多進程 VS 多線程 VS 線程池 VS EventLoop

多進程 VS 多線程 VS 線程池 VS EventLoop

在如今的編程過程當中，常常聽到多進程，多線程，線程池，EventLoop 的概念，選擇一個正確的驅動模型，有助於提高代碼的性能。

注：本文僅僅討論併發的狀況。

進程和線程

• 進程：操做系統中資源管理對象，管理虛擬內存，文件句柄，線程等資源，可是進程不是執行單元。

• 線程：具體的執行單元。CPU是實際的物理執行單元，經過寄存器能夠控制CPU執行的代碼以及狀態。而線程就是包含了一個任務的CPU上下文（寄存器），任務狀態（就緒|阻塞|運行），所屬用戶等信息的對象。操做系統接收到時間中斷（INT）後，經過輪轉線程中的CPU上下文（寄存器）信息，實現了多任務的輪轉。

多進程

多進程：針對併發請求，一個請求開啓一個進程進行處理。早起CGI就是這麼幹的。

表明：早期PHP，CGI類

優勢：

• 一個業務進程奔潰不影響另一個業務進程，從操做系統層面上隔離業務執行
• 若是進程採用Socket之類的RPC調用，那麼很是容易部署到網絡環境上

缺點：

• RPC調用比較難以編寫
• 頻繁的開啓和關閉進程，性能比較差
• 不容許內存共享（排除內核支持狀況）

多線程

多線程：針對不一樣的業務邏輯，併發的開啓多個線程進行執行。

表明：早期 Tomcat Bio模型

優勢：

• 內存是共享的
• 編寫併發模型比較方便
• 有效的利用多核CPU

缺點：

• 併發量過大的時候，開啓了太多線程（有些阻塞在IO），致使CPU上下文切換太過頻繁
• 過多的線程，會佔用許多內存（2MB/Thread），形成服務器奔潰
• 須要作併發控制

線程池

線程池：開啓固定的線程，當有請求過來的時候，查詢是否存在空閒線程，若是存在，則使用空閒線程執行任務，不然加入等待執行隊列

表明：Netty，Jetty

優勢：

• 有效的利用多核CPU
• 內存共享
• 減小了CPU上下文切換消耗

缺點：

• 仍是存在一部分IO等待，致使CPU沒法有效的利用
• 須要作併發控制

EventLoop

EventLoop：僅僅開啓一條main線程執行任務，其餘全部的IO操做等，都放在後臺線程中執行，對於新的請求，都加入到queue中，等待main線程調度。

表明：Node.js

優勢：

• 大部分狀況下，不須要作併發控制
• 減小了CPU上下文切換消耗

缺點：

• 沒法有效利用多核CPU（固然能夠多開EventLoop）
• 回調陷進，調試比較困難

總結

上述的各類編程模型，都出如今咱們的實際的開發過程當中，其核心思想爲：有效的利用CPU，減小阻塞等待和非業務代碼（如上下文切換）的運行時間佔用。

參考

• linux 驚羣問題
• 什麼是 Event Loop
• Java併發編程：線程池的使用