อะไรคือผลการปฏิบัติงานของการใช้แชนเนลกับ mutexes ใน GO

ช่องใน GO รวบรวมรูปแบบการผ่านข้อความของการเกิดขึ้นพร้อมกันซึ่งการถ่ายโอนข้อมูลการเป็นเจ้าของข้อมูลอย่างชัดเจนโดยการส่งและรับข้อความระหว่าง goroutines แชนเนลให้การซิงโครไนซ์โดยการปิดกั้นผู้ส่งจนกว่าผู้รับจะพร้อมหรือบัฟเฟอร์ข้อความหากมีบัฟเฟอร์อยู่ การออกแบบนี้บังคับใช้รูปแบบของการทำให้เป็นอนุกรมมากกว่าการแลกเปลี่ยนข้อมูลทำให้ช่องทางแสดงออกอย่างมากสำหรับการสร้างแบบจำลองเวิร์กโฟลว์พร้อมกันที่เกี่ยวข้องกับการประสานงานงานกระจายหรือการแจ้งเตือนเหตุการณ์

ในทางกลับกัน Mutexes (จากแพ็คเกจซิงค์) เป็นแบบดั้งเดิมระดับล่างเพื่อป้องกันหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันซึ่งเข้าถึงได้โดย goroutines หลายตัว Mutexes ประสานงานการเข้าถึงโดยการล็อคและปลดล็อคส่วนที่สำคัญช่วยให้ผู้อ่านหลายคนหรือนักเขียนคนเดียวในแต่ละครั้งหากใช้ mutexes อ่าน-เขียน พวกเขาปกป้องสถานะภายในอย่างมีประสิทธิภาพโดยมีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด แต่ต้องการความสนใจอย่างรอบคอบเพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดชะงักหรือเงื่อนไขการแข่งขัน

จากมุมมองของประสิทธิภาพโดยทั่วไป Mutexes จะมีประสิทธิภาพสูงกว่าช่องทางเมื่อปกป้องสถานะที่ไม่แน่นอนที่ใช้ร่วมกันเนื่องจาก:

- Mutexes มีน้ำหนักเบาและปรับให้เหมาะสมสำหรับส่วนวิกฤตที่ล็อคไว้น้อยที่สุด
- เส้นทางล็อค/ปลดล็อคที่ไม่ได้รับการแก้ไขใน Mutexes นั้นมีประสิทธิภาพสูงในการรันไทม์ของ GO
- Mutexes หลีกเลี่ยงการคัดลอกพิเศษหรือการถ่ายโอนข้อมูลที่มีอยู่ในการสื่อสารช่องสัญญาณ

ในทางตรงกันข้ามช่องนั้นเกี่ยวข้องกับการกำหนดเวลารันไทม์ค่าใช้จ่ายสำหรับการซิงโครไนซ์ goroutine และการส่งผ่านข้อมูล เมื่อข้อมูลถูกส่งผ่านช่องทางอาจต้องเสียค่าใช้จ่ายในการคัดลอกและสวิตช์บริบทจะเกิดขึ้นเมื่อ Goroutines บล็อกรอการส่งหรือรับ ช่องสามารถช้ากว่า mutexes อย่างมีนัยสำคัญสำหรับการป้องกันสถานะที่ใช้ร่วมกันอย่างง่ายมักจะช้าลงหลายครั้งขึ้นอยู่กับการโต้แย้งและภาระงาน

อย่างไรก็ตาม Channels เปล่งประกายประสิทธิภาพที่ชาญฉลาดในสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง:

- ประสานงานหลาย goroutines แบบอะซิงโครนัส
- จัดจำหน่ายหน่วยงานที่มีความหมายการถ่ายโอนความเป็นเจ้าของตามธรรมชาติ
- สถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์หรือไปป์ไลน์ซึ่งการสื่อสารแบบอนุกรมช่วยปรับปรุงความปลอดภัยและความชัดเจนของรหัส

เมื่อวัดปริมาณงานดิบของการซิงโครไนซ์บนตัวแปรที่ใช้ร่วมกันอย่างง่ายการวัดประสิทธิภาพแสดงให้เห็นว่า mutexes นั้นเร็วกว่าช่องทางหลายครั้งเนื่องจากวิธีการล็อคแบบร่วมมือที่ขาดความหมายแบบแฮนด์ออฟข้อมูลที่บังคับใช้

การใช้งานภายในยังแตกต่างกัน: ช่องทางใน GO ใช้รูปแบบของ FUTEX และเกี่ยวข้องกับตรรกะการซิงโครไนซ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นพร้อมคิวรอและการส่งสัญญาณระหว่าง goroutines ในขณะที่ mutexes เป็นล็อคดั้งเดิมที่ง่ายกว่าพร้อมเส้นทางที่รวดเร็วสำหรับสถานการณ์ที่ไม่ได้รับการแก้ไข

การเลือกระหว่างพวกเขาควรพิจารณาลักษณะของการเกิดขึ้นพร้อมกัน:

- ใช้ mutexes เพื่อป้องกันส่วนสำคัญของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันซึ่งต้องการการเข้าถึงอย่างรวดเร็วและบ่อยครั้ง
- ชอบช่องทางเมื่อคุณต้องการประสานงานเวิร์กโฟลว์แบบอะซิงโครนัสหรือการถ่ายโอนความเป็นเจ้าของอย่างปลอดภัยระหว่าง goroutines

ช่องทางที่ใช้มากเกินไปสำหรับการปกป้องข้อมูลสามารถนำไปสู่การออกแบบที่ซับซ้อนและไม่มีประสิทธิภาพในขณะที่ Mutexes บางครั้งสามารถเพิ่มความซับซ้อนเมื่อกฎล็อคได้ซับซ้อนเกินไปซึ่งในกรณีนี้ช่องทางอาจทำให้การใช้เหตุผลง่ายขึ้น

โดยสรุปความหมายของประสิทธิภาพหลักคือ Mutexes มักจะให้ประสิทธิภาพดิบที่เหนือกว่าสำหรับการปกป้องสถานะที่ใช้ร่วมกันภายใต้การโต้แย้งในขณะที่ช่องทางให้ความปลอดภัยและแสดงออกได้มากขึ้น การแลกเปลี่ยนนี้ส่งผลกระทบต่อปริมาณงานเวลาแฝงและความสามารถในการปรับขนาดในแอปพลิเคชัน GO

คะแนนโดยละเอียดเพิ่มเติม:

-การล็อค/ปลดล็อค Mutex ที่ไม่ได้รับการแก้ไขนั้นอยู่ใกล้กับค่าใช้จ่ายเป็นศูนย์ซึ่งมักจะดำเนินการในพื้นที่ผู้ใช้โดยไม่มีการมีส่วนร่วมเคอร์เนลนำเสนอประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับเวิร์กโหลดการต่อสู้ต่ำ
- ภายใต้การโต้แย้งที่สูง Mutexes อาจประสบกับการล็อคถ่านหิน แต่ก็ยังคงมีประสิทธิภาพสูงกว่าช่องทางเนื่องจากช่องทางทำให้เกิดการปิดกั้นและตื่นจาก goroutines บ่อยขึ้น
- ช่องทางเพิ่มค่าใช้จ่ายเนื่องจากการปิดกั้นความหมายและค่าใช้จ่ายในการกำหนดเวลาและขนาดของบัฟเฟอร์สามารถมีอิทธิพลต่อปริมาณงานและเวลาแฝง
- mutexes ปกป้องผ่านการล็อคส่วนวิกฤต; ช่องทางบังคับให้การสื่อสารแบบอนุกรมซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อปริมาณงานที่เกิดขึ้นพร้อมกันขึ้นอยู่กับรูปแบบเวิร์กโหลด
- แชนเนลใช้การซิงโครไนซ์เป็นเซมาฟอร์ที่มีการนับคู่ที่มีคิวบัฟเฟอร์ภายในทำให้พวกเขามีน้ำหนักมากขึ้นกว่า mutexes
- ช่องเป็นที่ต้องการอย่างแปลกประหลาดในการประสานงานที่ goroutines สื่อสารตามธรรมชาติ แต่ mutexes เป็นที่ต้องการเมื่อต้องใช้การป้องกันการล็อคประสิทธิภาพสูงที่ง่ายกว่า

ในการใช้งานจริงการตัดสินใจใช้ช่องทางกับบานพับ Mutexes ไม่เพียง แต่เกี่ยวกับประสิทธิภาพดิบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความชัดเจนของรหัสความถูกต้องและความเหมาะสมของแบบจำลองการเกิดขึ้นพร้อมกับโดเมนปัญหา การเปรียบเทียบภายใต้ปริมาณงานที่สมจริงเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกทางเลือก