Golang CSP并发机制及使用模型

目录
  • CSP并发模型
  • Golang CSP
  • Channel
  • Goroutine
  • Goroutine 调度器
  • 总结

今天介绍一下 go语言的并发机制以及它所使用的CSP并发模型

CSP并发模型

CSP模型是上个世纪七十年代提出的,用于描述两个独立的并发实体通过共享的通讯 channel(管道)进行通信的并发模型。 CSP中channel是第一类对象,它不关注发送消息的实体,而关注与发送消息时使用的channel。

Golang CSP

Golang 就是借用CSP模型的一些概念为之实现并发进行理论支持,其实从实际上出发,go语言并没有,完全实现了CSP模型的所有理论,仅仅是借用了 process和channel这两个概念。process是在go语言上的表现就是 goroutine 是实际并发执行的实体,每个实体之间是通过channel通讯来实现数据共享。

Channel

Golang中使用 CSP中 channel 这个概念。channel 是被单独创建并且可以在进程之间传递,它的通信模式类似于 boss-worker 模式的,一个实体通过将消息发送到channel 中,然后又监听这个 channel 的实体处理,两个实体之间是匿名的,这个就实现实体中间的解耦,其中 channel 是同步的一个消息被发送到 channel 中,最终是一定要被另外的实体消费掉的,在实现原理上其实是一个阻塞的消息队列。

Goroutine

Goroutine 是实际并发执行的实体,它底层是使用协程(coroutine)实现并发,coroutine是一种运行在用户态的用户线程,类似于 greenthread,go底层选择使用coroutine的出发点是因为,它具有以下特点:

  • 用户空间 避免了内核态和用户态的切换导致的成本
  • 可以由语言和框架层进行调度
  • 更小的栈空间允许创建大量的实例

可以看到第二条 用户空间线程的调度不是由操作系统来完成的,像在java 1.3中使用的greenthread的是由JVM统一调度的(后java已经改为内核线程),还有在ruby中的fiber(半协程) 是需要在重新中自己进行调度的,而goroutine是在golang层面提供了调度器,并且对网络IO库进行了封装,屏蔽了复杂的细节,对外提供统一的语法关键字支持,简化了并发程序编写的成本。

Goroutine 调度器

上节已经说了,golang使用goroutine做为最小的执行单位,但是这个执行单位还是在用户空间,实际上最后被处理器执行的还是内核中的线程,用户线程和内核线程的调度方法有:

N:1 多个用户线程对应一个内核线程

1:1 一个用户线程对应一个内核线程

M:N 用户线程和内核线程是多对多的对应关系

golang 通过为goroutine提供语言层面的调度器,来实现了高效率的M:N线程对应关系

调度示意

图中

  • M:是内核线程
  • P : 是调度协调,用于协调M和G的执行,内核线程只有拿到了 P才能对goroutine继续调度执行,一般都是通过限定P的个数来控制golang的并发度
  • G : 是待执行的goroutine,包含这个goroutine的栈空间
  • Gn : 灰色背景的Gn 是已经挂起的goroutine,它们被添加到了执行队列中,然后需要等待网络IO的goroutine,当P通过 epoll查询到特定的fd的时候,会重新调度起对应的,正在挂起的goroutine。

Golang为了调度的公平性,在调度器加入了steal working 算法 ,在一个P自己的执行队列,处理完之后,它会先到全局的执行队列中偷G进行处理,如果没有的话,再会到其他P的执行队列中抢G来进行处理。

总结

Golang实现了 CSP 并发模型做为并发基础,底层使用goroutine做为并发实体,goroutine非常轻量级可以创建几十万个实体。实体间通过 channel 继续匿名消息传递使之解耦,在语言层面实现了自动调度,这样屏蔽了很多内部细节,对外提供简单的语法关键字,大大简化了并发编程的思维转换和管理线程的复杂性。

以上就是Golang CSP并发机制及使用模型的详细内容,更多关于Golang CSP并发模型的资料请关注我们其它相关文章!

(0)

相关推荐

  • 分析Go语言中CSP并发模型与Goroutine的基本使用

    目录 一.并发实现模型 1.1.多进程 1.2.多线程 1.3.协程 二.共享内存与CSP 三.Goroutine 一.并发实现模型 1.1.多进程 在之前的文章当中我们曾经介绍过,进程是操作系统资源分配的最小单元.所以多进程是在操作系统层面的并发模型,因为所有的进程都是有操作系统的内核管理的.所以每个进程之间是独立的,每一个进程都会有自己单独的内存空间以及上下文信息,一个进程挂了不会影响其他进程的运行.这个也是多进程最大的优点,但是它的缺点也很明显. 最大的缺点就是开销很大,创建.销毁进程的开

  • Go语言CSP并发模型goroutine channel底层实现原理

    目录 Go的CSP并发模型(goroutine + channel) 1.goroutine goroutine的优点: 2.channel 无缓存channel 有缓存channel 3.Go并发模型的底层实现原理 4.一个CSP例子 参考Go的CSP并发模型实现:M, P, G Go语言是为并发而生的语言,Go语言是为数不多的在语言层面实现并发的语言. 并发(concurrency):多个任务在同一段时间内运行. 并行(parallellism):多个任务在同一时刻运行. Go的CSP并发模

  • 示例剖析golang中的CSP并发模型

    目录 1. 相关概念: 2. CSP (通信顺序进程) 3. channel:同步&传递消息 4. goroutine:实际并发执行的实体 5. golang调度器 1. 相关概念: 用户态:当一个进程在执行用户自己的代码时处于用户运行态(用户态) 内核态:当一个进程因为系统调用陷入内核代码中执行时处于内核运行态(内核态),引入内核态防止用户态的程序随意的操作内核地址空间,具有一定的安全保护作用.这种保护模式是通过内存页表操作等机制,保证进程间的地址空间不会相互冲突,一个进程的操作不会修改另一个

  • Go语言CSP并发模型实现MPG

    目录 Golang调度机制 并发(concurrency)和并行(parallellism) Go的CSP并发模型 Go并发模型的实现原理 用户级线程模型 内核级线程模型 两级线程模型 Go线程实现模型MPG 抛弃P(Processor) 均衡的分配工作 Golang调度机制 最近抽空研究.整理了一下Golang调度机制,学习了其他大牛的文章.把自己的理解写下来.如有错误,请指正!!! golang的goroutine机制有点像线程池: 一.go 内部有三个对象: P对象(processor)

  • C#代替go采用的CSP并发模型实现

    目录 CSP(Communicating sequential processes) 在Go中的CSP 协程(提升并发的利器) 线程 线程的开销 回归协程 协程的目的 C#中的协程 C#中的CSP Go协程与.NET协程的区别? 写在最后 说起Golang(后面统称为Go),就想到他的高并发特性,在深入一些就是 Goroutine.在大家被它优雅的语法和简洁的代码实现的高并发程序所折服时,其实C#/.NET也可以很容易的做到.今天我们来参照Go,来用C#实现它所采用的的CSP并发模型. CSP(

  • Golang CSP并发机制及使用模型

    目录 CSP并发模型 Golang CSP Channel Goroutine Goroutine 调度器 总结 今天介绍一下 go语言的并发机制以及它所使用的CSP并发模型 CSP并发模型 CSP模型是上个世纪七十年代提出的,用于描述两个独立的并发实体通过共享的通讯 channel(管道)进行通信的并发模型. CSP中channel是第一类对象,它不关注发送消息的实体,而关注与发送消息时使用的channel. Golang CSP Golang 就是借用CSP模型的一些概念为之实现并发进行理论

  • GoLang并发机制探究goroutine原理详细讲解

    目录 1. 进程与线程 2. goroutine原理 3. 并发与并行 3.1 在1个逻辑处理器上运行Go程序 3.2 goroutine的停止与重新调度 3.3 在多个逻辑处理器上运行Go程序 通常程序会被编写为一个顺序执行并完成一个独立任务的代码.如果没有特别的需求,最好总是这样写代码,因为这种类型的程序通常很容易写,也很容易维护.不过也有一些情况下,并行执行多个任务会有更大的好处.一个例子是,Web 服务需要在各自独立的套接字(socket)上同时接收多个数据请求.每个套接字请求都是独立的

  • 浅谈Go语言并发机制

    Go 语言相比Java等一个很大的优势就是可以方便地编写并发程序.Go 语言内置了 goroutine 机制,使用goroutine可以快速地开发并发程序, 更好的利用多核处理器资源.这篇文章学习goroutine 的应用及其调度实现. 一.Go语言对并发的支持 使用goroutine编程 使用 go 关键字用来创建 goroutine .将go声明放到一个需调用的函数之前,在相同地址空间调用运行这个函数,这样该函数执行时便会作为一个独立的并发线程.这种线程在Go语言中称作goroutine.

  • 快速解决Golang Map 并发读写安全的问题

    一.错误案例 package main import ( "fmt" "time" ) var TestMap map[string]string func init() { TestMap = make(map[string]string, 1) } func main() { for i := 0; i < 1000; i++ { go Write("aaa") go Read("aaa") go Write(&qu

  • 基于Golang 高并发问题的解决方案

    Golang 高并发问题的解决 Golang在高并发问题上,由于协程的使用,相对于其他编程语言,已经有了很大的优势,即相同的配置上,Golang可以以更低的代价处理更多的线程,同样的线程数,占用更低的资源!及时这样,只是解决了一部分问题而已,因为在每个协程里,处理逻辑还是会有问题. 高并发时,还是要考虑服务器所能承受的最大压力,数据库读取时的io问题,连接数问题,带宽问题等等 研究了一下并发解决方案,在此记录一下 参考文章:Handling 1 Million Requests per Minu

随机推荐