,最后繼續執行選中的線程。這種線程切換需要一個完整的上下文切換:即保存一個線程的狀態到內存,再恢復另外一個線程的狀態,最后更新調度器的數據結構。某種意義上,這種操作還是很慢的。

Go運行的時候包涵一個自己的調度器,這個調度器使用一個稱為一個M:N調度技術,m個goroutine到n個os線程(可以用GOMAXPROCS來控制n的數量),Go的調度器不是由硬件時鍾來定期觸發的,而是由特定的go語言結構來觸發的,他不需要切換到內核語境,所以調度一個goroutine比調度一個線程的成本低很多。

 

從棧空間上,goroutine的棧空間更加動態靈活。

每個OS的線程都有一個固定大小的棧內存,通常是2MB,棧內存用於保存在其他函數調用期間哪些正在執行或者臨時暫停的函數的局部變量。這個固定的棧大小,如果對於goroutine來說,可能是一種巨大的浪費。作為對比goroutine在生命周期開始只有一個很小的棧,典型情況是2KB, 在go程序中,一次創建十萬左右的goroutine也不罕見(2KB*100,000=200MB)。而且goroutine的棧不是固定大小,它可以按需增大和縮小,最大限制可以到1GB。

 

goroutine沒有一個特定的標識。

在大部分支持多線程的操作系統和編程語言中,線程有一個獨特的標識,通常是一個整數或者指針,這個特性可以讓我們構建一個線程的局部存儲,本質是一個全局的map,以線程的標識作為鍵,這樣每個線程可以獨立使用這個map存儲和獲取值,不受其他線程干擾。

goroutine中沒有可供程序員訪問的標識,原因是一種純函數的理念,不希望濫用線程局部存儲導致一個不健康的超距作用,即函數的行為不僅取決於它的參數,還取決於運行它的線程標識。

 

reference: 《Go程序設計語言》


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