深入浅出Golang的协程池设计

教程制作: IT无崖子(刘丹冰)

教程简介:本教程主要针对具有一定编程基础的学员,懂得基本的编程语法。

使用Go语言实现并发的协程调度池阉割版,本文主要介绍协程池的基本设计思路,目的为深入浅出快速了解协程池工作原理,与真实的企业协程池还有很大差距,本文仅供学习参考。

一、何为并发,Go又是如何实现并发?

并行的好处:

1. 同一时刻可以处理多个事务

2. 更加节省时间,效率更高

具有并行处理能力的程序我们称之为"并发程序"

并发程序的处理能力优势体现在哪里?

二、Go语言如何实现并发?

package main
import "fmt"
import "time"
func go_worker(name string) {
 for i := 0; i < 10; i++ {
 fmt.Println("我是一个go协程, 我的名字是 ", name, "----")
 time.Sleep(1 * time.Second)
 }
 fmt.Println(name, " 执行完毕!")
}
func main() {
 go go_worker("小黑") //创建一个goroutine协程去执行 go_worker("小黑")
 go go_worker("小白") //创建一个goroutine协程去执行 go_worker("小白")
 //防止main函数执行完毕,程序退出
 for {
 time.Sleep(1 * time.Second)
 }
}

那么多个goroutine之前如何通信呢?

package main
import "fmt"
func worker(c chan int) {
 //从channel中去读数据
 num := <-c
 fmt.Println("foo recv channel ", num)
}
func main() {
 //创建一个channel
 c := make(chan int)
 go worker(c)
 //main协程 向一个channel中写数据
 c <- 1
 fmt.Println("send 1 -> channel over")
}

三、协程池的设计思路

为什么需要协程池?

虽然go语言在调度Goroutine已经优化的非常完成,并且Goroutine作为轻量级执行流程,也不需要CPU调度器的切换,我们一般在使用的时候,如果想处理一个分支流程,直接go一下即可。

但是,如果无休止的开辟Goroutine依然会出现高频率的调度Groutine,那么依然会浪费很多上下文切换的资源,导致做无用功。所以设计一个Goroutine池限制Goroutine的开辟个数在大型并发场景还是必要的。

四、快速实现并发协程通讯池

package main
import (
 "fmt"
 "time"
)
/* 有关Task任务相关定义及操作 */
//定义任务Task类型,每一个任务Task都可以抽象成一个函数
type Task struct {
 f func() error //一个无参的函数类型
}
//通过NewTask来创建一个Task
func NewTask(f func() error) *Task {
 t := Task{
 f: f,
 }
 return &t
}
//执行Task任务的方法
func (t *Task) Execute() {
 t.f() //调用任务所绑定的函数
}
/* 有关协程池的定义及操作 */
//定义池类型
type Pool struct {
 //对外接收Task的入口
 EntryChannel chan *Task
 //协程池最大worker数量,限定Goroutine的个数
 worker_num int
 //协程池内部的任务就绪队列
 JobsChannel chan *Task
}
//创建一个协程池
func NewPool(cap int) *Pool {
 p := Pool{
 EntryChannel: make(chan *Task),
 worker_num: cap,
 JobsChannel: make(chan *Task),
 }
 return &p
}
//协程池创建一个worker并且开始工作
func (p *Pool) worker(work_ID int) {
 //worker不断的从JobsChannel内部任务队列中拿任务
 for task := range p.JobsChannel {
 //如果拿到任务,则执行task任务
 task.Execute()
 fmt.Println("worker ID ", work_ID, " 执行完毕任务")
 }
}
//让协程池Pool开始工作
func (p *Pool) Run() {
 //1,首先根据协程池的worker数量限定,开启固定数量的Worker,
 // 每一个Worker用一个Goroutine承载
 for i := 0; i < p.worker_num; i++ {
 go p.worker(i)
 }
 //2, 从EntryChannel协程池入口取外界传递过来的任务
 // 并且将任务送进JobsChannel中
 for task := range p.EntryChannel {
 p.JobsChannel <- task
 }
 //3, 执行完毕需要关闭JobsChannel
 close(p.JobsChannel)
 //4, 执行完毕需要关闭EntryChannel
 close(p.EntryChannel)
}
//主函数
func main() {
 //创建一个Task
 t := NewTask(func() error {
 fmt.Println(time.Now())
 return nil
 })
 //创建一个协程池,最大开启3个协程worker
 p := NewPool(3)
 //开一个协程 不断的向 Pool 输送打印一条时间的task任务
 go func() {
 for {
 p.EntryChannel <- t
 }
 }()
 //启动协程池p
 p.Run()
}

五、获取更多Go语言与区块链相关学习资料

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关于作者:

作者:Aceld(刘丹冰)

简书号:IT无崖子

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