go并发编程之一:并发与并行的区别、go语言并发优势

并发与并行的区别

并发

并发(concurrency):指在同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干段，使多个进程快速交替的执行。

并行

并行(parallel):：在同一时刻有多条指令在多个处理器上同时执行。

例子：

• 并发是两个队列交替使用一台咖啡机
• 并行是两个队列同时使用两台咖啡机

go语言并发优势

进程与线程

• 进程：是程序在操作系统中的一次执行过程，系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
• 线程：是进程的一个执行实体，是 CPU 调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。

一个进程可以创建和撤销多个线程，同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。

线程与协程

• 协程：独立的栈空间，共享堆空间，调度由用户自己控制，本质上有点类似于用户级线程，这些用户级线程的调度也是自己实现的。
• 线程：一个线程上可以跑多个协程，协程是轻量级的线程。

优雅的并发编程范式，完善的并发支持，出色的并发性能是Go语言区别于其他语言的一大特色。使用Go语言开发服务器程序时，就需要对它的并发机制有深入的了解。

有人把Go比作 21世纪的C语言，第一是因为Go语言设计简单，第二，21世纪最重要的就是并发程序设计，而Go从语言层面就支持了并法。同时，并发程序的内存管理有时候是非常复杂的，而Go语言提供了自动垃圾回收机制。
Go语言为并发编程而内置的上层API基于CSP(communicating sequential processes，顺序通信进程)模型。这就意味着显式锁都是可以避免的，因为Go语言通过安全的通道发送和接受数据以实现同步，这大大地简化了并发程序的编写。
一般情况下，一个普通的桌面计算机跑十几二十个线程就有点负载过大了，但是同样这台机器却可以轻松地让成音上千甚至过万个goroutine进行资源竞争。

线程与协程的通俗说明

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表面上看协程和线程似乎是同一个东西，能达到的效果也相同，但是在底层的实现上却有着非常大的区别，在服务器端的绝大部分应用中，协程要比线程节省资源的多。

通俗易懂的讲，线程是操作系统的资源，当java程序创建一个线程，虚拟机会向操作系统请求创建一个线程，虚拟机本身没有能力创建线程。而线程又是昂贵的系统资源，创建、切换、停止等线程属性都是重量级的系统操作，非常消耗资源，所以在java程序中每创建一个线程都需要经过深思熟虑的思考，否则很容易把系统资源消耗殆尽。

而协程，看起来和线程差不多，但创建一个协程却不用调用操作系统的功能，编程语言自身就能完成这项操作，所以协程也被称作用户态线程。我们知道无论是java还是go程序，都拥有一个主线程，这个线程不用显示编码创建，程序启动时默认就会创建。协程是可以跑在这种线程上的，你可以创建多个协程，这些协程跑在主线程上，它们和线程的关系是一对多。如果你要创建一个线程，那么你必须进行操作系统调用，创建的线程和主线程是同一种东西。显然，协程比线程要轻量的多。

既然协程这么优秀，为什么不彻底替代线程呢？事实上协程和线程完全不是两个相同层面的东西，完全谈不上替代一说，协程可以说是一个独立于线程的功能，它是在线程的基础上，针对某些应用场景进一步发展出来的功能。我们知道，线程在多核的环境下是能做到真正意义上的并行执行的，注意，是并行，不是并发，而协程是为并发而生的。

打个简单的比方吧，射雕英雄传看过吧，周伯通教郭靖一手画圆，一手画方，两只手同时操作，左右互搏，这个就是并行。普通人肯定做不到，不信你试试。你不能并行，却可以并发，你先左手画一笔，然后右手画一笔，同一时候只有一只手在操作，来回交替，直到完成两个图案是，这就是并发，协程主要的功能。

想象一下业务场景，你需要执行两个互不依赖的sql查询，为了减少等待时间，常规的操作肯定主线程执行sqlB的同时另起一个线程执行sqlA，使两个sql并行执行。然而你会发现，执行两个sql的线程大多数时间只是在等待数据库服务器的响应，线程只是处于阻塞等待状态，而不是疯狂运转，而线程的创建、切换又很消耗系统资源，显然这很浪费。这个时候就该协程大展身手了，你可以在主线程中创建一个协程用于执行sqlB，然后再在主线程中执行sqlA，协程和线程一样，不会阻塞主线程，所以sqlB得到结果后，你可以通过语言的api去看看在协程中的sql执行完毕了没有，如果没有则等待，如果执行完毕了就拿结果，和线程操作几乎一摸一样。至于sqlA和sqlB是否真正在并行执行根本无所谓。为什么呢？ 我们假设执行一个sql需要三步，提交sql、等待、获得结果 ，其中第一步和第三步极省时，只要1毫秒一步，而第二步却要1000毫秒，那么使用并行的多线程执行两个sql，你只要花掉1002毫秒，而使用并发的协程你要花掉1004毫秒，但是线程比协程多消耗一个线程的资源，请问你会为了这2毫秒而选择多线程吗，显然不可能，创建线程的开销都要大于节省下来的时间，这就是协程存在的理由。

而服务器端开发中，大多数时候都是要花大量等待时间的场景，也就是所谓的IO密集，协程极为适合这种场景，而go又主打协程，直接从语法层面支持，切中了以往开发高性能程序太过于复杂的痛点，因此广受程序员们的欢迎。java其实也可以模拟出协程的效果，比如用nio和多线程，也能假装goroutines的效果，但实际操作起来太过于麻烦，还要掌握一大堆枯涩的概念，完全没有goroutines的优雅。所以在并发性能上，go完胜java。换言之，go比java更适应高并发场景，能更优雅方便的写出高并发程序。


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goroutine和协程的区别

goroutine是协程的go语言实现，相当于把别的语言的类库的功能内置到语言里。从调度上看，goroutine的调度开销远远小于线程调度开销。
不同的是：Golang在runtime，系统调用等多方面对goroutine调度进行了封装和处理，即goroutine不完全是用户控制，一定程度上由go运行时（runtime）管理，好处：当某goroutine阻塞时，会让出CPU给其他goroutine。

个人学习笔记，不喜勿喷

我曾七次鄙视自己的灵魂:
第一次,当它本可进取时，却故作谦卑；
第二次,当它空虚时，用爱欲来填充；
第三次,在困难和容易之间，它选择了容易；
第四次,它犯了错，却借由别人也会犯错来宽慰自己；
第五次,它自由软弱，却把它认为是生命的坚韧；
第六次,当它鄙夷一张丑恶的嘴脸时，却不知那正是自己面具中的一副；
第七次,它侧身于生活的污泥中虽不甘心，却又畏首畏尾。 —卡里·纪伯伦撒旦；