从Erlang进程看协程思想

从Erlang进程看协程思想

 

多核慢慢火了之后，协程类编程也开始愈来愈火了。比较有表明性的有Go的goroutine、Erlang的Erlang进程、Scala的actor、windows下的fibre（纤程）等，一些动态语言像Python、Ruby、Lua也慢慢支持协程。

其实咱们听过协程相关不少名词，下面大体来解释一下：

• OS进程： 进程是资源管理的最小单元，包括进程控制块（PCB）、程序段、数据段
• OS线程： 线程是程序执行的最小单元，由线程ID，当前指令指针(PC），寄存器集合和堆栈组成；内核线程之间切换的时候须要在内核态进行上下文和堆栈切换。
• 轻量级进程（LWP）： 实际上是基于内核线程的高级抽象，每一个LWP对应一个实际的线程。优势是在某些状况下不须要新建一个实际进程那么大开销。
• 协程： 在不一样的编程语言或库里由于实现方式差别，也叫纤程、actor等。实际能够理解为应用程序级别的线程，其调度器不是内核的CPU，而是由用户级别实现的VM级别调度器。

也就是说，协程具备如下特色：

1. 协程并发时的切换基本在用户态级别切换，不会触发内核，减小系统开销
2. 尽管协程实际确定仍是在某个OS线程上执行，可是如何执行、什么时候执行、在哪一个线程上执行等都是由用户的调度器去决定的，即协程使用者无需关心底层线程的状况。
3. 协程做为用户级别的存在，实际就是一段待执行的函数，建立销毁开销很小；且由于切换基本在用户态，因此能够很轻易地在一个进程内开百万级别的协程。

基本能知足以上特色的咱们均可以称其为协程（coroutine）。

但不一样语言却有不一样实现方式，其中主要有以erlang为表明的 actor model，还有以Go为表明的Coroutine。

Go那边不太熟悉，不过主要就是协程间通讯方式和yield主动让出CPU操做，这些在Python、Ruby等中也有实现。

Erlang以及Scala主要采起的是一种 actor model，也叫面向actor的编程。主要遵循如下特色：

1. 一切皆Actor的思想，即每个执行者都当作一个actor。（有点像Java每个功能承担者都是一个对象类）
2. Actor之间只能容许经过消息传递来通讯，不共享内存，且消息传递无反作用（无反作用指不会被脏读或修改等问题困扰）。
3. Actor的收发消息是异步的，接收到的消息通常是一份副本。

从他的特性看来，Actor是一种比普通Coroutine更完全的一种面向并发的编程模型。在设计actor model的程序时，开发者只须要考虑如何利用并发特性使本身程序的并发性能更好，而不须要去考虑锁、冲突、不一致性等问题。