Lua coroutine vs Java wait/notify

在上文Lua coroutine 不一样的多线程编程思路 中想到coroutine的运行机制跟Java中的wait/notify很相似，所以写了一个简单程序比较一下。

源代码

Lua code

co = coroutine.create(function(loops)
    for i = 1,loops do
        coroutine.yield()
    end
end)

local x = os.clock()
local loops = 100 * 1000 * 1000
coroutine.resume(co,loops)
for i = 1,loops do
    coroutine.resume(co)
end
print(string.format("elapsed time: %.2fn",os.clock() - x))

Java code

public class TestWait {
    public static void main(String[] args) {
        WaitClass wc = new WaitClass();
        wc.start();
        int loops = 100 * 1000 * 1000;
        long t1 = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < loops; i++) {
            synchronized (wc) {
                wc.notify();
            }
        }
        long t2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("elapsed time: " + (t2 - t1) / 1000l);
    }
}

class WaitClass extends Thread {
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                try {
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

运行结果

Lua elapsed time: 53.36
Java elapsed time: 51

CPU占用

运行环境：4core XEON

Lua 1CPU 100%,其他CPU0%,total 25% (其中CPU sys 0%)

Java 2个CPU 40%-50%,其他CPU 0%,total 25% (其中CPU sys 5%-10%)

从结果看，coroutine只利用了一个CPU,和原理所说完全一致。

Java利用了2个CPU,各占用了50%的CPU时间运行和50%的时间等待，和设计也一致。另外Java用了5-10%的sys CPU时间用于线程context switch

结论

虽然这两种程序没有直接可比性，但仍然可以看出一些有趣的地方：

• Lua虽然在各种性能评比中performance比Java低一个数量级，但在这个场景中也跑平了Java
• Java为了调用notify/wait,用了同步锁，因此测试场景对Java不利。

再谈coroutine应用场景

今天又看到qiezi的文章并发编程模型：Thread,Coroutine,Callback … 分析得很深入，对这方面感兴趣的可以进一步去深入了解。

另外qiezi在Coroutine在并发程序中的应用中提到四种场景，可以理解是对我上篇文章对coroutine应用场景的一种答案。

1. 状态机。
2. 异步IO操作：异步IO操作通常是发起一个IO请求，由操作系统完成以后回调指定的方法或者使用其它方式通知。
3. 高并发网络服务器，高并发服务器除了要处理场景一的情况外，可能还要结合场景二，多线程方案有时候完全不能接受，更多的是基于事件、异步IO或者是混合事件和多线程的模型。
4. 客户端并发应用

但是我还是觉得存在疑虑，后面几种我觉得用多线程/线程池模式也可以很好解决。其实select/epoll异步IO方式跟多线程并不矛盾。多线程并不代表每个线程需要recv阻塞在那里。目前网络服务器的多线程通常是指业务逻辑处理部分使用多线程。比如Java中用mina来处理连接(相当于epoll)，mina在收到数据包之后再分发给负责业务逻辑的thread pool处理。如果是CPU密集型任务，简单把线程池的线程数设成CPU数即可达到性能最佳。这时如果把线程数设成1，就很类似coroutine模式了。而Java模式所增加的消耗，主要是new runnable class以及线程池调度的开销。