Erlang和Go的並行化concurrent比較

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說到concurrent，一般會想到Erlang和Go語言，這兩種語言的主打特性都是concurrent，Erlang有著20多年的曆史，是為簡化開發電信大並發和高可靠性應用而發明的語言，Go是Google從2007年開始設計，2009年opensource出來的，Go屬於一種system language，opensource的就算這兩種語言吧，公司內私人的語言則有TNSDL，SDL的一個變種，以前寫過一篇SDL和Erlang比較的文章（http://bookjovi.iteye.com/blog/1233299），這三種concurrent語言各有不同，下面看看：

 

1）語言設計

Erlang的實現基於虛擬機器beam，Go是編譯型語言，有著獨成一體的compiler(不同於gcc，Go很好的解決了依賴的問題，所以編譯go程式時不需向編譯c程式那樣指定include和library)，TNSDL和GO類似，屬於native執行。Erlang和TNSDL主要是為電信級應用服務的，而Go的concurrent則更具有通用性，這點主要體現在concurrent的設計，Erlang和SDL是基於process之間傳遞message，而Go是goroutine組成，再加上channel，Go通過把process和message解耦使得Go的設計更有通用性和靈活性，應用可以根據自己的需求決定是否需要channel的處理。routine加channel的設計在stackless python也有（有些人說Go = C + stackless Python），正是channel的靈活性使Go中不需要Erlang中的PID，Go中的go無傳回值，Erlang中的spawn則返回PID。

    Erlang沒有對message buf進行控制，使用Go的channel則可控制channel的capacity，make(chan int, 100)

 

2）Library支援

Erlang有著20多年的曆史，OTP中各種behavior，driver支援使得使用Erlang得心應手。Go的曆史短得多，library仍有欠缺。

 

3）scheduler調度器

從實現的角度看Erlang中每個process都有自己的heap，所以無法共用記憶體，總體來說Erlang的scheduler與Linux kernel非常相似；Go和SDL屬於native執行，這裡主要討論公平性的問題，Erlang中每個process有reduction，類似於Linux kernel中process的time slice，Go是native執行，那麼Go的runtime是如何控制每個goroutine的公平性呢？答案是沒有，native執行的goroutine無法像Erlang那樣保證公平性，goroutine只能在syscall、io、channel read write操作時才能有機會重新執行schedule函數，以執行其餘的goroutine。在concurrent語言中，如不能很好的解決公平調度和優先順序調度是個很大的問題。

    鑒於Go現在還不是太成熟，或許以後會有改進，scheduler和GC都有很多的討論，現在scheduler的實現邏輯及其簡單（G & M），與Erlang 調度器相比更是簡單（裡面有些bug，還有公平性的問題）。

    Erlang scheduler位於：otp/erts/emulator/beam/erl_process.c

    Go scheduler位於：go/src/pkg/runtime/proc.c

 

4）memory model 記憶體模型

Erlang中每個process有自己的heap，stack在heap的底部，這裡的stack是Erlang process的stack，類似於Java中的運算元棧，stack向下增長，stack top如遇到heap top，則進行GC，GC後stack移到新的地方。

Go是native執行，goroutine的stack是segment stack，TNSDL的runtime也是使用這種segment stack，segment stack就是一個程式中有很多stack執行，stack的切換則通過setjmp，longjmp實現的。（setjmp和longjmp的一個主要應用就是concurrent，另一個是在C中類比try catch）

 

5）GC記憶體回收

Erlang的GC屬於分代演算法，有個old heap，有minor gc和full sweep，總體來說和Java類似，只不過Erlang沒有mark的過程，直接根據rootset找到所有Eterm放在新分配的heap的。

Go現在是mark-sweep，以後會使用IBM的低延時GC演算法。

 

6）高可靠性

Erlang中有個builtin的高可靠性，如link和monitor機制。

Go是一個通用性的設計，雖沒有built-in的link和monitor，goroutine則可使用defer來實現link的效果。

 

7）效能

Go的實際目標之一就是高效能，這也是為什麼go是一種編譯型語言。理論上分析goroutine的效能會好於Erlang的process，但軟體設計原則中效能只是衡量標準之一而不是全部。

 

好了，話太多，就說到這裡了，個人還是很喜歡Go的設計，未來程式語言的實際應該像go和Erlang那樣扔掉mulitthreading的設計（Java,Python），同時channel的使用使得go的實際更具通用性和靈活性，這是concurrent語言被行業接受非常關鍵性的因素。