golang协程设计模式

本篇文章给大家分享《golang协程设计模式》，覆盖了Golang的常见基础知识，其实一个语言的全部知识点一篇文章是不可能说完的，但希望通过这些问题，让读者对自己的掌握程度有一定的认识(B 数)，从而弥补自己的不足，更好的掌握它。

协程设计模式在 Go 并发编程中至关重要。协程: 轻量级线程，可并发运行且共享内存空间，便于数据通信。协程池: 管理协程生命周期的设计模式，在高并发场景中优化协程创建和销毁成本。使用协程池的示例: 使用协程池处理 Web 服务请求，提升应用程序性能。

Go 协程设计模式

协程是 Go 语言中强大的机制，用于并发编程。它是一种轻量级线程，可以与其他协程同时运行，而无需阻塞整个程序。协程共享相同的内存空间，从而可以轻松地进行数据通信。

实用案例：并发 Web 服务

让我们构建一个并发 Web 服务，该服务处理来自多个客户端的请求。我们将使用 Gorilla Web Toolkit 来简化路由和请求处理。

// main.go

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/gorilla/mux"
    "net/http"
)

func main() {
    r := mux.NewRouter()
    r.HandleFunc("/", homeHandler)

    // 使用 http.Server 来启动 HTTP 服务器
    server := &http.Server{
        Addr:    ":8080",
        Handler: r,
    }

    // 启动服务器（阻塞）
    fmt.Println("Starting server on port 8080...")
    server.ListenAndServe()
}

func homeHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintln(w, "Hello, world!")
}

协程池

在高并发场景中，创建和销毁协程可能会很昂贵。因此，协程池是一种常用的设计模式，用于管理协程的生命周期。

// wpool.go

package main

import (
    "sync/atomic"
    "sync/cond"
)

// WorkerPool 代表一个协程池
type WorkerPool struct {
    // 待执行的任务队列
    queue chan func()

    // 闲置协程队列
    idle chan chan func()

    // 协程数
    n int32

    // 控制协程生命周期的条件变量
    cv *cond.Cond
}

// NewWorkerPool 创建一个新的协程池
func NewWorkerPool(n int) *WorkerPool {
    queue := make(chan func())
    idle := make(chan chan func())
    cv := cond.New()

    wp := &WorkerPool{
        queue: queue,
        idle:  idle,
        n:     int32(n),
        cv:    cv,
    }

    // 创建协程，并将其添加到闲置队列
    for i := 0; i < n; i++ {
        wp.addWorker()
    }

    return wp
}

// addWorker 创建一个新的协程并将其添加到闲置队列
func (wp *WorkerPool) addWorker() {
    atomic.AddInt32(&wp.n, 1)

    go func() {
        var f func()

        // 从闲置队列获取待执行的任务，如果没有则等待
        for f = wp.getWork(); f != nil; f = wp.getWork() {
            f()
            wp.recycle(f)
        }

        // 如果队列为空，则删除当前协程
        atomic.AddInt32(&wp.n, -1)
    }()
}

// recycle 将完成的任务放入闲置队列
func (wp *WorkerPool) recycle(f func()) {
    wp.cv.L.Lock()
    defer wp.cv.L.Unlock()

    select {
    // 如果闲置队列中有空间，则放入
    case wp.idle <- f:
    default:
        // 否则，添加到任务队列
        wp.queue <- f
        wp.cv.Broadcast()
    }
}

// getWork 从任务队列或闲置队列获取一个任务
func (wp *WorkerPool) getWork() func() {
    var f func()

    wp.cv.L.Lock()
    defer wp.cv.L.Unlock()

    // 如果任务队列中有任务，则从中获取
    select {
    case f = <-wp.queue:
    default:
        // 否则，如果闲置队列中有闲置协程，则从中获取
        if len(wp.idle) > 0 {
            wp.cv.Wait()
            f = <-wp.idle
        }
    }

    return f
}

使用协程池的示例

// main.go

// ...省略其他代码...

package main

// 使用协程池来处理请求
func homeHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    wp := NewWorkerPool(4)
    wp.Enqueue(func() {
        fmt.Fprintln(w, "Hello, world!")
    })
}

协程设计模式在 Go 并发编程中至关重要，它们允许开发者轻松地创建并行和高性能的应用程序。通过使用协程池，我们可以更有效地管理协程的生命周期，从而提高应用程序的性能。

理论要掌握，实操不能落！以上关于《golang协程设计模式》的详细介绍，大家都掌握了吧！如果想要继续提升自己的能力，那么就来关注golang学习网公众号吧！