关于java协程和kilim的一些概念

  最近了解了一下基于协程来做异步话的场景。一些基本概念写在这里。

          多任务调度方面，操作系统怎么搞的？

        一种是抢占式，指操系统给每个任务一定的执行时间片，在到达这个时间片后，如果任务仍然没有释放对CPU的占用，则操作系统强制释放，这是目前多数操作系统实现的方式。 

        一种是协作式，指操作系统按照任务的顺序来分配CPU，每个任务执行过程中除非主动释放，否则将一直占据CPU，一旦任务占据CPU不放，会导致其他任务饿死，目前操作系统不太采用这种方式。 

说完操作系统多任务调度方式后，来看看通常程序是如何实现支持高并发的，一种就是典型的给予操作系统提供的多进程或多线程机制，每个任务占据一个进程或一个线程，当任务中有IO等待等动作时，则将进程或线程放入待调度队列中，这种方式是目前大多数程序采取的方式，这种方式的坏处在于如果想支持高的并发量，就不得不创建很多的进程或线程，而进程和线程都是要消耗不少系统资源的。另一方面，进程或线程创建太多后，操作系统需要花费很多的时间在进程或线程的切换上，切换动作需要做状态保持和恢复，这也会消耗掉很多的系统资源；

另外一种方式则是每个任务不完全占据一个进程或线程，当任务执行过程中需要进行IO等待等动作时，任务则将其所占据的进程或线程释放，以便其他任务使用这个进程或线程。这种方式的好处可以减少所需要的原生的进程或线程树，并且由于操作系统不需要做进程或线程的切换，而是自行来实现任务的切换，其成本会较操作系统切换低。而这种方式也就是Coroutine方式，又称为协程方式。

这种方式我在erlang里也见过，当时对这个概念的理解也是居于编写程序的方式，

如果在JDK7里有这样的新特性，那么将会是一个很好的特性，将大大提升java的性能。

而且采用此方式，将很好的绕开需要启动太多线程来支撑高并发出现的瓶颈，提升java应用所能支撑的并发量。

网上介绍了有Scala、Kilim两种方式，根据目前网上的测试情况来看，后者表现更好一点。

        通常程序如何支持高并发？

        一种是基于操作系统提供的多进程或者多线程的机制，每个任务占据一个进程或一个线程，当任务中有IO等等待操作的时候，将进程或者线程放入调度队列，这种是目前大多数程序采用的方式，这种方式的坏处就是如果想支持高并发的并发量，不得不创建很多的进程或者线程，而进程或者线程又消耗了大量的资源。，同时大量的进程或者线程，需要花费很多时间在上下文切换上，切换动作需要做状态的保持和恢复，很是消耗资源。   

        一种是每个任务不完全占据一个进程或者线程，当任务在执行过程中，需要等待IO等资源时，任务将所占据的进程或者线程释放，以便其他任务使用这个进程或者线程，这种方式的好处在于可以减少所需要的原生的进程或者线程数，并且切换完全自行来实现，成本相对于操作系统来很低。 

        什么是协程（Coroutine）？ 

        每个任务不完全占据一个进程或者线程，当任务在执行过程中，需要等待IO等资源时，任务将所占据的进程或者线程释放，以便其他任务使用这个进程或者线程。各种语言对于协程支持时，多数都采用了Actor Modle来实现，每个任务就是一个Actor，Actor之间通过消息来进行交互，而不是采用共享的方式。Actor可以看做是一个轻量级的进程或者线程。

        java和协程的关系？ 

        目前java没有从语言层面支持Coroutine（Scala 和erLang有支持），kilim是基于java来实现Coroutine的框架。对于java来说，由于一个线程只能处理一个请求，即使线程中有很多IO中断、锁等也是如此。因此通用的做法是启动多个线程来支持高并发，当时线程多是，就造成了需要消耗不少时间在线程的切换上，从而出现瓶颈，按照协程的描述，理论上协程能够提升很多性能。 

          目前来看，JDK8中也不会包含协程的东西，目前比较成熟的就是kilim框架了。 

        什么场景下适合做协程序（针对java应用）？ 

        只有大量的处理线程，都消耗在等待后端的处理是，做异步化才有意义，例如共计200个处理线程，其中有180多个的处理时间在等待后端处理，这种情况下，增加处理线程，如果不行再来考虑异步化改造，目前java在协程方面还不是很成熟，使用中可能遇到问题，例如锁、同步IO，都是协程的灾难。 

          Kilim框架做了啥？ 

               1、利用字节码增强(基于ASM字节码框架)，将普通代码转化为支持协程的代码； 

               2、调用pausable的时候，如果pause了就保存当前方法栈的State，停止执行，将控制权交给调度器； 

               3、调度器负责协调就绪的协程； 

               4、协程resume的时候，自动恢复State，回复到上次执行的位置继续执行； 

            参考文章： 

               http://www.blogjava.net/BlueDavy/archive/2010/01/28/311148.html

               http://rdc.taobao.com/team/jm/archives/326