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Analyse comparative des coroutines et des threads en langage Go

王林

Libérer： 2024-02-24 22:48:06

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Analyse comparative des coroutines et des threads en langage Go

Go Language Goroutine et Thread sont deux concepts courants dans la programmation simultanée. Ils peuvent tous deux être utilisés pour gérer des tâches simultanées, mais ils présentent des différences significatives en termes de mise en œuvre, de planification, de consommation de ressources, etc. Cet article explorera en profondeur les similitudes et les différences entre les coroutines et les threads du langage Go, et approfondira la compréhension grâce à des exemples de code spécifiques.

1. Coroutines vs threads

1.1 Méthode d'implémentation

Les coroutines du langage Go sont des threads légers gérés par le runtime du langage Go (Goruntime), et sont contrôlées par le mot-clé du langage Go go pour créer. Les coroutines ont leur propre espace de pile, mais elles partagent l'espace d'adressage du même thread. Cette conception rend la création et la destruction de coroutines moins coûteuses et permet d'effectuer efficacement un traitement simultané à grande échelle. go来创建。协程具有自己的栈空间，但它们共享同一个线程的地址空间。这种设计使得协程的创建和销毁的开销较小，可以高效地进行大规模并发处理。

线程是操作系统调度的基本单位，每个线程都有独立的执行上下文和栈，线程之间的切换需要操作系统的介入。相比之下，线程的创建和销毁的开销较大，因此需要谨慎地管理线程数量。

1.2 调度方式

Go语言的协程是由Go语言运行时负责调度的，它采用了M:N的调度模型，即将M个协程的调度映射到N个系统线程上执行。这种方式可以在不增加系统线程数量的情况下实现并发处理，提高了效率。

线程的调度由操作系统负责，操作系统根据线程的优先级和调度算法来决定线程的执行顺序。线程的调度由操作系统内核实现，因此可能涉及用户态和内核态的切换，会带来一定的性能开销。

1.3 资源消耗

由于协程是轻量级的线程，它的资源消耗比线程小得多。协程的栈空间在创建时可以指定大小，并且可以动态调整，可以避免栈溢出的问题。相比之下，线程的栈空间较大且固定，容易导致资源浪费。

二、具体代码示例

下面是一个简单的Go语言协程的代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        go func(n int) {
            fmt.Println("Goroutine", n)
        }(i)
    }

    time.Sleep(time.Second) // 等待所有协程执行完毕
}

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在这个示例中，我们通过go func()的方式创建了5个协程，并在每个协程中打印相应的编号。在主线程中通过time.Sleep等待所有协程执行完毕。

接下来是一个使用线程的C++示例：

#include <iostream>
#include <thread>

void printThread(int n) {
    std::cout << "Thread " << n << std::endl;
}

int main() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::thread t(printThread, i);
        t.join();
    }

    return 0;
}

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在这个示例中，我们通过std::thread创建了5个线程，并在每个线程中打印相应的编号。在主线程中使用join

Les threads sont l'unité de base de la planification du système d'exploitation. Chaque thread a un contexte d'exécution et une pile indépendants. La commutation entre les threads nécessite l'intervention du système d'exploitation. En revanche, la création et la destruction de threads sont coûteuses, le nombre de threads doit donc être soigneusement géré.

1.2 Méthode de planification

Les coroutines du langage Go sont planifiées par le moteur d'exécution du langage Go. Il adopte le modèle de planification M:N, qui mappe la planification des coroutines M sur N threads système pour l'exécution. Cette méthode peut réaliser un traitement simultané sans augmenter le nombre de threads système, améliorant ainsi l'efficacité.

Le système d'exploitation est responsable de la planification des threads. Le système d'exploitation détermine l'ordre d'exécution des threads en fonction de la priorité du thread et de l'algorithme de planification. La planification des threads est implémentée par le noyau du système d'exploitation, elle peut donc impliquer le basculement entre le mode utilisateur et le mode noyau, ce qui entraînera une certaine surcharge de performances. 🎜🎜1.3 Consommation de ressources🎜🎜Étant donné que les coroutines sont des threads légers, leur consommation de ressources est beaucoup plus faible que celle des threads. L'espace de pile de la coroutine peut être spécifié en taille lors de sa création et peut être ajusté dynamiquement pour éviter les problèmes de débordement de pile. En revanche, l'espace de pile des threads est grand et fixe, ce qui entraîne facilement un gaspillage de ressources. 🎜🎜2. Exemples de code spécifiques🎜🎜Ce qui suit est un exemple simple de code de coroutine en langage Go : 🎜rrreee🎜Dans cet exemple, nous avons créé 5 coroutines via le processus go func() et imprimons le numéro correspondant. dans chaque coroutine. Dans le thread principal, attendez que toutes les coroutines terminent leur exécution via time.Sleep. 🎜🎜Ensuite, un exemple C++ utilisant des threads : 🎜rrreee🎜Dans cet exemple, nous créons 5 threads via std::thread et imprimons le numéro correspondant dans chaque thread. Utilisez join dans le thread principal pour attendre que tous les threads terminent leur exécution. 🎜🎜3. Résumé🎜🎜Les coroutines et les threads du langage Go ont des caractéristiques et des avantages différents en programmation simultanée. La conception légère des coroutines les rend plus adaptées à la gestion de tâches simultanées à grande échelle, tandis que la mise en œuvre des threads est limitée par l'algorithme de planification du système d'exploitation, ce qui peut entraîner une plus grande consommation de ressources. 🎜🎜Grâce à l'introduction et aux exemples de code de cet article, je pense que les lecteurs auront une compréhension plus approfondie des similitudes et des différences entre les coroutines et les threads du langage Go, et j'espère qu'ils pourront choisir des méthodes appropriées pour améliorer les performances et l'efficacité du programme en mode simultané réel. la programmation. 🎜

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