Golang, чем отличается процесс от потока

В Go (Golang) процессы и потоки — это концепции, связанные с параллельным выполнением кода, но они имеют разные характеристики и используются в разных контекстах. Давайте разберем, что они из себя представляют и чем отличаются.

---

1. Процесс

• Определение: Процесс — это экземпляр программы, который выполняется в операционной системе. Каждый процесс имеет собственное адресное пространство, ресурсы (память, файловые дескрипторы и т.д.) и контекст выполнения.
• Характеристики:
  • Изолированность: Процессы изолированы друг от друга. Они не могут напрямую обращаться к памяти друг друга.
  • Ресурсоемкость: Создание и управление процессами требует больше ресурсов, чем потоки.
  • Коммуникация: Для обмена данными между процессами используются механизмы межпроцессного взаимодействия (IPC), такие как каналы, сокеты, разделяемая память и т.д.
  • Надежность: Если один процесс завершается с ошибкой, это не влияет на другие процессы.

---

2. Поток (Goroutine)

• Определение: Поток (в контексте Go — горутина) — это легковесный поток выполнения, который управляется runtime Go. Горутины работают в рамках одного процесса и используют общее адресное пространство.
• Характеристики:
  • Легковесность: Горутины потребляют значительно меньше ресурсов, чем потоки ОС. Их можно создавать тысячами и даже миллионами.
  • Совместное использование памяти: Горутины работают в одном адресном пространстве, что позволяет им легко обмениваться данными.
  • Управление: Горутины управляются runtime Go, который использует планировщик для их выполнения на доступных потоках ОС.
  • Коммуникация: Для обмена данными между горутинами используются каналы (channels), что делает взаимодействие безопасным и удобным.

---

Основные различия между процессом и потоком (горутиной):

Критерий	Процесс	Поток (Горутина)
Изоляция	Полная изоляция (свое адресное пространство).	Общее адресное пространство.
Ресурсы	Требует больше ресурсов (память, время создания).	Легковесный, требует меньше ресурсов.
Управление	Управляется ОС.	Управляется runtime Go.
Параллелизм	Медленнее из-за накладных расходов.	Быстрее, эффективнее для параллельных задач.
Коммуникация	Требует IPC (каналы, сокеты и т.д.).	Использует каналы (channels).
Масштабируемость	Ограничена ресурсами ОС.	Масштабируется на тысячи горутин.

---

Когда использовать процессы, а когда потоки (горутины):

1. Используйте процессы, если:
   • Нужна полная изоляция (например, для безопасности).
   • Задачи требуют независимого выполнения (например, запуск внешних программ).
   • Необходимо использовать преимущества многопроцессорных систем.
2. Используйте горутины, если:
   • Нужно эффективно выполнять множество задач параллельно.
   • Задачи могут взаимодействовать через общую память или каналы.
   • Требуется высокая производительность и низкие накладные расходы.

---

Горутины vs Потоки ОС:

• Горутины в Go — это не потоки ОС, а более высокоуровневые абстракции. Runtime Go использует пул потоков ОС для выполнения горутин, что делает их более эффективными.
• Например, в Go можно запустить миллион горутин, но они будут выполняться на небольшом количестве потоков ОС (обычно равном количеству ядер CPU).

---

Итог:

• Процессы — это изолированные экземпляры программ, которые требуют больше ресурсов и используются для полной изоляции задач.
• Потоки (горутины) — это легковесные потоки выполнения, которые работают в рамках одного процесса и используются для эффективного параллельного выполнения задач.

В Go горутины являются основным инструментом для работы с параллелизмом, благодаря их легкости и простоте использования.