題目是一句golang編程箴言，對(duì)它的理解可大可小。

往小了說，golang建議使用channel來共享信息而不是使用共享內(nèi)存，這是一種優(yōu)雅的方式，避免了數(shù)據(jù)同步帶來的繁瑣和低效。

往大了說，本質(zhì)上還是讓資源去調(diào)度請(qǐng)求，而不是讓請(qǐng)求去調(diào)度資源。

有些時(shí)候，思維的轉(zhuǎn)變，問題的視角，會(huì)帶來意想不到的收獲

資源就那么多，所有請(qǐng)求有序使用資源的方式就是通信的方式，反過來，為每個(gè)請(qǐng)求虛擬出它獨(dú)占資源的假象，那就是共享的方式。兩種截然不同的方式，差異體現(xiàn)在仲裁成本，這個(gè)成本決定了它們承載并發(fā)的能力。

一個(gè)一個(gè)說。

電路交換 vs 分組交換

電路交換試圖占有整條電路(其實(shí)是最后一公里)，若不成功，必須等到成功。

分組交換將長(zhǎng)信息分割成若干小數(shù)據(jù)包，小數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)復(fù)用鏈路。

批處理系統(tǒng) vs 分時(shí)系統(tǒng)

批處理用戶一旦使用系統(tǒng)，則會(huì)獨(dú)占系統(tǒng)到任務(wù)完成，其它用戶等待。

分時(shí)系統(tǒng)將時(shí)間分片，多用戶被調(diào)度復(fù)用時(shí)間片。

CSMA/CD vs 交換式以太網(wǎng)

CSMA/CD主機(jī)試圖獨(dú)占總線發(fā)送數(shù)據(jù)包，若不成功便退避直到成功。

交換式以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包在交換機(jī)有序排隊(duì)，復(fù)用buffer。

Apache vs Nginx

Apache為每一個(gè)請(qǐng)求生成一個(gè)task，該task一旦獲得CPU，其它task將等待。

Nginx采用異步模型，所有請(qǐng)求分時(shí)復(fù)用固定數(shù)量task的CPU時(shí)間。

共享內(nèi)存 vs erlang/go channel

共享內(nèi)存對(duì)寫寫以及讀寫是互斥，每次只允許一個(gè)操作，其它不得不等待，重試。

erlang/go channel將內(nèi)容拆解為事務(wù)消息，依靠消息的有序傳遞共享信息。

...

我們來看上述兩兩比較的共性。

可將上述所有的二者抽象為爭(zhēng)搶模式和有序模式：

對(duì)于爭(zhēng)搶模式，本質(zhì)上需要對(duì)沖突進(jìn)行仲裁。

對(duì)于有序模式，本質(zhì)上需要對(duì)并發(fā)進(jìn)行調(diào)度。

所謂對(duì)沖突進(jìn)行仲裁，意思就是發(fā)生沖突后怎么辦。無論是退避重試，還是等待，此期間均是什么都做不了，且仲裁本身需要昂貴的成本。

并發(fā)調(diào)度就會(huì)好太多，有序化便無沖突，也就沒有仲裁成本了，沒有了仲裁，也就無需重試，等待，便可以干別的了，處理完全異步化。

我們?cè)賮韺?duì)比之前技術(shù)優(yōu)劣：

電路交換 vs 分組交換

電路交換一旦占線，你需要自己不斷重試。

分組交換你只管發(fā)數(shù)據(jù)包，交換節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)調(diào)度這些數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地后重組。

批處理系統(tǒng) vs 分時(shí)系統(tǒng)

批處理系統(tǒng)一旦系統(tǒng)被占，你就要排隊(duì)等待或者待會(huì)兒再來。

分時(shí)系統(tǒng)你只需要下發(fā)任務(wù)，任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)會(huì)讓所有用戶的任務(wù)分時(shí)復(fù)用時(shí)間片。

CSMA/CD vs 交換式以太網(wǎng)

CSMA/CD網(wǎng)卡需要不斷監(jiān)聽沖突并重試。

交換式以太網(wǎng)卡只需要發(fā)包，交換機(jī)會(huì)排隊(duì)調(diào)度來不及轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包。

Apache vs Nginx

Apache線程/進(jìn)程若沒被調(diào)度到CPU，就需要等待直到被調(diào)度切換至CPU。

Nginx只需將事件通知到，工作進(jìn)程便會(huì)輪詢處理完所有請(qǐng)求。

共享內(nèi)存 vs erlang/go channel

共享內(nèi)存訪問需要加鎖，若持鎖失敗，要么忙等重試，要么待會(huì)兒再來。

erlang/go channel以消息傳遞通信，消息發(fā)出后就不用管了，除非它希望得到回饋，完全異步。

可見，這又是一個(gè)殊途同歸。同類的還有：

PCI vs PCIe，從總線到交換。

宏內(nèi)核 vs 微內(nèi)核，從共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到消息傳遞。

Spin/RW Lock vs RCU Lock，從爭(zhēng)搶鎖到操作副本原子更新。

RCU原理

為什么沖突仲裁的爭(zhēng)搶模式無法承載大并發(fā)，因?yàn)檫^載的沖突仲裁開銷會(huì)將資源淹沒，若要承載大并發(fā)，必然要采用調(diào)度的方式。要理解這一要素，需要換一個(gè)視角。

我們看操作的是信息的本身，還是信息的副本。

回到本文題目，“以通信方式共享內(nèi)存”操作信息的副本, 而“以共享內(nèi)存方式通信”則操作信息本身。

操作信息副本可以保證同時(shí)有且只有一個(gè)實(shí)體操作該副本，如果有兩個(gè)實(shí)體需要操作該副本，那就再復(fù)制一個(gè)副本，這就保證了無沖突，業(yè)務(wù)流是可控?zé)o阻塞的。

RCU可做到業(yè)務(wù)無阻塞并發(fā)，無論是spinlock還是rwlock，都做不到。spinlock/rwlock鎖臨界區(qū)，造成臨界區(qū)串行化，而RCU沒臨界區(qū)，它將本屬于臨界區(qū)的邏輯作為副本操作，擇機(jī)原子更新，這便可做到無阻塞并發(fā)。

操作副本是無阻塞并發(fā)的甘泉，如果把并發(fā)看作是時(shí)間擴(kuò)展性，那么將信息共享到遠(yuǎn)方則是空間擴(kuò)展性，完成這件事的是網(wǎng)絡(luò)，目前它是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)采用了“以通信方式共享內(nèi)存”的方式，它無疑是正確的。

我不懂erlang，但大致知道它的意思，erlang沒有變量，只操作副本，它是通信網(wǎng)絡(luò)在編程語言上的映射，對(duì)于golang，大概也是如此，使用go channel可以像網(wǎng)絡(luò)收發(fā)一樣來處理信息。

我們看socket接口，它實(shí)屬用通信的方式共享內(nèi)存的古老方式。

socket接口一開始是進(jìn)程間通信機(jī)制，與之通信的進(jìn)程可在本機(jī)，也可在遠(yuǎn)處，可在世界任意地方?！耙酝ㄐ欧绞焦蚕韮?nèi)存“，是最原始的編程模式，一直到現(xiàn)在依然正確。

共享內(nèi)存是一種本地優(yōu)化，僅有編程意義，卻沒有擴(kuò)展性，無論是無阻塞并發(fā)的時(shí)間擴(kuò)展性，還是將信息傳遞給遠(yuǎn)方的空間擴(kuò)展性。

共享內(nèi)存是一種本地優(yōu)化，優(yōu)化的是指令操作延時(shí)，與其將信息封裝成消息并傳遞，不如直接操作信息本身，它編程更簡(jiǎn)單，代碼指令更少，執(zhí)行延時(shí)更低。但高并發(fā)并不care指令延時(shí)，高并發(fā)care同時(shí)執(zhí)行的有效指令數(shù)，而spin，switch不屬于有效指令，故共享內(nèi)存天生不與高并發(fā)配對(duì)。

此外，還是那個(gè)觀點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)編程場(chǎng)景，普遍毫秒級(jí)的單流通信延時(shí)，共享內(nèi)存相比消息傳遞節(jié)省個(gè)微妙甚至納秒級(jí)的操作延時(shí)，并無太大意義。要怪就怪光速吧。

從云原生開始

云原生是面向微服務(wù)的架構(gòu)，而消息傳遞是微服務(wù)交互的媒介，每個(gè)工人都接觸過關(guān)于消息隊(duì)列的概念，正是消息支撐了云原生微服務(wù)。

消息并不封裝狀態(tài)，消息本身無狀態(tài)，狀態(tài)通過消息之間的交互來體現(xiàn)。消息交互可自由組合，這是分布式的源泉，而云原生本身就是面向分布式的設(shè)計(jì)。

一個(gè)部署云原生應(yīng)用的IDC機(jī)房就是縮小版的全球TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)，無狀態(tài)的消息在分布式的微服務(wù)之間傳遞，狀態(tài)僅由微服務(wù)的交互定義和維護(hù)。

甚至一臺(tái)物理主機(jī)內(nèi)部板卡也成了微型版的全球TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)，無狀態(tài)的消息在分布式的模塊之間傳遞，狀態(tài)僅由模塊之間的交互定義和維護(hù)。

共享內(nèi)存類似總線，大家擁有平等訪問權(quán)，但寫訪問時(shí)要獨(dú)占。我們可以從總線和消息交換的關(guān)系看共享內(nèi)存的處境。

曾經(jīng)，主機(jī)主板上很多總線，很多模塊都要先爭(zhēng)搶獲得總線控制權(quán)才能與CPU或別的模塊通信，但后來PCIe將總線改成了由Hub互聯(lián)的交換網(wǎng)絡(luò)，采用消息交換替換了總線仲裁。

以太網(wǎng)在此之前已經(jīng)走過了同樣的軌跡。

近來年被工人們提倡的微內(nèi)核思想，大致也是這么回事，將對(duì)共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作換成了消息傳遞。

為什么這些都和全球TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)類比呢？因?yàn)?strong>TCP/IP的基礎(chǔ)就是異步的，無狀態(tài)的，分布式的，消息傳遞的分組交換網(wǎng)。

總線簡(jiǎn)單樸素，隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，總線爭(zhēng)搶帶來的時(shí)間損耗指數(shù)級(jí)上升，人們發(fā)現(xiàn)總線無法支持高并發(fā)及無法物理擴(kuò)展時(shí)，消息傳遞便替換了總線。大規(guī)模系統(tǒng)，消息操作帶來的額外延時(shí)是可以忽略不計(jì)的。

無論內(nèi)部板卡，局域網(wǎng)，PCI，操作系統(tǒng)都是從局域范圍開始的，它們一開始從總線開始便不足為奇。然而互聯(lián)網(wǎng)一開始就是連接分布式廣域端的，一開始就不適合采用總線結(jié)構(gòu)，這反過來說明總線在分布式場(chǎng)景的不適用。

我一向贊美TCP/IP端到端原則，正是它無狀態(tài)的IP細(xì)腰讓互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模得以任意擴(kuò)大而不引入額外開銷，而細(xì)腰也是無狀態(tài)消息交換的核心，只在發(fā)送端和接收端之間定義和維護(hù)狀態(tài)，而不是所有端一起維護(hù)共享總線或內(nèi)存的狀態(tài)。

因此，消息傳遞也遵循端到端原則，可以自由擴(kuò)展規(guī)模，總線和共享內(nèi)存則相反。

以上從局域擴(kuò)而大之的視角，我們看到了消息傳遞替換總線的趨勢(shì)。

反過來，從廣域向內(nèi)縮，規(guī)模在漸小，傳輸延時(shí)在漸短，越來越不分布式，無狀態(tài)消息傳遞帶來的可擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)越發(fā)無用武之地，其額外封裝帶來的額外延時(shí)逐漸承擔(dān)了端到端延時(shí)的大頭。

除去額外的消息封裝和傳輸操作，所有不多的實(shí)體直接操作信息所在的內(nèi)存，最小化端到端延時(shí)便成了可觀的收益，因此，總線和共享內(nèi)存便是微縮版系統(tǒng)的極致了。

總結(jié)

這就兩邊都說得通了，從小規(guī)模到大規(guī)模，總線和共享內(nèi)存被消息傳遞替代，從大規(guī)模到小規(guī)模，總線和共享內(nèi)存則是消息傳遞的優(yōu)化。

就像廣義相對(duì)論，牛頓力學(xué)，量子力學(xué)一樣，不同的規(guī)模尺度有不同的哲學(xué)。