Rust语言无锁且无垃圾回收的并发机制

新锐语言Rust颠覆了无锁 + GC的传统并发模型。

很多人认识到类似JVM那样的垃圾回收机制(GC)的优点是：易于构建高性能无锁的数据结构，因为手工管理这些数据结构不是一件易事，而GC可以很轻松的完成。但是新锐语言Rust开始颠覆这一常识。

来自Lock-freedom without garbage collection · Aaron Tu一文详细阐述了其原理：

使用Rust能够建立一种对并发数据结构进行内存管理API：
1. 非常容易地实现类似GC那样，实现无锁的数据结构
2. 比并发GC有更小更可预期的开销。

Rust非常易于实现一个类似Java 无锁队列，作者称为Crossbeam, 并且与Java进行了性能对比，下图中的Crossbeam MSQ是使用Rust Crossbeam编写的无锁队列：

上面两张图一个是MPSC，一个是MPMC：
1. MPSC是多个生产者 一个消费者场景，两个线程重复发送消息，一个消息接收消息。

2.MPMC代表多个生产者多个消费者场景，两个线程发送并且两个线程接收。

从上面对比看出，Rust Crossbeam性能无疑是胜出Scala或Java无锁队列。

那么为什么Java/Scala在MPMC的测试场景中性能要好于MPSC?

答案很简单：因为垃圾回收，在MPSC中，生产者一直比消费者超量运行（两个生产者对一个消费者），那么队列中的数据因为消费者来不及移除，导致慢慢增长，这些都会增加垃圾回收的成本，特别是对于实时数据集不断变化的场景。

而在Rust语言中，管理垃圾回收的成本是固定的，不会像JVM那样随着数据量增长成本也随着增加，它是和线程数目成比例关系的，而不是活动数据的容量（这是GC的问题），这就解释了为什么能得到更好与预期一致的性能。

[该贴被banq于2015-08-28 10:16修改过]