面试题：Go中每个请求一个goroutine的资源开销分析

Question

在Go语言中，为每个请求创建一个goroutine是常见的做法。请分析这种方式在内存和CPU资源上的开销主要体现在哪些方面？

Answer 1

• 内存开销：
  • 栈空间：每个goroutine都有自己的栈，默认情况下，新创建的goroutine栈大小为2KB左右，随着栈的增长，最大可以达到1GB（在64位系统上）。大量goroutine的创建会导致栈空间的累积消耗，可能占用大量内存。
  • 数据结构开销：Go运行时需要维护每个goroutine的相关数据结构，如调度器用于管理goroutine的队列等数据结构，这些结构本身也会占用一定的内存空间。
• CPU开销：
  • 调度开销：Go运行时的调度器需要在众多goroutine之间进行切换。每次切换都需要保存和恢复当前goroutine的上下文（包括寄存器状态等），这涉及一定的CPU指令执行，带来调度开销。如果goroutine数量过多，调度器将花费更多的CPU时间在调度上，而不是真正执行用户代码。
  • 同步开销：如果多个goroutine之间需要共享数据并进行同步（如使用互斥锁、通道等同步机制），同步操作本身会引入CPU开销。例如，获取和释放互斥锁时的原子操作，通道操作中的阻塞和唤醒等，都会消耗CPU资源。