“绿色线程”和Erlang的进程有什么区别？

Question

在了解了Erlang的轻量级进程后，我相信它们是“绿色线程”（green threads）。直到我了解到绿色线程和Erlang进程之间存在差异，但我并不理解这些差异。

那么，这些实际上的差异是什么呢？

- Daniel Rikowski

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除Erlang之外，还有哪些系统是基于绿色进程的？ - jldupont

这个问题在https://dev59.com/ZnRB5IYBdhLWcg3wXmVI#641873上有很多讨论。 - Gordon Guthrie

Answer 1

绿色线程可以直接共享数据内存（当然需要同步)。

Erlang不使用“绿色线程”，而是使用更接近“绿色进程”的东西：进程不能直接共享数据内存，但可以通过“复制”它来进行共享（即拥有源数据的独立副本）。

- jldupont

Answer 2

简单地说，Erlang进程之间不能直接共享数据内存、只能在彼此之间传递值的说法是一种过于简化的描述。这更多是一种针对实现方式的描述，以及如何假装已经实现了这种方式，至少在除了性能问题之外的所有情况下。

Erlang对程序员的操作进行了一些语义限制。例如，值是不可变的，这意味着构造后无法更改它们。因此，我们可以轻松地让多个Erlang进程访问内存中的相同值，因为它们都无法改变它。这时就不需要使用锁了。

以下是在Erlang/OTP中完成此操作的显著情况：

• 大型二进制（超过64字节）在一个特殊的二进制堆中被引用计数，并且当消息传递时通过引用传递。
• 文本值放置在一个特殊的内存区域中，所有引用它们的进程都引用同一内存区域中的值（但是一旦该值在消息中发送，接收进程会创建一个副本）。
• 每个节点都有一个全局原子表，原子值实际上是对该表的引用，这使得原子等式测试非常高效（比较指针而不是字符串）。
• 实验性的erl -hybrid设置将进程堆和共享堆结合起来，在使用消息时，进程首先将值从进程堆复制到共享堆中。我在这里找到了一个有关混合堆的线程，该线程还解释了一些与该概念相关的问题。

另一个技巧是实际上更改值，但确保它不可见。这进一步解释了不可变值是一种语义限制。

以下是OTP/Erlang实际上会更改值的一些示例：

• “最新”（R12）优化处理二进制语法，使您可以将值追加到二进制末尾，并实际上不必构造带有新尾部的完整新二进制。
• 据说，使用立即set_element构建的新元组可以被编译器转换为在元组中实际就地更改该元素。

这些优化基于这样的理论：“如果一棵树倒在森林里，没有人听到，它真的发出声音吗？”。也就是说，引用不能逃逸到要被修改的对象中。否则，就会观察到它已经发生了变化。

这才是 Erlang 语义的关键所在，事物不应因其他进程的操作而产生副作用。我们称之为共享状态，我们非常不喜欢。

另一个过度简化的观点是，Erlang没有副作用。但如果有人问起，那就留着下次回答吧。

- Christian

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@Christian：写得很好。也许提前明确抽象边界会更有益，即实现视图与应用程序视图（即程序员可以访问的内容）。 - jldupont

BEAM确实会像所提到的那样改变值，但只是以一种受控制的方式进行，以便用户不会注意到。程序员无法显式地改变状态。 - rvirding

Answer 3

当人们反对称Erlang的进程为“绿色线程”时，他们反对的不是“绿色”部分，而是“线程”部分。

线程和进程之间的区别在于，线程仅有自己的指令指针，但共享其他所有内容（尤其是状态、内存、地址空间）。另一方面，进程完全隔离并且不共享任何东西。

Erlang的进程不共享任何东西，因此它们是真正的进程。然而，它们通常以“绿色”的方式实现。因此，从技术上讲，它们是“绿色进程”。

当我想强调轻量级实现时，我通常称它们为“绿色线程”，而当我想强调无共享语义时，我称它们为“进程”。这样我就不必解释我所说的“绿色进程”的含义了。

- Jörg W Mittag