Goroutine与Libtask协程切换性能比较

##Goroutine与Libtask协程切换性能比较

##Libtask Libtask是一个非常轻量级的C语言协程库，作者是大名鼎鼎的拉斯.考克斯，也是Go语言的作者之一。Libtask的实现原理也很简单，主要是利用系统调用如：getcontext、setcontext（注：不同的操作系统有不同的系统调用）封装成makecontext、swapcontext两个函数，利用这两个函数实现在单个线程中执行多个task，协程上下文切换非常轻量，因为是在同一个线程中，所以只需要保存和设置SP和PC就可实现上下文切换。

###Goroutine Goroutine的实现应该有参考Libtask，主体思想都差不多，只不过Goroutine扩展到可以支持多核处理器，系统调用、IO等阻塞都会移到一个独立的线程中，释放阻塞线程，以便其他协程能够继续处理；Libtask也支持异步IO和同步IO，同步IO会阻塞线程，异步IO不会阻塞线程，并且多个异步非阻塞IO会放到同一个异步协程处理，很遗憾Libtask目前仅支持poll，暂不支持epoll，不过可以自己实现。

###对比测试 为了对比协程切换性能，设计一个简单的测试用例，分别切换100000000次，比较运行时间。

###测试环境 硬件：MacBook Pro, 2.5 GHz Intel Core i7,16 GB 1600 MHz DDR3

OS： OS X EI Captain

Go编译器版本：1.6.2

C编译器版本：clang-703.0.29 + LLVM

####GO测试代码：

package main

import(
  "fmt"
  "time"
  "runtime"
)

const TOTAL_COUNTS = 100000000 

func test(c chan int) {        
    count := 0                 

    for {
        count++                
        if count > TOTAL_COUNTS {       
          c <- 1               
          break                
        }

        runtime.Gosched()      
    }
}

func main() {                  
    runtime.GOMAXPROCS(1)      
    c := make(chan int, 0)

    startTime := time.Now()
    go test(c)
    <-c

    fmt.Println("USEAGE TIME:", time.Since(startTime))
}

####Libtask测试代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <task.h>

const int STACK_32K = 32678;
const int TOTAL_COUNTS = 100000000;                                                                                

struct timeval tv_begin, tv_end;                                                                                   

void test()                    
{
    int count = 0;
    while(1) {                 
        count++;
        if (count > TOTAL_COUNTS) {
            gettimeofday(&tv_end, NULL);    
            int time_usage = (tv_end.tv_sec - tv_begin.tv_sec) * 1000 + (tv_end.tv_usec- tv_begin.tv_usec)/1000;   
            printf("USAGE TIME: %d\n", time_usage);
            break;
        }

        taskyield();
    }
}void taskmain(int argc, char** args)
{
    gettimeofday(&tv_begin, NULL);
    taskcreate(test, NULL, STACK_32K);
}

###测试结果 libtask: 10412ms

Goroutine: 10965ms

###结果分析 从结果来看基本相当，Goroutine只是略微慢些，其原因是Go语言有Runtime和GC，执行效率本身就略慢于C语言；另外Goroutine支持多核，有多个处理器，有线程池，那么诸如任务队列、Channel必然会存在竞争，有竞争必然用到锁，这会进一步影响其性能。 综上，Goroutine的协程切换效率非常棒，与单线程的Libtask相差无几，但是Goroutine可以利用多核处理器来提高并发，微量的性能影响也就可以忽略不计了。