协程Coroutine
Posted 代码如诗
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了协程Coroutine相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
协程是一种用户态的轻量级线程。
server的发展如下:
IO密集型应用: 多进程->多线程->事件驱动->协程
CPU密集型应用:多进程-->多线程
如果说多进程对于多CPU,多线程对应多核CPU,那么事件驱动和协程则是在充分挖掘不断提高性能的单核CPU的潜力。
异步事件驱动模型中,把会导致阻塞的操作转化为一个异步操作,主线程负责发起这个异步操作,并处理这个异步操作的结果。由于所有阻塞的操作都转化为异步操作,理论上主线程的大部分时间都是在处理实际的计算任务,少了多线程的调度时间,所以这种模型的性能通常会比较好。总的说来,当单核cpu性能提升,cpu不在成为性能瓶颈时,采用异步server能够简化编程模型,也能提高IO密集型应用的性能。
协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时,将寄存器上下文和栈保存到其他地方,在切回来的时候,恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此:
协程能保留上一次调用时的状态(即所有局部状态的一个特定组合),每次过程重入时,就相当于进入上一次调用的状态,换种说法:进入上一次离开时所处逻辑流的位置。
在并发编程中,协程与线程类似,每个协程表示一个执行单元,有自己的本地数据,与其它协程共享全局数据和其它资源。目前主流语言基本上都选择了多线程作为并发设施,与线程相关的概念是抢占式多任务(Preemptive multitasking),而与协程相关的是协作式多任务。
不管是进程还是线程,每次阻塞、切换都需要陷入系统调用(system call),先让CPU跑操作系统的调度程序,然后再由调度程序决定该跑哪一个进程(线程)。
而且由于抢占式调度执行顺序无法确定的特点,使用线程时需要非常小心地处理同步问题,而协程完全不存在这个问题(事件驱动和异步程序也有同样的优点)。
我们在自己在进程里面完成逻辑流调度,碰着i\o我就用非阻塞式的。那么我们即可以利用到异步优势,又可以避免反复系统调用,还有进程切换造成的开销,分分钟给你上几千个逻辑流不费力。这就是协程。
协程 vs 事件驱动
以nginx为代表的事件驱动的异步server正在横扫天下,那么事件驱动模型会是server端模型的终点吗?
事件驱动编程的架构是预先设计一个事件循环,这个事件循环程序不断地检查目前要处理的信息,根据要处理的信息运行一个触发函数。其中这个外部信息可能来自一个目录夹中的文件,可能来自键盘或鼠标的动作,或者是一个时间事件。这个触发函数,可以是系统默认的也可以是用户注册的回调函数。
事件驱动程序设计着重于弹性以及异步化上面。许多GUI框架(如windows的MFC,Android的GUI框架),Zookeeper的Watcher等都使用了事件驱动机制。
基于事件驱动的编程是单线程思维,其特点是异步+回调。
协程也是单线程,但是它能让原来要使用异步+回调方式写的非人类代码,可以用看似同步的方式写出来。它是实现推拉互动的所谓非抢占式协作的关键。
总结
协程的好处:
- 跨平台
- 跨体系架构
- 无需线程上下文切换的开销
- 无需原子操作锁定及同步的开销
- 方便切换控制流,简化编程模型
- 高并发+高扩展性+低成本:一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。
缺点:
- 无法利用多核资源:协程的本质是个单线程,它不能同时将单个CPU 的多个核用上,协程需要和进程配合才能运行在多CPU上.当然我们日常所编写的绝大部分应用都没有这个必要,除非是cpu密集型应用。
- 进行阻塞(Blocking)操作(如IO时)会阻塞掉整个程序:这一点和事件驱动一样,可以使用异步IO操作来解决
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/0013868328689835ecd883d910145dfa8227b539725e5ed000
http://www.infoq.com/cn/articles/CplusStyleCorourtine-At-Wechat
https://www.zhihu.com/question/32218874
以上是关于协程Coroutine的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
Kotlin 协程协程取消 ① ( 协程作用域取消 | 协程作用域子协程取消 | 通过抛出异常取消协程 | Job#cancel 函数 | 自定义异常取消协程 )
Kotlin 协程协程简介 ( 协程概念 | 协程作用 | 创建 Android 工程并进行协程相关配置开发 | 异步任务与协程对比 )
Kotlin 协程协程简介 ( 协程概念 | 协程作用 | 创建 Android 工程并进行协程相关配置开发 | 异步任务与协程对比 )
Kotlin 协程协程异常处理 ② ( SupervisorJob 协程 | supervisorScope 协程作用域构建器函数 )
Kotlin 协程协程异常处理 ② ( SupervisorJob 协程 | supervisorScope 协程作用域构建器函数 )