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[Golang]妙用channel

发布时间:2020-12-16 18:45:26 所属栏目:大数据 来源:网络整理
导读:?? channel 是 golang 里相当有趣的一个功能,在我使用 golang 编码的经验里,大部分事件都会是在享受 channel 和 goroutine 配合的乐趣。所以本文主要介绍 channel 的一些有趣的用法。 这里有 Oling Cat 翻译的Go编程语言规范里关于 channel(信道)的描述
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channel 是 golang 里相当有趣的一个功能,在我使用 golang 编码的经验里,大部分事件都会是在享受 channel 和 goroutine 配合的乐趣。所以本文主要介绍 channel 的一些有趣的用法。

这里有 Oling Cat 翻译的Go编程语言规范里关于 channel(信道)的描述:

信道提供了一种机制,它在两个并发执行的函数之间进行同步,并通过传递(与该信道元素类型相符的)值来进行通信。

这个个描述又乏味、又枯燥。在我第一次阅读的时候,完全不明白这到底是个什么玩意。事实上,可以认为 channel 是一个管道或者先进先出队列,非常简单且轻量。channel 并不是 Golang 首创的。它同样作为内置功能出现在其他语言中。在大多数情况下,它是一个又大、又笨、又复杂的消息队列系统的一个功能。

下面就来一起找点乐子吧!

最常见的方式:生产者/消费者

生产者产生一些数据将其放入 channel;然后消费者按照顺序,一个一个的从 channel 中取出这些数据进行处理。这是最常见的 channel 的使用方式。当 channel 的缓冲用尽时,生产者必须等待(阻塞)。换句话说,若是 channel 中没有数据,消费者就必须等待了。

这个例子的源代码在这里。最好下载到本地运行。

生产者


func
producer(c chan int64,max
int )
{

defer
close(c)

for

i:= 0; i < max; i ++ {

c
<-
time .Now().Unix()

}

}

生产者生成“max”个 int64 的数字,并且将其放入 channel “c” 中。需要注意的是,这里用 defer 在函数推出的时候关闭了 channel。

消费者

func
consumer(c chan int64) {

var
v int64

ok
:=
true


ok {

if

v,ok = <-c; ok {

fmt.Println(v)

}

}

从 channel 中一个一个的读取 int64 的数字,然后将其打印在屏幕上。当 channel 被关闭后,变量“ok”将被设置为“false”。

自增长 ID 生成器

当生让产者可以顺序的生成整数。它就是一个自增长 ID 生成器。我将这个功能封装成了一个包。并将其代码托管在这里。使用示例可以参考这里的代码。

type
AutoInc
struct

{

start,
step
int

queue
chan
int

running
bool

}


func
New(start,step
)
(ai *AutoInc) {

ai
= &AutoInc{

start:
start,

step:
step,

running:
true ,

queue:
make(chan

}

go
ai.process()

return

}


func
(ai *AutoInc) process() {

defer
func() {recover()}()


i := ai.start; ai.running ; i=i+ai.step {

ai.queue
<- i

}

}


func
(ai *AutoInc) Id()
int

{

return

<-ai.queue

}


func
(ai *AutoInc) Close() {

ai.running
=
false

close(ai.queue)

}

信号量

信号量也是 channel 的一个有趣的应用。这里有一个来自“高效Go编程”的例子。你应当读过了吧?如果还没有,现在就开始读吧……

我在 Gearman 服务的 API 包gearman-go中使用了信号量。在worker/worker.go的 232 行,在并行的 Worker.exec 的数量达到 Worker.limit 时,将被阻塞。

var
sem = make(chan

func
handle(r *Request) {

sem
<- 1
//
等待放行;

process(r)
//
可能需要一个很长的处理过程;

<-sem
//
完成,放行另一个过程。

}


func
Serve(queue chan *Request) {


{

req
:= <-queue

go
handle(req)
//
无需等待 handle 完成。

}

随机序列生成器

当然可以修改自增长 ID 生成器。让生产者生成随机数放入 channel。不过这挺无聊的,不是吗?

这里是随机序列生成器的另一个实现。灵感来自语言规范。它会随机的生成 0/1 序列:

select
{
//
randomized select

case

c <- 0:


c <- 1:

超时定时器

当一个 channel 被 read/write 阻塞时,它会被永远阻塞下去,直到 channel 被关闭,这时会产生一个 panic。channel 没有内建用于超时的定时器。并且似乎也没有计划向 channel 添加一个这样的功能。但在大多数情况下,我们需要一个超时机制。例如,由于生产者执行的时候发生了错误,所以没有向 channel 放入数据。消费者会被阻塞到 channel 被关闭。每次出错都关闭 channel?这绝对不是一个好主意。

c
:= make(chan int64,5)

defer
close(c)

timeout
:= make(chan
bool )

defer
close(timeout)

go
func() {

.Sleep( .Second)
//
等一秒

timeout
<-
true

// 向超时队列中放入标志

}()

select
{


<-timeout:
//
超时

fmt.Println( "timeout..." )


<-c:
//
收到数据

"Read
a date."
)

你注意到 select 语句了吗?哪个 channel 先有数据,哪个分支先执行。因此……还需要更多的解释吗?

这同样被使用在gearman-go 的客户端 API 实现中,第 238 行。

在本文的英文版本发布后,@mjq提醒我说可以用time.After。在项目中,这确实是更好的写法。我得向他道谢!同时我也阅读了src/pkg/time/sleep.go第 74 行,time.After 的实现。其内部实现与上面的代码完全一致。

还有更多……

上面提到的各种有趣的应用当然也可以在其他消息队列中实现,不过由于 channel 的简单和轻量,使得 golang 的 channel 来实现这些有趣的功能具有实际意义,并有真实的应用场景。其实,我觉得有趣的 channel 用法远不止这些。如果你发现了其他有趣的玩法,请务必告诉我。谢谢啦!

(编辑:李大同)

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