從Erlang進程看協程思想

從Erlang進程看協程思想

 

多核慢慢火了之後，協程類編程也開始愈來愈火了。比較有表明性的有Go的goroutine、Erlang的Erlang進程、Scala的actor、windows下的fibre（纖程）等，一些動態語言像Python、Ruby、Lua也慢慢支持協程。

其實咱們聽過協程相關不少名詞，下面大體來解釋一下：

• OS進程： 進程是資源管理的最小單元，包括進程控制塊（PCB）、程序段、數據段
• OS線程： 線程是程序執行的最小單元，由線程ID，當前指令指針(PC），寄存器集合和堆棧組成；內核線程之間切換的時候須要在內核態進行上下文和堆棧切換。
• 輕量級進程（LWP）： 實際上是基於內核線程的高級抽象，每一個LWP對應一個實際的線程。優勢是在某些狀況下不須要新建一個實際進程那麼大開銷。
• 協程： 在不一樣的編程語言或庫裏由於實現方式差別，也叫纖程、actor等。實際能夠理解爲應用程序級別的線程，其調度器不是內核的CPU，而是由用戶級別實現的VM級別調度器。

也就是說，協程具備如下特色：

1. 協程併發時的切換基本在用戶態級別切換，不會觸發內核，減小系統開銷
2. 儘管協程實際確定仍是在某個OS線程上執行，可是如何執行、什麼時候執行、在哪一個線程上執行等都是由用戶的調度器去決定的，即協程使用者無需關心底層線程的狀況。
3. 協程做爲用戶級別的存在，實際就是一段待執行的函數，建立銷燬開銷很小；且由於切換基本在用戶態，因此能夠很輕易地在一個進程內開百萬級別的協程。

基本能知足以上特色的咱們均可以稱其爲協程（coroutine）。

但不一樣語言卻有不一樣實現方式，其中主要有以erlang爲表明的 actor model，還有以Go爲表明的Coroutine。

Go那邊不太熟悉，不過主要就是協程間通訊方式和yield主動讓出CPU操做，這些在Python、Ruby等中也有實現。

Erlang以及Scala主要採起的是一種 actor model，也叫面向actor的編程。主要遵循如下特色：

1. 一切皆Actor的思想，即每個執行者都當作一個actor。（有點像Java每個功能承擔者都是一個對象類）
2. Actor之間只能容許經過消息傳遞來通訊，不共享內存，且消息傳遞無反作用（無反作用指不會被髒讀或修改等問題困擾）。
3. Actor的收發消息是異步的，接收到的消息通常是一份副本。

從他的特性看來，Actor是一種比普通Coroutine更完全的一種面向併發的編程模型。在設計actor model的程序時，開發者只須要考慮如何利用併發特性使本身程序的併發性能更好，而不須要去考慮鎖、衝突、不一致性等問題。