优雅的并发编程范式,完善的并发支持,出色的并发性能是go语言区别于其他语言的一大特色.
1.并发基础
win和linux 出现之前,程序员并没有并发的概念.因为命令式程序设计语言是以串行为基础的,程序会顺序执行每条指令,整个过程只有一个上下文,即一个调用栈,一个堆.
并发则意味着程序在运行时有多个执行上下文,对应着多个调用栈.每一个进程在运行时都有自己的调用栈和堆,有一个完整的上下文,而操作系统在调用进程的时候,会保存被调度进程的上下文,等该进程获得时间片后,再回复该进程的上下文到系统中.从操作系统层面来看,多进程是可以并发的.
2.并发场景
一方面我们需要灵敏响应的图形用户界面,一方面程序还需要执行大量的运算或IO密集操作,而我们需要界面响应与运算同时执行.
当web服务器面对大量用户请求时,需要更多的web服务器工作单元来分别响应用户.
事物处于分布式环境上,相同的工作单元在不同的计算机上处理着被分片的数据.
计算机的CPU从单内核向多内核的发展,而我们的程序都是串行的.计算机硬件的能力没有得到发挥.
程序因为IO操作被阻塞,整个程序处于停滞状态,其他IO无关的任务无法执行.
3.并发优势
并发能客观地表现问题模型
并发可以充分利用CPU核心的优势,提高程序的执行效率
并发能充分利用CPU与其他硬件设备固有的异步性
4.并发主流实现模型
多进程:是操作系统层面进行并发的基本模式,也是开销最大的模式.好处在于简单,进程间互不影响,坏处在于系统开销大,因为所有的进程都是由内核管理的.
多线程:在大部分操作系统上都属于系统层面的并发模式,也是我们使用最多最有效的一种模式.它比多进程的开销小很多,但是其开销依旧很大,并且在高并发模式下,效率会有影响.
基于回调的非阻塞/异步IO:这种架构源于多线程的危机.通过事件驱动的方式使用异步I/O,是服务器持续运转,且尽可能地少用线程,降低开销,在node.js中得到了很好的实践.但是这种模式编程比多线程还要复杂,因为它把流程做了分割,对于问题的反应不够自然.
协程:本质上是一种用户态线程,不需要操作系统进行抢占式调度,且在真正的实现中寄存于线程中.因此系统开销极度小,可以有效的提高线程的任务并发性,而避免多线程的缺点,优点是需要语言的支持,如果不支持,则需要用户在程序中自行实现调度器,目前原生支持协程的语言还很少.