Izmantojot kanālus un mutexes, dodoties uz vienlaicīguma kontroli, ir vairākas veiktspējas sekas, kas sakņojas to būtiskajās atšķirībās dizaina un lietošanas modeļos.
GO kanāli iemieso vienlaicīguma stilu, kur datu īpašumtiesības tiek skaidri pārsūtītas, nosūtot un saņemot ziņojumus starp goroutīniem. Kanāli nodrošina sinhronizāciju, bloķējot sūtītājus, līdz uztvērēji ir gatavi, vai buferizācijas ziņojumi, ja pastāv buferis. Šis dizains ievieš serializācijas veidu, nevis datu apmaiņai, padarot kanālus ļoti izteiksmīgus vienlaicīgu darbplūsmu modelēšanai, kas saistīta ar koordināciju, sadalītu darbu vai paziņojumu par notikumiem.
No otras puses, mutexes (no sinhronizācijas paketes) ir zemāka līmeņa primitīvi, lai aizsargātu kopīgu atmiņu, kurai piekļūst vairākas goroutines. Mutexes koordinē piekļuvi, bloķējot un atbloķējot kritiskās sadaļas, ļaujot vairākiem lasītājiem vai vienam rakstniekam vienlaikus, ja tiek izmantoti lasāmi mutexes. Viņi efektīvi aizsargā iekšējo stāvokli ar minimālām pieskaitāmām izmaksām, bet, lai izvairītos no strupceļa vai sacensību apstākļiem, nepieciešama rūpīga uzmanība.
No veiktspējas viedokļa mutexes parasti pārspēj kanālus, aizsargājot kopīgu mainīgu stāvokli, jo:
- Mutexes ir vieglas un optimizētas minimālām pieskaitāmām aizslēgtām kritiskām sekcijām.
- GO izpildlaikā nav ļoti efektīvs slēdzenes/atbloķēšanas ceļš Mutexes.
- mutexes izvairās no papildu kopēšanas vai datu pārskaitījumiem, kas raksturīgi kanālu sakariem.
Turpretī kanāli ir saistīti ar izpildlaika plānošanu pieskaitāmās izmaksas goroutīna sinhronizācijai un datu nodošanai. Kad dati tiek izlaisti caur kanāliem, tie var rasties kopēšanas izmaksas, un konteksta slēdži rodas, kad Goroutines bloķē nosūtīšanas vai saņemšanas gaidīšanu. Kanāli var būt ievērojami lēnāki nekā mutexes vienkāršai kopīgai stāvokļa aizsardzībai, bieži vien vairākas reizes lēnāk atkarībā no saslimšanas un darba slodzes.
Tomēr kanāli spīd par veiktspēju scenārijos, kas saistīti ar:
- vairāku goroutīnu koordinēšana asinhroni.
- Darba vienību izplatīšana ar dabisko īpašumtiesību nodošanu semantikai.
- Notikumu virzīta vai cauruļvada arhitektūra, kurā serializēta komunikācija uzlabo drošības un koda skaidrību.
Izmērot neapstrādātu sinhronizācijas caurlaides spēju uz vienkāršiem dalītiem mainīgajiem, etaloni konsekventi parāda, ka mutexes ir vairākas reizes ātrāki nekā kanāli, ņemot vērā to kooperatīvo bloķēšanas pieeju, kurai trūkst piespiedu datu nodošanas semantikas.
Iekšējā ieviešana arī atšķiras: kanāli GO izmanto FUTEX formu un ietver sarežģītāku sinhronizācijas loģiku ar gaidīšanas rindām un signalizāciju starp goroutīniem, turpretī mutexi ir vienkāršāki bloķēšanas primitīvi ar ātriem ceļiem neapstrīdētiem scenārijiem.
Izvēloties starp tiem, jāņem vērā vienlaicības raksturs:
- Izmantojiet muteksus, lai aizsargātu kopīgas atmiņas kritiskās sadaļas, kurām nepieciešama ātra, bieža piekļuve.
- dodiet priekšroku kanāliem, kad jums ir jāsaskaņo asinhronās darbplūsmas vai droši jānodod īpašumtiesības starp goroutīnām.
Datu aizsardzības kanālu pārmērīga izmantošana var izraisīt sarežģītu un neefektīvu dizainu, turpretī mutexes dažreiz var palielināt sarežģītību, kad bloķēšanas noteikumi kļūst pārāk sarežģīti, un tādā gadījumā kanāli varētu vienkāršot spriešanu.
Rezumējot, galvenā veiktspēja ir tāda, ka mutexi parasti piedāvā izcilu neapstrādātu efektivitāti, lai aizsargātu dalīto stāvokli, kas pakļauts strīdam, savukārt kanāli nodrošina drošāku un izteiksmīgāku, bet potenciāli lēnāku līdzekli vienlaicīguma organizēšanai, izmantojot komunikāciju. Šis kompromiss ietekmē caurlaidspēju, latentumu un mērogojamību Go lietojumprogrammās.
Sīkāki punkti:
-Neattīrīta mutex bloķēšana/atbloķēšana ir gandrīz nulles virs galvas, ko bieži izpilda lietotāja telpā bez kodola iesaistīšanās, piedāvājot izcilu sniegumu zemas strīda darba slodzēm.
- Saskaņā ar lielu strīdu mutexes varētu ciest no bloķēšanas, bet joprojām bieži pārspēj kanālus, jo kanāli biežāk izraisa goroutīnu bloķēšanu un pamodināšanu.
- kanāli pievieno pieskaitāmās izmaksas semantikas un plānošanas izmaksu bloķēšanas dēļ, un bufera izmēri var ietekmēt caurlaidspēju un latentumu.
- mutexes aizsargā, bloķējot kritiskās sadaļas; Kanāli piespiedu kārtā serializē komunikāciju, kas var ietekmēt vienlaicīgu caurlaidspēju atkarībā no darba slodzes modeļiem.
- kanāli sinhronizāciju ievieš kā divējādus skaitīšanas semaforus ar buferētām rindām iekšēji, padarot tos vairāk smaga nekā mutexes.
- Kanāli ir idiomatiski dodami, dodoties uz koordināciju, kur goroutīni sazinās dabiski, bet mutexi tiek doti priekšroka, ja nepieciešama vienkāršāka, augstas veiktspējas slēdzeņu aizsardzība.
Praktiskās lietojumprogrammās lēmums izmantot kanālus salīdzinājumā ar mutexes ir atkarīgs ne tikai uz neapstrādātu veiktspēju, bet arī koda skaidrību, pareizību un vienlaicības modeļa piemērotību problēmas domēnam. Salīdzinoties reālistiskai darba slodzei, ir ļoti svarīgi izdarīt apzinātu izvēli.
Visbeidzot, RWMUTEX varianti var piedāvāt uzlabotu veiktspēju lasīšanas smagajā darba slodzē, salīdzinot ar kanāliem, jo, atļaujot vienlaicīgus nolasījumus, serializējot, scenārija kanāli nevar būt sākotnēji optimizēt bez sarežģītiem modeļiem.