一、前面我們簡單的說了一下，Python中的協程原理。這里補充Java的協程實現過程。有需要可以查看python之協程。
二、Java協程，其實做Java這么久我也沒有怎么聽過Java協程的東西，但是一直有有聽到微線程/協程的概念，這不在學習Python的時候接觸到了協程一詞。然后返回來去了解Java的協程問題，但是看了很多資料，發現官網以及很多地方都沒有涉及到協程的東西，沒有辦法，只能通過強大的社區來學習協程的相關東西。
三、這里主要關注的是：quasar。
1）協程的目的：當我們在使用多線程的時候，如果存在長時間的I/O操作。這個時候線程一直處於阻塞狀態，如果線程很多的時候，會存在很多線程處於空閑狀態，造成了資源應用不徹底。相對的協程不一樣了，在單線程中多個任務來回自行如果出現長時間的I/O操作，讓其讓出目前的協程調度，執行下一個任務。當然可能所有任務，全部卡在同一個點上，但是這只是針對於單線程而言，當所有數據正常返回時，會同時處理當前的I/O操作。
2）多線程測試（這里使用100萬個線程，來測試內存占用）
for (int i = 0; i < 1000000; i++) { new Thread(() -> { try { Thread.sleep(100000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); }
結果：
直接卡死了，內存溢出
可想而知，如果存在100萬個線程，開銷是有多大。
3）協程測試
a、阿里雲搜索到的依賴包
<dependency> <groupId>co.paralleluniverse</groupId> <artifactId>quasar-core</artifactId> <version>0.7.9</version> <classifier>jdk8</classifier> </dependency>
b、測試內存占用量
public static void main(String[] args) throws Exception { //使用阻塞隊列來獲取結果。 LinkedBlockingQueue<Fiber<Integer>> fiberQueue = new LinkedBlockingQueue<>(); DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); for (int i = 0; i < 1000000; i++) { int finalI = i; //這里的Fiber有點像Callable,可以返回數據 Fiber<Integer> fiber = new Fiber<>((SuspendableCallable<Integer>) () -> { //這里用於測試內存占用量 Fiber.sleep(100000); System.out.println("in-" + finalI + "-" + LocalDateTime.now().format(formatter)); return finalI; }); //開始執行 fiber.start(); //加入隊列 fiberQueue.add(fiber); } while (true) { //阻塞 Fiber<Integer> fiber = fiberQueue.take(); System.out.println("out-" + fiber.get() + "-" + LocalDateTime.now().format(formatter)); } }
結果：
堆：
估計：1個G左右。
內存：
估計：1個G左右，也就是每一個fiber占用1Kb左右。
c、正常測試
修改一下參數：
public static void main(String[] args) throws Exception { //使用阻塞隊列來獲取結果。 LinkedBlockingQueue<Fiber<Integer>> fiberQueue = new LinkedBlockingQueue<>(); DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); for (int i = 0; i < 10; i++) { int finalI = i; //這里的Fiber有點像Callable,可以返回數據 Fiber<Integer> fiber = new Fiber<>((SuspendableCallable<Integer>) () -> { //這里用於測試內存占用量 Fiber.sleep(1000); System.out.println("in-" + finalI + "-" + LocalDateTime.now().format(formatter)); return finalI; }); //開始執行 fiber.start(); //加入隊列 fiberQueue.add(fiber); } while (true) { //阻塞 Fiber<Integer> fiber = fiberQueue.take(); System.out.println("out-" + fiber.get() + "-" + LocalDateTime.now().format(formatter)); } }
結果：
4）可以看出並發的狀態還是很不錯的，當然這只是多個任務執行而已。
四、通過上面的測試，可以看出，quasar中Fiber，很像Callable的用法、而且在內存占用上面減少了很多，當然，堆的數量確實不少，但是可以接受。
還是要說明：協程的方式更多用來做I/O密集型的操作。計算密集型的還是使用線程更加合理。
五、原理，我估么着看了一下源碼，復雜度很高，這里不做深究。
1、Quasar里的Fiber其實是一個continuation，他可以被Quasar定義的scheduler調度，一個continuation記錄着運行實例的狀態，而且會被隨時中斷，並且也會隨后在他被中斷的地方恢復。Quasar其實是通過修改bytecode來達到這個目的，所以運行Quasar程序的時候，你需要先通過java-agent在運行時修改你的代碼，當然也可以在編譯期間這么干。golang的內置了自己的調度器，Quasar則默認使用ForkJoinPool這個JDK7以后才有的，具有work-stealing功能的線程池來當調度器。work-stealing非常重要，因為你不清楚哪個Fiber會先執行完，而work-stealing可以動態的從其他的等等隊列偷一個context過來，這樣可以最大化使用CPU資源。
2、那這里你會問了，Quasar怎么知道修改哪些字節碼呢，其實也很簡單，Quasar會通過java-agent在運行時掃描哪些方法是可以中斷的，同時會在方法被調用前和調度后的方法內插入一些continuation邏輯，如果你在方法上定義了@Suspendable注解，那Quasar會對調用該注解的方法做類似下面的事情。
3、這里假設你在方法f上定義了@Suspendable，同時去調用了有同樣注解的方法g，那么所有調用f的方法會插入一些字節碼，這些字節碼的邏輯就是記錄當前Fiber棧上的狀態，以便在未來可以動態的恢復。(Fiber類似線程也有自己的棧)。在suspendable方法鏈內Fiber的父類會調用Fiber.park，這樣會拋出SuspendExecution異常，從而來停止線程的運行，好讓Quasar的調度器執行調度。這里的SuspendExecution會被Fiber自己捕獲，業務層面上不應該捕獲到。如果Fiber被喚醒了(調度器層面會去調用Fiber.unpark)，那么f會在被中斷的地方重新被調用(這里Fiber會知道自己在哪里被中斷)，同時會把g的調用結果(g會return結果)插入到f的恢復點，這樣看上去就好像g的return是f的local variables了，從而避免了callback嵌套。
4、上面啰嗦了一大堆，其實簡單點講就是，想辦法讓運行中的線程棧停下來，好讓Quasar的調度器介入。JVM線程中斷的條件只有兩個，一個是拋異常，另外一個就是return。這里Quasar就是通過拋異常的方式來達到的，所以你會看到我上面的代碼會拋出SuspendExecution。但是如果你真捕獲到這個異常，那就說明有問題了，所以一般會這么寫。