Go语言为什么速度快，几个理由告诉你!

Go语言为什么速度快，相信很多学习者都有这个疑问，几个理由告诉你!

本文将要介绍：

[Go语言为什么速度快，几个理由告诉你!]在本文中，我将介绍 Go 程序如何实现极高的并发性能，以及它的内部调度器实现架构（G-P-M 模型）。我还将逐步解释 Go 如何充分利用计算资源，以及 Go 调度程序如何处理线程：

介绍并发，解释下一篇文章中的相关概念，介绍 Go GPM 模型，描述 Go 调度器处理多线程的案例，引入并发

正文

随着信息技术的飞速发展，单台服务器的处理能力越来越强，迫使编程方式从以前的串行升级到并发。

并发模型包括 IO 多路复用、多进程和多线程。这些模型各有优缺点。现代复杂的高并发架构大多与不同的模型结合使用。在不同的场景中使用不同的模型，扬长避短，达到最大的性能。

多线程由于其轻量级和易用性，已经成为并发编程中最常用的并发模型，包括后派生协程等其他子产品。

并发≠并行

在单个 CPU 内核上，线程通过时间片切换任务或放弃控制，以达到“同时”运行多个任务的目的。它被称为并发。但实际上，任何时候只执行一个任务，其他的都在队列中等待。

多核CPU可以让同一个进程中的“多个线程”同时运行，这就是并行。

进程、线程、协程

进程：进程是系统分配资源的基本单位，具有独立的内存空间。
线程：线程是CPU调度和调度的基本单位。线程依赖于进程的存在，每个线程共享父进程的资源。
协程：协程是用户态的轻量级线程。用户完全控制协程的调度。在协程之间切换只需要保存任务的上下文，而不需要内核的消耗。

线程上下文切换

中断处理、多任务、用户模式切换等原因都会导致CPU从一个线程切换到另一个线程。切换进程需要保存当前进程的状态并恢复另一个进程的状态。

上下文切换的成本很高，因为在内核上交换线程需要很多时间。上下文切换的延迟取决于不同的因素，可能在 50 到 100 纳秒之间。考虑到硬件在每个内核上平均每纳秒执行 12 条指令，那么上下文切换可能需要 600 到 1200 条指令的延迟。事实上，上下文切换占用了程序执行指令的大量时间。

如果有跨核上下文切换，可能会导致CPU缓存失效。 （CPU从高速缓存访​​问数据的成本约为3到40个时钟周期，从主存访问数据的成本约为100到300个时钟周期）。这种场景的切换成本会更高。

Go 为并发而生

自 2009 年正式发布以来，Golang 以其极高的运行速度和高效的开发效率迅速获得了市场份额。 Golang 从语言层面支持并发，使用轻量级协程实现并发程序。

Goroutine 非常轻量级，主要体现在以下两个方面：

上下文切换成本低：Goroutine上下文切换只涉及修改三个寄存器（PC / SP / DX）的值，而比较线程的上下文切换需要包括模式切换（从用户模式切换到内核模式）和16个寄存器，PC，SP等寄存器刷新
内存占用少：线程栈空间一般2M，Goroutine栈空间至少2K；
Go 程序可以轻松支持六位数并发 Goroutine 操作，当线程数达到 1k 时，内存消耗已达到 2G。

因此，学习Go语言，非常有必要!

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