goroutine(Go语言并发)如何使用才更加高效?
发布时间:2023-05-28 01:45:21

Go语言原生支持并发是被众人津津乐道的特性。goroutine 早期是 Inferno 操作系统的一个试验性特性,而现在这个特性与操作系统一起,将开发变得越来越简单。

很多刚开始使用Go语言开发的人都很喜欢使用并发特性,而没有考虑并发是否真正能解决他们的问题。

了解 goroutine 的生命期时再创建 goroutine

在Go语言中,开发者习惯将并发内容与 goroutine 一一对应地创建 goroutine。开发者很少会考虑 goroutine 在什么时候能退出和控制 goroutine 生命期,这就会造成 goroutine 失控的情况。下面来看一段代码。

失控的 goroutine:

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

// 一段耗时的计算函数
func consumer(ch chan int) {
	// 无限获取数据的循环
	for {
		// 从通道获取数据
		data := <-ch // 打印数据
		fmt.Println(data)
	}
}
func main() {
	// 创建一个传递数据用的通道
	ch := make(chan int)
	for {
		// 空变量, 什么也不做
		var dummy string // 获取输入, 模拟进程持续运行
		fmt.Scan(&dummy) // 启动并发执行consumer()函数
		go consumer(ch)  // 输出现在的goroutine数量
		fmt.Println("goroutines:", runtime.NumGoroutine())
	}
}

代码说明如下:

  • 第 9 行,consumer() 函数模拟平时业务中放到 goroutine 中执行的耗时操作。该函数从其他 goroutine 中获取和接收数据或者指令,处理后返回结果。
  • 第 12 行,需要通过无限循环不停地获取数据。
  • 第 15 行,每次从通道中获取数据。
  • 第 18 行,模拟处理完数据后的返回数据。
  • 第 26 行,创建一个整型通道。
  • 第 34 行,使用 fmt.Scan() 函数接收数据时,需要提供变量地址。如果输入匹配的变量类型,将会成功赋值给变量。
  • 第 37 行,启动并发执行 consumer() 函数,并传入 ch 通道。
  • 第 40 行,每启动一个 goroutine,使用 runtime.NumGoroutine 检查进程创建的 goroutine 数量总数。

运行程序,每输入一个字符串+回车,将会创建一个 goroutine,结果如下:

% go run goroutine.go
fghfghfg
goroutines: 2
h
goroutines: 3
h
goroutines: 4

注意,结果中 a、b、c 为通过键盘输入的字符,其他为打印字符。

这个程序实际在模拟一个进程根据需要创建 goroutine 的情况。运行后,问题已经被暴露出来:随着输入的字符串越来越多,goroutine 将会无限制地被创建,但并不会结束。这种情况如果发生在生产环境中,将会造成内存大量分配,最终使进程崩溃。现实的情况也许比这段代码更加隐蔽:也许你设置了一个退出的条件,但是条件永远不会被满足或者触发。

为了避免这种情况,在这个例子中,需要为 consumer() 函数添加合理的退出条件,修改代码后如下:

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

// 一段耗时的计算函数
func consumer(ch chan int) {
	// 无限获取数据的循环
	for {
		// 从通道获取数据
		data := <-ch
		if data == 0 {
			break
		}
		// 打印数据
		fmt.Println(data)
		fmt.Println("goroutine exit")
	}
}
func main() {
	// 创建一个传递数据用的通道
	ch := make(chan int)
	for {
		// 空变量, 什么也不做
		var dummy string // 获取输入, 模拟进程持续运行
		fmt.Scan(&dummy)
		if dummy == "quit" {
			for i := 0; i < runtime.NumGoroutine()-1; i++ {
				ch <- 0
			}
			continue
		}
		// 启动并发执行consumer()函数
		go consumer(ch) // 输出现在的goroutine数量
		fmt.Println("goroutines:", runtime.NumGoroutine())
	}
}