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go語言支援高並發的原因是什麼

青灯夜游
青灯夜游原創
2022-12-20 10:31:385789瀏覽

原因:go語言在設計的時候從關鍵字層面實現了多協程開發。 go語言實現了CSP並發模型做為並發基礎,底層使用goroutine做為並發實體,goroutine非常輕量級可以創建幾十萬個實體;實體間透過channel繼續匿名訊息傳遞使之解耦,在語言層面實現了自動調度,這樣屏蔽了很多內部細節,對外提供簡單的語法關鍵字,大大簡化了並發編程的思維轉換和管理線程的複雜性。

go語言支援高並發的原因是什麼

本教學操作環境:windows7系統、GO 1.18版本、Dell G3電腦。

go的傳說

坊間對於Go的傳說不可謂不多,「天生支持高並發,執行速度接近C,網路服務接近Nginx…」。其實它還好,唯獨難理解的是“天生支持高並發”,尤其是“天生”二字,著實讓人感到滿滿的高端和神秘。

我們先來看看在go中實現並發操作到底有多簡單,來看代碼:

func main()  {
   go add(3,6)  
   go add(1,6)  
   time.Sleep(time.Second)}func add(a int,b int)  {
   result := a+b
   fmt.Println(result)}

go關鍵字實現了協程開闢調用,如果不進行等待,主線程結束,協程就會馬上結束。

go的並發

其實go語言中的goroutine就是參考的(Communicating Sequential Process)模型,原始的CSP中channel裡的任務都是立即執行的,而go語言為其增加了一個緩存,即任務可以先暫存起來,等待執行進程準備好了再逐個按順序執行。

但其實go語言並沒有完全實作了CSP模型的所有理論,只是藉用了 process和channel這兩個概念。 process是在go語言上的表現就是 goroutine 是實際並發執行的實體,每個實體之間是透過channel通訊來實現資料共享。

1)goroutine

Goroutine 是go實際並發執行的實體,它底層是使用協程(coroutine)實作並發,coroutine是一種運行在使用者態的使用者線程,go底層選擇使用coroutine的出發點是因為,它具有以下特點:

  1. #用戶空間避免了內核態和用戶態的切換導致的成本
  2. 可以由語言和框架層進行調度
  3. 更小的堆疊空間允許創建大量的實例

2)channel

##go中使用了CSP中的channel 。 channel 是被單獨建立並且可以在進程之間傳遞,它的通訊模式類似於boss-worker 模式的,一個實體透過將訊息傳送到channel 中,然後又監聽這個channel 的實體處理,兩個實體之間是匿名的,這個就實現實體中間的解耦,其中channel 是同步的一個訊息被送到channel 中,最終是一定要被另外的實體消費掉的,在實作原理上其實是一個阻塞的訊息佇列。

3)調度器

goroutine是在golang層面提供了調度器,在調度器加入了steal working 演算法,goroutine是可以被非同步搶佔,因此沒有函數呼叫的循環不再對調度器造成死鎖或造成垃圾回收的大幅變慢。並且go對網絡IO庫進行了封裝,屏蔽了複雜的細節,對外提供統一的語法關鍵字支持,簡化了並發程序編寫的成本。

總結

Golang實作了CSP 並發模型做為並發基礎,底層使用goroutine做為並發實體,goroutine非常輕量級可以創建幾十萬個實體。實體間透過channel 繼續匿名訊息傳遞使之解耦,在語言層面實現了自動調度,這樣屏蔽了很多內部細節,對外提供簡單的語法關鍵字,大大簡化了並發編程的思維轉換和管理線程的複雜性。

一句話總結:go語言在設計的時候從關鍵字層面實現了多協程開發,好像語言天生支持高並發一樣。

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