深入淺出Golang的協程池設計

摘要： 教程製作 ： IT無崖子(劉丹冰) 教程簡介 ：本教程主要針對具有一定程式設計基礎的學員，懂得基本的程式設計語法。 使用Go語言實現併發的協程排程池閹割版，本文主要介紹協程池的基本設計思路，目的為深入淺出快速瞭解協程池工作原理，與真實的企業協程池還有很大差距，本文僅供學習參考。...

教程製作 ： IT無崖子(劉丹冰)

教程簡介 ：本教程主要針對具有一定程式設計基礎的學員，懂得基本的程式設計語法。

使用Go語言實現併發的協程排程池閹割版，本文主要介紹協程池的基本設計思路，目的為深入淺出快速瞭解協程池工作原理，與真實的企業協程池還有很大差距，本文僅供學習參考。

一、何為併發，Go又是如何實現併發？

具有並行處理能力的程式我們稱之為“併發程式”

併發程式的處理能力優勢體現在哪裡？

二、Go語言如何實現併發？

package main

import "fmt"
import "time"

func go_worker(name string) {
for i := 0; i < 10; i++ {
fmt.Println("我是一個go協程, 我的名字是 ", name, "----")
time.Sleep(1 * time.Second)
}
fmt.Println(name, " 執行完畢!")
}

func main() {
go go_worker("小黑")//建立一個goroutine協程去執行 go_worker("小黑")
go go_worker("小白")//建立一個goroutine協程去執行 go_worker("小白")

//防止main函式執行完畢,程式退出
for {
time.Sleep(1 * time.Second)
}
}

那麼多個goroutine之前如何通訊呢？

package main

import "fmt"

func worker(c chan int) {
//從channel中去讀資料
num := <-c
fmt.Println("foo recv channel ", num)
}

func main() {
//建立一個channel
c := make(chan int)

go worker(c)

//main協程 向一個channel中寫資料
c <- 1

fmt.Println("send 1 -> channel over")
}

三、協程池的設計思路

為什麼需要協程池？

雖然go語言在排程Goroutine已經優化的非常完成，並且Goroutine作為輕量級執行流程，也不需要CPU排程器的切換，我們一般在使用的時候，如果想處理一個分支流程，直接 go 一下即可。

但是，如果無休止的開闢Goroutine依然會出現高頻率的排程Groutine，那麼依然會浪費很多上下文切換的資源，導致做無用功。所以設計一個Goroutine池限制Goroutine的開闢個數在大型併發場景還是必要的。

四、快速實現併發協程通訊池

package main

import (
"fmt"
"time"
)

/* 有關Task任務相關定義及操作 */
//定義任務Task型別,每一個任務Task都可以抽象成一個函式
type Task struct {
f func() error //一個無參的函式型別
}

//通過NewTask來建立一個Task
func NewTask(f func() error) *Task {
t := Task{
f: f,
}

return &t
}

//執行Task任務的方法
func (t *Task) Execute() {
t.f() //呼叫任務所繫結的函式
}

/* 有關協程池的定義及操作 */
//定義池型別
type Pool struct {
//對外接收Task的入口
EntryChannel chan *Task

//協程池最大worker數量,限定Goroutine的個數
worker_num int

//協程池內部的任務就緒佇列
JobsChannel chan *Task
}

//建立一個協程池
func NewPool(cap int) *Pool {
p := Pool{
EntryChannel: make(chan *Task),
worker_num:cap,
JobsChannel:make(chan *Task),
}

return &p
}

//協程池建立一個worker並且開始工作
func (p *Pool) worker(work_ID int) {
//worker不斷的從JobsChannel內部任務佇列中拿任務
for task := range p.JobsChannel {
//如果拿到任務,則執行task任務
task.Execute()
fmt.Println("worker ID ", work_ID, " 執行完畢任務")
}
}

//讓協程池Pool開始工作
func (p *Pool) Run() {
//1,首先根據協程池的worker數量限定,開啟固定數量的Worker,
//每一個Worker用一個Goroutine承載
for i := 0; i < p.worker_num; i++ {
go p.worker(i)
}

//2, 從EntryChannel協程池入口取外界傳遞過來的任務
//並且將任務送進JobsChannel中
for task := range p.EntryChannel {
p.JobsChannel <- task
}

//3, 執行完畢需要關閉JobsChannel
close(p.JobsChannel)

//4, 執行完畢需要關閉EntryChannel
close(p.EntryChannel)
}

//主函式
func main() {
//建立一個Task
t := NewTask(func() error {
fmt.Println(time.Now())
return nil
})

//建立一個協程池,最大開啟3個協程worker
p := NewPool(3)

//開一個協程 不斷的向 Pool 輸送列印一條時間的task任務
go func() {
for {
p.EntryChannel <- t
}
}()

//啟動協程池p
p.Run()

}

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