goroutine和线程的区别

谈到 goroutine,绕不开的一个话题是:它和 thread 有什么区别?

参考资料【How Goroutines Work】告诉我们可以从三个角度区别:内存消耗、创建与销毀、切换。

  • 内存占用

创建一个 goroutine 的栈内存消耗为 2 KB,实际运行过程中,如果栈空间不够用,会自动进行扩容。创建一个 thread 则需要消耗 1 MB 栈内存,而且还需要一个被称为 “a guard page” 的区域用于和其他 thread 的栈空间进行隔离。

对于一个用 Go 构建的 HTTP Server 而言,对到来的每个请求,创建一个 goroutine 用来处理是非常轻松的一件事。而如果用一个使用线程作为并发原语的语言构建的服务,例如 Java 来说,每个请求对应一个线程则太浪费资源了,很快就会出 OOM 错误(OutOfMermoryError)。

  • 创建和销毀

Thread 创建和销毀都会有巨大的消耗,因为要和操作系统打交道,是内核级的,通常解决的办法就是线程池。而 goroutine 因为是由 Go runtime 负责管理的,创建和销毁的消耗非常小,是用户级。

  • 切换

当 threads 切换时,需要保存各种寄存器,以便将来恢复:

16 general purpose registers, PC (Program Counter), SP (Stack Pointer), segment registers, 16 XMM registers, FP coprocessor state, 16 AVX registers, all MSRs etc.

而 goroutines 切换只需保存三个寄存器:Program Counter, Stack Pointer and BP。

一般而言,线程切换会消耗 1000-1500 纳秒,一个纳秒平均可以执行 12-18 条指令。所以由于线程切换,执行指令的条数会减少 12000-18000。

Goroutine 的切换约为 200 ns,相当于 2400-3600 条指令。

因此,goroutines 切换成本比 threads 要小得多。