为何GlobalScope.async性能优于coroutineScope.async？

问题描述 #

我正在开发一个小型Kotlin应用（基于Spring Boot），但对协程作用域理解不足，搞不懂异步协程返回结果的性能问题。

初始代码（串行执行，性能差） #

@Component
class GameRunner() : CommandLineRunner {

    override fun run(vararg args: String) = runBlocking {

        val players = listOf(Player(1), Player(2), Player(3), Player(4))
        val results = mutableListOf<Results>()
        val measureTimeMillis = measureTimeMillis {
            val deferredResults = mutableListOf<Deferred<List<Results>>>()
            for (i in 0 until 250) {
                deferredResults.add(async { executeLadderRound(players.shuffled()) })
            }
            results.addAll(deferredResults.awaitAll().flatten())
        }
        // ... 展示结果 ...
    }
    
    // 纯阻塞式CPU密集型桌游模拟，无异步、等待或挂起操作
    fun executeLadderRound(players: List<Player>): List<Results>
}

这段代码仅占用约10%的CPU，耗时25秒，异步任务似乎是串行执行（移除async后耗时相同）。

修改后代码（并行执行，性能提升） #

@Component
class GameRunner() : CommandLineRunner {

    override fun run(vararg args: String) = runBlocking {

        val players = listOf(Player(1), Player(2), Player(3), Player(4))
        val results = mutableListOf<Results>()
        val measureTimeMillis = measureTimeMillis {
            val deferredResults = mutableListOf<Deferred<List<Results>>>()
            for (i in 0 until 250) {
                deferredResults.add(GlobalScope.async { executeLadderRound(players.shuffled()) })
            }
            results.addAll(deferredResults.awaitAll().flatten())
        }
        // ... 展示结果 ...
    }
    
    // 纯阻塞式CPU密集型桌游模拟，无异步、等待或挂起操作
    fun executeLadderRound(players: List<Player>): List<Results>
}

性能大幅提升（耗时降至5秒）且CPU占用100%，符合预期。但疑问是：run作为主方法，默认作用域难道不是GlobalScope吗？

问题解答 #

1. runBlocking的作用域≠GlobalScope #

runBlocking创建的是绑定当前线程的协程作用域，默认调度器不会启用线程池。而GlobalScope.async默认使用Dispatchers.Default调度器，该调度器会根据CPU核心数创建线程池，专门适配CPU密集型任务的并行执行。

2. 初始代码串行的核心原因 #

在runBlocking作用域中调用不带调度器参数的async时，async会继承当前作用域的调度器。由于executeLadderRound是纯阻塞方法，没有任何挂起点，协程无法让出当前线程，导致所有async任务必须串行执行在同一个线程上，CPU利用率自然极低，耗时和不用async完全一致。

3. 更优的实现方式（避免GlobalScope） #

直接使用GlobalScope不推荐，因为它的生命周期不受控，容易引发内存泄漏。正确的做法是给async显式指定Dispatchers.Default调度器：

async(Dispatchers.Default) { executeLadderRound(players.shuffled()) }

这样既利用线程池并行执行CPU密集型任务，充分压榨CPU性能，又能保证协程作用域可控，避免GlobalScope带来的潜在问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者darklurker