Java与GO语言对比分析

Java与GO语言对比分析你是不是总听到 go 与 java 种种对比 其中在高并发的服务器端应用场景会有人推荐你使用 go 而不是 java

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运行原理对比

java

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go

go tool 中使用 go build 就能将 go 代码编译生成对应操作系统的可执行文件,可以直接运行。

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跨平台实现原理

java

我们会在不同操作系统下,去下载适配对应操作系统的 jdk。实现我们一次编写,任意运行在各个操作系统的 JVM上。

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go

编写go 代码后,我们利用 go tools 中编译器指定要执行的操作系统进行 build。 生成一个平台相关的可执行文件(在 Windows 上是 .exe 文件,在 Linux 或 macOS 上通常是没有扩展名的二进制文件)

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并发对比

java

线程的生命周期
假设客户端每提交一个任务,需要单独 java 线程处理,会有如下流程。

  1. java中创建Thread对象(用户态)
  2. 在操作系统内核创建一个Thread(内核态)
  3. 由操作系统调度对应内核线程
    操作系统调度Thread(内核态)抢占cpu核心
    cpu核心执行Thread(内核态)的机器指令集合
    cpu执行任务结束


  4. 销毁Thread(内核态)
  5. 销毁Thread(用户态)

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其实不难发现,java 线程模型其实比较偷懒···。对的,它基本没干啥,直接和一个操作系统的线程绑定(1 对 1),这样java 就不用考虑线程调度管理了,操作系统会调度运行线程。

池化操作
当然作为一名优秀的java开发,如果按照上述那样使用线程,当有客户端足够多,也就是所谓高并发情况下,java 线程模型就会导致服务崩溃,是的你没有听错,崩溃宕机。
所以优秀 java开发常常不会‘裸’使用thread,会将使用线程池技术将线程进行池化保存,让线程能够复用。

池化的初始化流程
1.java中初始化4个Thread对象(用户态)
2.操作系统内核中初始化4个Thread(内核态)
3.客户端提交线程任务到任务队列
4.线程池中线程从任务队列中消费任务(内核Thread-就绪态)
5.由操作系统调度对应内核线程




池化后流程:
1.客户端提交线程任务到任务队列
2.线程池中线程从任务队列中消费任务(内核Thread-就绪态)
2.由操作系统调度对应内核线程


ps:至于线程池详细学习,这里就不介绍了。

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go

来吧让我们了解了解go的并发模型(MPG)吧。

ps:这里参考 《Go 并发编程实战》,想要详细了解MPG实现细节可以看这本书。

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运行流程
1.go 接受并发任务封装 G
2.寻找合适p并放入 p 中(p 中存在列表 保存待执行 G)
3.p 与某个 M (空闲或新创建)进行关联
4.创建一个内核线程与 M 对应
5.由操作系统调度对应内核线程




对比分析

我本身java开发,当我了解 MPG 模型我就感觉,其实和 java 线程池执行并行任务大差不差。都是池化固定几个内核线程并发执行应用层面提交的任务。就是达到了线程复用,省去频繁创建销毁的操作。

那是不是 java 线程池可以和 MPG 并发模型相媲美呢?

随着我深入了解发现并不是这样的。仔细想一下 java 线程池怎么使用,是在一个业务中我们需要频繁的创建和销毁线程,然后我们创建一个线程池给这个业务使用

是的,这个线程池这是这个业务局部使用的。但是 java 其他业务如果没使用线程池直接使用线程并发,或者thread-per-request style(每个请求启动一个线程) 都会造成java 应用中会存在很多没有池化线程。

  • 未池化线程较多,还是存在很多线程创建和销毁。
  • 应用中存在较多线程会导致竞争比较激烈,线程阻塞,线程唤醒,切换线程这种,也会频繁的进行线程内核态上下文切换。

相比于 java,go 则是全局模型,也就是说整个 go 应用的 M 都是复用的,创建和销毁频率会非常小。而且在理想情况,能实现一个核心对应一个线程,无需资源竞争。另外就是,在并发业务编写场景下,go 是如此丝滑且高效····

java 就当真不行了吗?

java 线程模型虽然笨重但也有自己优势。

  • 复杂的线程上下文代表功能很多,例如 threadLocal,让我们更加便捷实现一些业务功能(用户信息,鉴权相关功能都能利用到)。
  • 此外,我对比的是过时的 java8。在 java 新版本中也已经实现了类似goroutines的用户态线程,java称作virtual threads有兴趣的可以看看,下篇就分享这个。

结语

这篇文章比较基础,但又需要你了解 java 相关的并发知识。希望通过图示,以及对比分析能让你了解到 java 和 go 的区别。

有任何问题欢迎留言指正哦。

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