最近收到「程序员升级打怪」知识星球[1]的提问:“go协程本来就是轻量级线程,还有必要做复用增加工作量吗,性能可以提升多少呢?”
先说结论
- Go的协程goroutine非常轻量级,这也是Go天生支持高并发的主要原因。
- 但是协程goroutine频繁的创建销毁对GC的压力比较大,会影响性能。
- grpool的作用就是复用goroutine,减少频繁创建销毁的性能损耗。grpool相比于goroutine更节省内存,但是耗时更长;
- 原因也很简单:grpool复用了协程,减少了协程的创建和销毁,减少了内存消耗;也因为协程的复用,总的协程数量减少,导致耗时变长。(一起干活的同事变少了,项目不就延期了嘛,很好理解。)
- 所以:GoFrame的grpool通过协程复用,能够节省内存。结合我们的需求:如果你的服务器内存不高或者业务场景对内存占用的要求更高,那就使用grpool。如果服务器的内存足够,但是对耗时有较高的要求,就用原生的goroutine。
名词解释
Pool: goroutine池,用于管理若干可复用的goroutine协程资源
Worker: 池对象中参与任务执行的goroutine,一个worker可以执行若干个job,直到队列中再无等待的job
Job:添加到池对象的任务队列中等待执行的任务,是一个func()方法,一个job同时只能被一个worker获取并执行。
使用示例
使用默认的协程池,限制100个协程执行1000个任务
pool.Size() 获得当前工作的协程数量
pool.Jobs() 获得当前池中待处理的任务数量
package main import ( "fmt" "github.com/gogf/gf/os/grpool" "github.com/gogf/gf/os/gtimer" "sync" "time" ) func main() { pool := grpool.New(100) //添加1千个任务 for i := 0; i < 1000; i++ { _ = pool.Add(job) } fmt.Println("worker:", pool.Size()) //当前工作的协程数量 fmt.Println("jobs:", pool.Jobs()) //当前池中待处理的任务数量 gtimer.SetInterval(time.Second, func() { fmt.Println("worker:", pool.Size()) //当前工作的协程数 fmt.Println("jobs:", pool.Jobs()) //当前池中待处理的任务数 }) //阻止进程结束 select {} } //任务方法 func job() { time.Sleep(time.Second) }
打印结果
是不是灰常简单~
踩坑之旅
一个简单的场景,请使用协程打印0~9。
常犯的错误
大家看下面的代码有没有问题,请预测一下打印结果。
wg := sync.WaitGroup{} for i := 0; i < 9; i++ { wg.Add(1) go func() { fmt.Println(i) wg.Done() }() } wg.Wait()
不用着急看答案
.
.
.
猜一下打印结果是什么。
打印结果
分析原因
对于异步线程/协程来讲,函数进行异步执行注册时,该函数并未真正开始执行。
(注册时只在goroutine的栈中保存了变量i的内存地址)
而一旦开始执行时函数才会去读取变量i的值,而这个时候变量i的值已经自增到了9。
正确写法
wg := sync.WaitGroup{} for i := 0; i < 9; i++ { wg.Add(1) go func(v int) { fmt.Println(v) wg.Done() }(i) } wg.Wait()
打印结果
使用grpool
使用grpool和使用go一样,都需要把当前变量i的值赋值给一个不会改变的临时变量,在函数中使用该临时变量而不是直接使用变量i。
正确代码
wg := sync.WaitGroup{} for i := 0; i < 9; i++ { wg.Add(1) v := i //grpool.add() 的参数只能是不带参数的匿名函数 因此只能以设置临时变量的方式赋值 _ = grpool.Add(func() { fmt.Println(v) wg.Done() }) } wg.Wait()
打印结果
错误代码
注意:这是错误的演示,不要这么写~
wg := sync.WaitGroup{} for i := 0; i < 9; i++ { wg.Add(1) _ = grpool.Add(func() { fmt.Println(i) //打印结果都是9 wg.Done() }) } wg.Wait()
打印结果
性能测试
使用for循环,开启一万个协程,分别使用原生goroutine和grpool执行。
看两者在内存占用和耗时方面的差别。
package main import ( "flag" "fmt" "github.com/gogf/gf/os/grpool" "github.com/gogf/gf/os/gtime" "log" "os" "runtime" "runtime/pprof" "sync" "time" ) func main() { //接收命令行参数 flag.Parse() //cpu分析 cpuProfile() //主逻辑 //demoGrpool() demoGoroutine() //内存分析 memProfile() } func demoGrpool() { start := gtime.TimestampMilli() wg := sync.WaitGroup{} for i := 0; i < 10000; i++ { wg.Add(1) _ = grpool.Add(func() { var m runtime.MemStats runtime.ReadMemStats(&m) fmt.Printf("运行中占用内存:%d Kb\n", m.Alloc/1024) time.Sleep(time.Millisecond) wg.Done() }) fmt.Printf("运行的协程:", grpool.Size()) } wg.Wait() fmt.Printf("运行的时间:%v ms \n", gtime.TimestampMilli()-start) select {} } func demoGoroutine() { //start := gtime.TimestampMilli() wg := sync.WaitGroup{} for i := 0; i < 10000; i++ { wg.Add(1) go func() { //var m runtime.MemStats //runtime.ReadMemStats(&m) //fmt.Printf("运行中占用内存:%d Kb\n", m.Alloc/1024) time.Sleep(time.Millisecond) wg.Done() }() } wg.Wait() //fmt.Printf("运行的时间:%v ms \n", gtime.TimestampMilli()-start) } var cpuprofile = flag.String("cpuprofile", "", "write cpu profile `file`") var memprofile = flag.String("memprofile", "", "write memory profile to `file`") func cpuProfile() { if *cpuprofile != "" { f, err := os.Create(*cpuprofile) if err != nil { log.Fatal("could not create CPU profile: ", err) } if err := pprof.StartCPUProfile(f); err != nil { //监控cpu log.Fatal("could not start CPU profile: ", err) } defer pprof.StopCPUProfile() } } func memProfile() { if *memprofile != "" { f, err := os.Create(*memprofile) if err != nil { log.Fatal("could not create memory profile: ", err) } runtime.GC() // GC,获取最新的数据信息 if err := pprof.WriteHeapProfile(f); err != nil { // 写入内存信息 log.Fatal("could not write memory profile: ", err) } f.Close() } }
运行结果
组件 |
占用内存 |
耗时 |
grpool |
2229 Kb |
1679 ms |
goroutine |
5835 Kb |
1258 ms |
性能测试结果分析
通过测试结果我们能很明显的看出来,在相同的环境下执行相同的任务:
grpool相比于goroutine,内存占用更少,耗时更长;
goroutine相比于grpool占用内存更高,耗时更短。
总结
我们再来回顾一下开篇的结论,相信通过仔细阅读,你一定有了更好的理解:
- Go的协程goroutine非常轻量级,这也是Go天生支持高并发的主要原因。
- 但是协程goroutine频繁的创建销毁对GC的压力比较大,会影响性能。
- grpool的作用就是复用goroutine,减少频繁创建销毁的性能损耗。grpool相比于goroutine更节省内存,但是耗时更长;
- 原因也很简单:grpool复用了协程,减少了协程的创建和销毁,减少了内存消耗;也因为协程的复用,总的协程数量减少,导致耗时变长。(一起干活的同事变少了,项目不就延期了嘛,很好理解。)
- 所以:goframe的grpool通过协程复用,能够节省内存。结合我们的需求:如果你的服务器内存不高或者业务场景对内存占用的要求更高,那就使用grpool。如果服务器的内存足够,但是对耗时有较高的要求,就用原生的goroutine。
- 文中的易错代码部分可以再重点消化一下。
参考资料
[1]「程序员升级打怪」知识星球: https://wx.zsxq.com/dweb2/index/group/15528828844882
欢迎Star GoFrame:https://github.com/gogf/gf
本文转载自微信公众号「 程序员升级打怪之旅」,作者「王中阳Go」,可以通过以下二维码关注。
原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/U_blb-rhJD41e0ee8orQ5Q