一、goroutine 和 thread 的区别?

1.1 内存占用

创建一个 goroutine 的栈内存消耗为 2 KB(Linux AMD64 Go v1.4后),运行过程中,如果栈空间不够用,会自动进行扩容。

创建一个 thread 为了尽量避免极端情况下操作系统线程栈的溢出,默认会为其分配一个较大的栈内存( 1 - 8 MB 栈内存,线程标准 POSIX Thread),而且还需要一个被称为 “guard page” 的区域用于和其他 thread 的栈空间进行隔离。而栈内存空间一旦创建和初始化完成之后其大小就不能再有变化,这决定了在某些特殊场景下系统线程栈还是有溢出的风险。

1.2 创建/销毁

线程创建和销毀都会有巨大的消耗,是内核级的交互(trap)。

POSIX 线程(定义了创建和操纵线程的一套 API)通常是在已有的进程模型中增加的逻辑扩展,所以线程控制和进程控制很相似。而进入内核调度所消耗的性能代价比较高,开销较大。goroutine 是用户态线程,是由 go runtime 管理,创建和销毁的消耗非常小。

1.3 调度切换

抛开陷入内核,线程切换会消耗 1000-1500 纳秒(上下文保存成本高,较多寄存器,公平性,复杂时间计算统计),一个纳秒平均可以执行 12-18 条指令。 所以由于线程切换,执行指令的条数会减少 12000-18000。goroutine 的切换约为 200 ns(用户态、3个寄存器),相当于 2400-3600 条指令。因此,goroutines 切换成本比 threads 要小得多

1.4 复杂性

线程的创建和退出复杂,多个 thread 间通讯复杂(share memory)。 不能大量创建线程(参考早期的 httpd),成本高,使用网络多路复用,存在大量callback(参考twemproxy、nginx 的代码)。对于应用服务线程门槛高,例如需要做第三方库隔离,需要考虑引入线程池等。