今天看一篇文章的时候了解到一个名词-纤程,同时复习了与之相关的进程、线程概念,故此记录。
进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。 —摘自百度百科
进程是系统进行资源分配和调度的基本单位,每启动一个进程,操作系统(OS)需要为这个进程分配一定的资源,主要包括内存资源等。
是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。 —摘自百度百科
线程应该是我们编程过程中听到的最常见概念之一,什么多线程、线程安全、线程池都与这个线程息息相关。一句话,线程是操作系统进行运算调度的最小单位。怎么理解这句话呢?对于现代计算机都是使用多核心cpu,但是对于单核cpu同样可以同时运行多个任务,这是怎么做到的呢?其实质就是因为多线程。一个核心的cpu同一时间只能运行一个线程,但是我们同时看电视,听音乐好像也没什么影响,这是因为OS将时间均分成了若干份(1秒钟时间可能被均分成了上千份时间片),由OS的调度系统把这些时间片对应的cpu资源分给了需要执行的线程,所以短短1秒钟时间里,cpu资源可能已经被调度了上千次,由于每次切换都在极短的时间里完成,这使我们看起来好像几个程序在单核cpu下也能同时运行。
纤程包含独立的目态栈,寄存器状态的控制信息·目态控制的纤程转接要求较高的编程经验·由于纤程属于目态对象,一个纤程被封锁意味着所在线程被封锁·应用程序可以通过ConvertThreadToFiber将线程转换为纤程·与线程对比,纤程具有切换速度快的特点· —摘自百度百科
纤程(fiber),这是我新接触到的一个概念,上面百度百科这段话我是没大理解清楚。纤程相较于线程是一个更轻量级的线程,是线程中的线程切换和调度不需要经过OS。 目前支持内置纤程的语言:Kotlin Scala Go等,java目前没有内置纤程相关的支持,但是可以通过对应的类库来实现。来看一个小案例:
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { long start = System.currentTimeMillis(); Runnable r = () -> calculate(200_0000); int size = 10000; Thread[] threads = new Thread[size]; for (int i = 0; i < threads.length; i++) { threads[i] = new Thread(r); } for (Thread thread : threads) { thread.start(); } for (Thread thread : threads) { thread.join(); } long end = System.currentTimeMillis(); log.info("本次执行耗时 {} 毫秒", end - start); } /** * 模拟一个耗时计算操作 * @param count 外层循环次数 */ private static void calculate(int count) { long result = 0; for (int i = 0; i < count; i++) { for (int j = 0; j < count; j++) { result += i; } } }通过启动size个线程执行耗时1000毫秒左右(这台电脑比我预期的性能要好一点),下面看下通过纤程来实现,由于java目前没有内置对纤程的支持,需要引入相关的类库:
<dependency> <groupId>co.paralleluniverse</groupId> <artifactId>quasar-core</artifactId> <version>0.7.6</version> </dependency> public static void main(String[] args) throws InterruptedException,ExecutionException { long start = System.currentTimeMillis(); int size = 10000; Fiber<Void>[] fibers = new Fiber[size]; for (int i = 0; i < fibers.length; i++) { fibers[i] = new Fiber<>((SuspendableRunnable) () -> calculate(200_0000)); } for (Fiber<Void> fiber : fibers) { fiber.start(); } for (Fiber<Void> fiber : fibers) { fiber.join(); } long end = System.currentTimeMillis(); log.info("本次执行耗时 {} 毫秒", end - start); } /** * 模拟一个耗时操作 * @param count 外层循环次数 */ private static void calculate(int count) { long result = 0; for (int i = 0; i < count; i++) { for (int j = 0; j < count; j++) { result += i; } } }通过纤程实现同样的操作,耗时在600-700毫秒之间。quasar-core还不成熟,最新版本是0.8.0,但是在做测试的时候发现最新版本和我使用的jdk1.8不兼容,故此回退到0.7.6顺利通过测试。感兴趣的小伙伴可以动手试试。
纤程较与线程的优势: 1.占有资源很少 OS 资源 2.切换比较简单 3.因为占用资源少,可以启动很多个10W+
纤程 vs 线程池:很短的计算任务,不需要和内核打交道,并发量高!
jdk目前内置还不支持纤程,但相较与线程的优势,相信这一天不远了。