Go 고루틴(goroutine) 정리

고루틴(goroutine)

• Go 언어에서 제공하는 경량 스레드
• 동시성과 병행성을 쉽게 구현할 수 있도록 설계된 기능으로, Go 언어의 주요 특징 중 하나
• 운영 체제의 스레드보다 훨씬 가볍고, 더 적은 메모리로 많은 고루틴을 실행할 수 있다.
  • 고루틴의 초기 스택 크기
    • 작은 초기 스택 크기: Go 1.4 이후의 고루틴은 약 2KB의 초기 스택 크기를 가지고 시작한다.
    • 스택 크기 조절: 고루틴이 더 많은 스택 공간을 필요로 하면 자동으로 스택이 확장되며, 필요하지 않으면 축소한다.
  • 사용자 수준 스케줄링
    • M스케줄링 모델 : Go 런타임은 많은 수의 고루틴을 소수의 운영 체제 스레드에 매핑하는 M스케줄링 모델을 사용한다
    • 경량 컨텍스트 스위칭: 고루틴 간의 컨텍스트 스위칭은 운영 체제의 스레드 간 컨텍스트 스위칭보다 훨씬 가볍다.
  • 고루틴의 스케줄링
    • 효율적인 스케줄링: Go 런타임의 스케줄러는 고루틴을 효율적으로 관리하여 블로킹된 고루틴이 있을 때 다른 고루틴이 실행될 수 있도록 한다
    • 비선점형 스케줄링: Go의 스케줄러는 주기적으로 각 고루틴이 자발적으로 양보하거나 함수 호출 시 스케줄링 포인트에서 실행을 양보하도록 설계되어있다
  • 메모리 풀링과 관리
    • 메모리 풀링: Go 런타임은 메모리 할당 및 해제를 효율적으로 관리하기 위해 메모리 풀링을 사용한다. 이는 고루틴 생성과 삭제 시 발생하는 메모리 오버헤드를 줄이는 데 도움이 된다
    • 가비지 컬렉션: Go는 가비지 컬렉터(GC)를 사용하여 동적으로 할당된 메모리를 관리한다. GC는 메모리를 자동으로 회수하여 메모리 누수를 방지하고, 메모리 사용량을 최적화한다.
  • 고루틴의 실행 모델
    • 비동기 I/O: Go는 비동기 I/O 작업을 고루틴으로 처리하여 스레드 블로킹을 최소화한다. 이는 많은 고루틴이 동시에 실행될 때도 메모리를 효율적으로 사용할 수 있게 한다.

고루틴과 스레드 비교

• 고루틴
  • 위의 코드는 10000개의 고루틴을 생성한다. 각 고루틴은 매우 작은 메모리로 시작하고, 비동기적으로 실행된다.

  package main
  
  import (
      "fmt"
      "time"
  )
  
  func worker(id int) {
      fmt.Printf("Worker %d starting\\n", id)
      time.Sleep(time.Second)
      fmt.Printf("Worker %d done\\n", id)
  }
  
  func main() {
      for i := 0; i < 10000; i++ {
          go worker(i)
      }
      time.Sleep(2 * time.Second)
  }
  
  

• Java
  • 이 코드는 10000개의 스레드를 생성한다. 각 스레드는 몇 MB의 초기 스택 크기로 시작하므로, 메모리 사용량이 급격히 증가한다.

  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          for (int i = 0; i < 10000; i++) {
              new Thread(new Worker(i)).start();
          }
      }
  }
  
  class Worker implements Runnable {
      private int id;
      
      Worker(int id) {
          this.id = id;
      }
  
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("Worker " + id + " starting");
          try {
              Thread.sleep(1000);
          } catch (InterruptedException e) {
              Thread.currentThread().interrupt();
          }
          System.out.println("Worker " + id + " done");
      }
  }