[[404432]]

本文轉載自微信公眾號「程序員小飯」，作者飯米粒。轉載本文請聯系程序員小飯公眾號。

前言

現在很多公司都在陸續的搭建golang的語言棧，大家有沒有想過為什么會出現這種情況?一是因為go比較適合做中間件，還有一個原因就是go的并發支持比較好，也就是咱們平時所謂的高并發，并發支持離不開協程，當然協程也不是亂用的，需要管理起來，管理協程的方式就是協程池，所以協程池也并沒有那么神秘，今天咱們就來一步一步的揭開協程池的面紗，如果你沒有接觸過go的協程這塊的話也沒有關系，我會盡量寫的詳細。

goroutine(協程)

先來看一個簡單的例子

func go_worker(name string) { 
   for i := 0; i < 5; i++ { 
    fmt.Println("我的名字是", name) 
    time.Sleep(1 * time.Second) 
   } 
   fmt.Println(name, "執行完畢") 
} 
func main() { 
    go_worker("123") 
    go_worker("456") 
   for i := 0; i < 5; i++ { 
    fmt.Println("我是main") 
    time.Sleep(1 * time.Second) 
   } 
} 

咱們在執行這段代碼的時候，當然是按照順序執行

go_worker("123")->go_worker("456")->我是main執行

輸出結果如下

我的名字是 123 
我的名字是 123 
我的名字是 123 
我的名字是 123 
我的名字是 123 
123 執行完畢 
我的名字是 456 
我的名字是 456 
我的名字是 456 
我的名字是 456 
我的名字是 456 
456 執行完畢 
我是main 
我是main 
我是main 
我是main 
我是main 

這樣的執行是并行的，也就是說必須得等一個任務執行結束，下一個任務才會開始，如果某個任務比較慢的話，整個程序的效率是可想而知的，但是在go語言中，支持協程，所以我們可以把上面的代碼改造一下

func go_worker(name string) { 
   for i := 0; i < 5; i++ { 
    fmt.Println("我的名字是", name) 
    time.Sleep(1 * time.Second) 
   } 
   fmt.Println(name, "執行完畢") 
} 
func main() { 
   go go_worker("123")  //協程 
   go go_worker("456")  //協程 
   for i := 0; i < 5; i++ { 
    fmt.Println("我是main") 
    time.Sleep(1 * time.Second) 
   } 
} 

我們在不同的go_worker前面加上了一個go，這樣所有任務就異步的串行了起來，輸出結果如下

我是main 
我的名字是 456 
我的名字是 123 
我的名字是 123 
我是main 
我的名字是 456 
我是main 
我的名字是 456 
我的名字是 123 
我是main 
我的名字是 456 
我的名字是 123 
我的名字是 456 
我的名字是 123 
我是main 

大家可以看到這樣的話就是各自任務執行各自的事情，互相不影響，效率也得到了很大的提升，這就是goroutine

channel(管道)

有了協程之后就會帶來一個新的問題，協程之間是如何通信的?于是就引出了管道這個概念，管道其實很簡單，無非就是往里放數據，往外取數據而已

func worker(c chan int) { 
   num := <-c  //讀取管道中的數據，并輸出 
   fmt.Println("接收到參數c:", num) 
} 
func main() { 
   //channel的創建,需要執行管道數據的類型，我們這里是int 
   c := make(chan int) 
   //開辟一個協程 去執行worker函數 
   go worker(c) 
   c <- 2  //往管道中寫入2 
   fmt.Println("main") 
} 

我們可以看到上述例子，在main函數中，我們定義了一個管道，為int類型，而且往里面寫入了一個2，然后在worker中讀取管道c，就能獲取到2

協程會引發的問題

既然golang中開啟協程這么方便，那么會不會存在什么坑呢?

我們可以看上圖，實際業務中，不同的業務都開啟不同的goroutine來執行，但是在cpu微觀層面上來講，是串行的一個指令一個指令去執行的，只是執行的非?？於眩绻噶顏淼奶啵琧pu的切換也會變多，在切換的過程中就需要消耗性能，所以協程池的主要作用就是管理goroutine，限定goroutine的個數

協程池的實現

• 首先不同的任務，請求過來，直接往entryChannel中寫入，entryChannel再和jobsChannel建立通信
• 然后我們固定開啟三個協程(不一定是三個，只是用三個舉例子)，固定的從jobsChannel中讀取數據，來進行任務處理。
• 其實本質上，channel就是一道橋梁，做一個中轉的作用，之所以要設計一個jobsChannel和entryChannel，是為了解耦，entryChannel可以完全用做入口，jobsChannel可以做更深入的比如任務優先級，或者加鎖，解鎖等處理

代碼實現

原理清楚了，接下來我們來具體看代碼實現

首先我們來處理任務 task，task無非就是業務中的各種任務，需要能實力化，并且執行，代碼如下

//定義任務Task類型,每一個任務Task都可以抽象成一個函數 
type Task struct{ 
   f func() error //一個task中必須包含一個具體的業務 
} 
 
 
//通過NewTask來創建一個Task 
func NewTask(arg_f func() error) *Task{ 
   t := Task{ 
    f:arg_f, 
   } 
   return &t 
} 
 
 
//Task也需要一個執行業務的方法 
func (t *Task) Execute(){ 
   t.f()//調用任務中已經綁定好的業務方法 
} 

接下來我們來定義協程池

//定義池類型 
type Pool struct{ 
   EntryChannel chan *Task 
   WorkerNum int 
   JobsChanel chan *Task 
} 
//創建一個協程池 
func NewPool(cap int) *Pool{ 
   p := Pool{ 
    EntryChannel: make(chan *Task), 
    JobsChanel: make(chan *Task), 
    WorkerNum: cap, 
   } 
   return &p 
} 

協程池需要創建worker，然后不斷的從JobsChannel內部任務隊列中拿任務開始工作

//協程池創建worker并開始工作 
func (p *Pool) worker(workerId int){ 
    //worker不斷的從JobsChannel內部任務隊列中拿任務 
    for task := range p.JobsChanel{ 
     task.Execute() 
     fmt.Println("workerId",workerId,"執行任務成功") 
    } 
} 
EntryChannel獲取Task任務 
func (p *Pool) ReceiveTask(t *Task){ 
   p.EntryChannel <- t 
} 
//讓協程池開始工作 
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 
   for i:=0; i<p.WorkerNum; i++{ 
    go p.worker(i) 
   } 
   //2:從EntryChannel協程出入口取外部傳遞過來的任務 
   //并將任務送進JobsChannel中 
   for task := range p.EntryChannel{ 
    p.JobsChanel <- task 
   } 
   //3:執行完畢需要關閉JobsChannel和EntryChannel 
   close(p.JobsChanel) 
   close(p.EntryChannel) 
} 

然后我們看在main函數中

//創建一個task 
   t:= NewTask(func() error{ 
    fmt.Println(time.Now()) 
    return nil 
   }) 
 
   //創建一個協程池，最大開啟5個協程worker 
   p:= NewPool(3) 
   //開啟一個協程，不斷的向Pool輸送打印一條時間的task任務 
   go func(){ 
    for { 
     p.ReceiveTask(t)//把任務推向EntryChannel 
    } 
   }() 
   //啟動協程池p 
   p.Run() 

基于上述方法，咱們一個簡單的協程池設計就完成了，當然在實際生產環境中這樣做還是不夠的，不過這些方法能手寫出來，那對golang是相當熟悉了，