Go语言: 万物皆异步

时间:2019-11-27
本文章向大家介绍Go语言: 万物皆异步,主要包括Go语言: 万物皆异步使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。

来源:https://www.jianshu.com/p/62c0cd107da3

同步和异步、阻塞和非阻塞

首先要明确的是,同步(Synchronous)和异步(Asynchronous),阻塞(Blocking)和非阻塞(Non-Blocking)是两种完全不同的概念。前者指的是一种事件通知、处理机制,而后者则是程序控制流程的差异。

我们以A调用B为例来说明两者之间的区别:

  • 阻塞
    只有当B任务完成后,程序控制权才会返回给A, A得以继续执行。

  • 非阻塞
    B马上返回,此时B并没有完成,但A可以继续执行,B任务并不影响
    A的执行。

  • 同步
    A需要通过某种方式主动查询B是否完成。在blocking模式中,它表现为等待B返回;在non-blocking模式中表现为通过Future对象询问B是否完成,如果完成则取出结果,未完成则等待(阻塞)。

  • 异步
    A在启动B任务时就不管了,继续执行自己的任务,当B完成时,由操作系统主动通知A,告知B已经完成。A可以在适宜的时候取出B的执行结果。在这种模式下,A完全不会因为B的执行而影响自己。

异步是解决web应用高并发的唯一方案

“传统的”一线程对一请求的模型直接决定了单机并不能处理过多的并发请求,而且这种模型下会导致很大的线程资源浪费。这里面原因有二:一是每条线程占用要使用较多的内存,在JVM中每创建一个线程就要消耗2M多的heap,于是内存大小就变成线程数量的瓶颈;二是当线程数据超过CPU核心数时,频繁的线程切换会变成一笔可观的开销,而且当你的程序因为查询数据库、执行RPC调用阻塞当前线程时,这个线程是完全不能运行的,不仅白白占用了内存,还增加了Context Switch的次数。

异步并不能加快你对于单个请求的处理速度,但是它能最大化的消灭资源浪费,从而大大提高单机并发极限。

Go的世界中,万物皆异步

Go中只有协程,而协程本质上就是异步。

为什么这么说呢?首先我们知道,协程(routine)跟线程是多对一的关系,routine本身不会被调度执行,它只能依靠操作系统的线程来运行。一个线程可以执行多个routine, Go运行时调度器负责进行调度处理。routine只有三种情况需要让出执行权,分别是system call, 锁竞争和主动让出执行权力。

  • system call
    当发生系统调用时,执行当前routine的线程会block这是没得商量的,但go运行时会从它维护的线程池中取出一条空闲线程继续执行其它routine, 这样就做到了即使你block了routine,也不会影响其它routine的执行。这里可以类比于Netty中的I/O线程,如果你代码block了,则会卡住其他任务的执行,否则你必须在自己的线程池中执行会产生block的代码。

  • 网络I/O
    调用net包下的网络I/O操作是不会阻塞线程的。当发起网络I/O请求时,go运行时会通过操作系统提供的epoll机制注册I/O事件,不会挂起实际干活的线程,只会切换goroutine而已。

  • 竞争
    无论是锁竞争还是读写channel而导致routine被挂起,其背后的线程都是不会有任何block的,在OS看来线程一直在正常运行,从而大大降低了线程上下文切换的开销。

  • 主动让出执行权
    同上面的竞争,主动让出执行权时背后的线程同样不会block。

仔细想想看,这跟前面讲的异步不是几乎一样的逻辑吗?区别是,Go语言中是Go自己的调度器来通知routine等待的IO事件是否完成,而其它非协程语言则是OS来通知。

因此,Go中我们虽然在以同步的方式编写代码,但却与异步有着异曲同工之妙。

原文地址:https://www.cnblogs.com/laijinquan/p/11940349.html