Rust语言无锁且无垃圾回收的并发机制

banq 15-08-28
                   

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]

                   

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