golang中的几种并发模式

0.1、索引

blog.waterflow.link/articles/16635...

1、for- select模式

这种模式通常用在从多个通道读取数据

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch1, ch2 := make(chan int), make(chan int)

  // 每2秒不断往通道1写数据
    go func() {
        i := 0
        for {
            i += 2
            ch1 <- i
            time.Sleep(2 * time.Second)
        }
    }()

  // 每2秒不断往通道2写数据
    go func() {
        i := 1
        for {
            i += 2
            ch2 <- i
            time.Sleep(2 * time.Second)
        }
    }()

  // 不断从通道读数据
    for {
        select {
        case v := <-ch1:
            fmt.Println("ch1:", v)
            time.Sleep(time.Second)
        case v := <-ch2:
            fmt.Println("ch2:", v)
            time.Sleep(time.Second)
        default:
            fmt.Println("default")
            time.Sleep(time.Second)
        }
    }

}

如果ch1和ch2没数据，会走default

如果ch1和ch2都有数据会随机选择一个执行，之所以随机是为了避免只执行第一个case导致饥饿

2、done-channel模式

由于goroutine不会被垃圾回收，因此很可能导致内存泄漏。

为了避免内存泄漏，goroutine应该有被触发取消的机制。父 Goroutine 需要通过一个名为 done 的只读通道向其子 Goroutine 发送取消信号。按照惯例，它被设置为第一个参数。

这种模式在其他模式中也被大量使用。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    jobs := make(chan int, 5)
    done := make(chan bool)

    go doWork(done, jobs)

    for j := 1; j <= 3; j++ {

        fmt.Println("sent job", j)
        jobs <- j
    }
    close(jobs)
    fmt.Println("sent all jobs")

  // 任务结束
    done <- true
}

func doWork(done chan bool, jobs chan int) {
    for {
        select {
        case j, more := <-jobs:
            if more {
                fmt.Println("received job", j)
            } else {
                fmt.Println("received all jobs")
            }
        case <-done: // 任务结束，关闭子协程
            return
        default:
        }
    }
}

3、or-done模式

该模式旨在将多个完成通道组合成一个 agg_done；这意味着如果一个 done 通道发出信号，则整个 agg_done 通道也将关闭。然而，我们不知道在运行时完成通道的数量。

or-done 模式可以通过使用 goroutine 和递归来实现。

示例中使上下递归函数像树一样相互依赖。上部将自己的 orDone 通道注入下部。然后下层也将自己的 orDone 返回给上层。

如果任何 orDone 通道关闭，则通知上层和下层。

这点和上面done-channel模式是不同的，上面是所有goroutine完成任务，这里是只要有1个goroutine完成就结束所有goroutine。

就好比发送一个请求到多个微服务节点，只要有1个返回就算完成。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    var or func(channels ...<-chan interface{}) <-chan interface{}
    // 只要有1个结束阻塞，关闭orDone并返回
    or = func(channels ...<-chan interface{}) <-chan interface{} {
        // 小于2个通道直接返回
        switch len(channels) {
        case 0:
            return nil
        case 1:
            return channels[0]
        }
        // 声明一个orDone
        orDone := make(chan interface{})
        go func() {
            // 完成关闭orDone
            defer close(orDone)
            switch len(channels) {
            case 2: // 如果是2个channel，只需要监听这两个
                select {
                case <-channels[0]:
                case <-channels[1]:
                }
            default:
                // 二分法递归
                m := len(channels) / 2
                select {
                case <-or(channels[:m]...):
                case <-or(channels[m:]...):
                }
            }
        }()
        return orDone
    }

    // 传入一个时间模拟请求时长，时间到了就close掉，结束当前channel的阻塞
    sig := func(after time.Duration) <-chan interface{} {
        c := make(chan interface{})
        go func() {
            defer close(c)
            time.Sleep(after)
        }()
        return c
    }

    start := time.Now()
    // 这里orDone开始是阻塞的，里面开了5个channel
    <-or(
        sig(2*time.Hour),
        sig(5*time.Minute),
        sig(1*time.Second),
    )
    fmt.Printf("done after %v\n", time.Since(start))
}

4、fanout-channel模式

意思是只有1个输入channel，有多个输出channel，经常用在设计模式中的观察者模式。观察者模式中，当数据发生变动后，多个观察者都会收到这个信号。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    // 输入的channel，相当于被观察者
    ch := make(chan interface{})
    go func() {
        for {
            ch <- time.Now()
            time.Sleep(3 * time.Second)
        }
    }()

    // 观察者
    out := make([]chan interface{}, 2)
    for k := range out {
        out[k] = make(chan interface{})
    }

    go fanout(ch, out)

    // 是否观察到数据变化
    for {
        select {
        case res := <-out[0]:
            fmt.Println(res)
        case res := <-out[1]:
            fmt.Println(res)
        }
    }
}

func fanout(ch <-chan interface{}, out []chan interface{}) {
    defer func() {
        for i := 0; i < len(out); i++ {
            close(out[i])
        }
    }()

    // 订阅被观察者
    for v := range ch {
        v := v
        for i := 0; i < len(out); i++ {
            i := i
            out[i] <- v
        }
    }

}

5、fan-in-channel模式

和上面的相反，这个是指多个源channel输入，一个目标channel输出的情况。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    // 输入的channel
    in := make([]chan interface{}, 2)
    in2 := make([]<-chan interface{}, 2)

    for k := range in {
        k := k
        in[k] = make(chan interface{})
        var inin <-chan interface{} = in[k]
        in2[k] = inin

        go func() {
            for {
                in[k] <- time.Now()
                time.Sleep(3 * time.Second)
            }
        }()

    }

    // 打印输出的channel
    for v := range fanIn(in2...) {
        fmt.Println(v)
    }

}

func fanIn(chans ...<-chan interface{}) <-chan interface{} {
    switch len(chans) {
    case 0:
        c := make(chan interface{})
        close(c)
        return c
    case 1:
        return chans[0]
    case 2:
        return mergeTwo(chans[0], chans[1])
    default: // 多个channel二分法
        m := len(chans) / 2
        return mergeTwo(fanIn(chans[:m]...), fanIn(chans[m:]...))
    }

}

func mergeTwo(a, b <-chan interface{}) <-chan interface{} {
    // 针对2个channel输出
    c := make(chan interface{})
    go func() {
        defer close(c)
        for a != nil || b != nil {
            select {
            case v, ok := <-a:
                if !ok {
                    a = nil
                    continue
                }
                c <- v
            case v, ok := <-b:
                if !ok {
                    b = nil
                    continue
                }
                c <- v
            }

        }
    }()
    return c
}