go语言中的epoll Go语言中的Handle

golang如何实现urldecode

首先你的理解是错的,不管用户态的API(syscall)是否是同步还是异步,在kernel层面都是异步的。

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其实实现原理很简单,就是利用C(嵌入汇编)语言可以直接修改寄存器(setcontext/setjmp/longjmp均是类似原理,修改程序指针eip实现跳转,栈指针实现上线文切换)来实现从func_a调进去,从func_b返回出来这种行为。对于golang来说,func_a/func_b属于不同的goroutine,从而就实现了goroutine的调度切换。

另外对于所有可能阻塞的syscall,golang对其进行了封装,底层实际是epoll方式做的,注册回调后切换到另一个runnable的goroutine。

Go语言——goroutine并发模型

参考:

Goroutine并发调度模型深度解析手撸一个协程池

Golang 的 goroutine 是如何实现的?

Golang - 调度剖析【第二部分】

OS线程初始栈为2MB。Go语言中,每个goroutine采用动态扩容方式,初始2KB,按需增长,最大1G。此外GC会收缩栈空间。

BTW,增长扩容都是有代价的,需要copy数据到新的stack,所以初始2KB可能有些性能问题。

更多关于stack的内容,可以参见大佬的文章。 聊一聊goroutine stack

用户线程的调度以及生命周期管理都是用户层面,Go语言自己实现的,不借助OS系统调用,减少系统资源消耗。

Go语言采用两级线程模型,即用户线程与内核线程KSE(kernel scheduling entity)是M:N的。最终goroutine还是会交给OS线程执行,但是需要一个中介,提供上下文。这就是G-M-P模型

Go调度器有两个不同的运行队列:

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go调度器根据事件进行上下文切换。

调度的目的就是防止M堵塞,空闲,系统进程切换。

详见 Golang - 调度剖析【第二部分】

Linux可以通过epoll实现网络调用,统称网络轮询器N(Net Poller)。

文件IO操作

上面都是防止M堵塞,任务窃取是防止M空闲

每个M都有一个特殊的G,g0。用于执行调度,gc,栈管理等任务,所以g0的栈称为调度栈。g0的栈不会自动增长,不会被gc,来自os线程的栈。

go1.10\src\runtime\proc.go

G没办法自己运行,必须通过M运行

M通过通过调度,执行G

从M挂载P的runq中找到G,执行G

goroutine相比java 多线程NIO有何优势

NIO(非阻塞IO)是一种IO编程模型,Golang中的IO底层实现方式和java NIO模型一致,通俗点说就是都采用了EPOLL。 你在使用golang读文件的时候,goroutine 会默默的挂起,只是你不知道,当读完毕了,goroutine 再次恢复,但你不用担心,goroutine 的挂起和恢复没有java线程那样可怕,你可以认为goroutine 的挂起和恢复就是保存和恢复几个变量的值,其实也是这样的。

剩下的就是goroutine 和 java线程的区别了,goroutine是用户态的线程切换,java采用的是系统线程切换,用汇编语言描述是一个(java)调用int 80软中断,一个没有。 意味着goroutine更轻量级,可以同时相应成千上万的线程切换,java你创造上千个线程就有些吃力了。

因为java线程不能创造过多的线程,如果同时处理上万上千的请求时候,就要考虑在几十个线程来处理上万上千的请求,这就出现了很多请求和线程不可能一一对应,所以通常做法是每个线程分别处理单个请求各个阶段。好比流水线,请求是要加工的商品,每个线程处理一道工序,这样做的好处是每人都做自己熟悉的,对于程序来说每个线程执行的代码永远都是自己很短的一块,这样根据局部优化原理,更具备CPU,内存亲和力,利于JIT。说这样多,就是说如果线程和请求不能一一对应,流水线式的并发编程很麻烦,阅读性也很差,通常是线程A里面一段逻辑代码,线程B又有另一处处理的逻辑代码。

由于goroutine 的轻便,你可以将请求和goroutine 一一对应起来,不用考虑将请求在线程之间换来换去,只关心你的业务逻辑,这就是goroutine 的好处。

总结:

golang的goroutine让你比java更容易编写并发程序,但性能不会有差别(目前来说,golang性能还不能和java比,看过代码就知道了,GC弱到爆),代码不会减少,该写的逻辑还得写。ps,其实golang的(sched)go程切换代码虽然原理和java的fork-join框架一样,但是fork-join比golang的sched代码牛逼不少,开始膜拜Doug Lea吧,golang还有很长的路要走。


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