在 Go 语言中管理 Concurrency 的三种方式

相信大家踏入 Go 语言的世界，肯定是被强大的并发(Concurrency)所吸引，Go 语言用最简单的关键字go就可以将任务丢到后台处理，但是开发者怎么有效率的控制并发，这是入门 Go 语言必学的技能，本章会介绍几种方式来带大家认识并发，而这三种方式分别对应到三个不同的名词：WaitGroup，Channel，及 Context。下面用简单的范例带大家了解。

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WaitGroup

先来了解有什么情境需要使用到 WaitGroup，假设您有两台机器需要同时上传最新的代码，两台机器分别上传完成后，才能执行最后的重启步骤。就像是把一个工作同时拆成好几份同时一起做，可以减少时间，但是最后需要等到全部做完，才能执行下一步，这时候就需要用到 WaitGroup 才能做到。

 
 
 
      
  
  
  1. package main 
    2.   
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  3. import ( 
    4.   
  
  
  4.     "fmt" 
    5.   
  
  
  5.     "sync" 
    6.   
  
  
  6. ) 
    7.   
  
  
  7.  
    8.   
  
  
  8. func main() { 
    9.   
  
  
  9.     var wg sync.WaitGroup 
    10.   
  
  
  10.     i := 0 
    11.   
  
  
  11.     wg.Add(3) //task count wait to do 
    12.   
  
  
  12.     go func() { 
    13.   
  
  
  13.         defer wg.Done() // finish task1 
    14.   
  
  
  14.         fmt.Println("goroutine 1 done") 
    15.   
  
  
  15.         i++ 
    16.   
  
  
  16.     }() 
    17.   
  
  
  17.     go func() { 
    18.   
  
  
  18.         defer wg.Done() // finish task2 
    19.   
  
  
  19.         fmt.Println("goroutine 2 done") 
    20.   
  
  
  20.         i++ 
    21.   
  
  
  21.     }() 
    22.   
  
  
  22.     go func() { 
    23.   
  
  
  23.         defer wg.Done() // finish task3 
    24.   
  
  
  24.         fmt.Println("goroutine 3 done") 
    25.   
  
  
  25.         i++ 
    26.   
  
  
  26.     }() 
    27.   
  
  
  27.     wg.Wait() // wait for tasks to be done 
    28.   
  
  
  28.     fmt.Println("all goroutine done") 
    29.   
  
  
  29.     fmt.Println(i) 
    30.   
  
  
  30. } 
    31.

Channel

另外一种实际的案例就是，我们需要主动通知一个 Goroutine 进行停止的动作。换句话说，当 App 启动时，会在后台跑一些监控程序，而当整个 App 需要停止前，需要发个 Notification 给后台的监控程序，将其先停止，这时候就需要用到 Channel 来通知。看下下面这个例子：

 
 
 
      
  
  
  1. package main 
    2.   
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  3. import ( 
    4.   
  
  
  4.     "fmt" 
    5.   
  
  
  5.     "time" 
    6.   
  
  
  6. ) 
    7.   
  
  
  7.  
    8.   
  
  
  8. func main() { 
    9.   
  
  
  9.     exit := make(chan bool) 
    10.   
  
  
  10.     go func() { 
    11.   
  
  
  11.         for { 
    12.   
  
  
  12.             select { 
    13.   
  
  
  13.             case <-exit: 
    14.   
  
  
  14.                 fmt.Println("Exit") 
    15.   
  
  
  15.                 return 
    16.   
  
  
  16.             case <-time.After(2 * time.Second): 
    17.   
  
  
  17.                 fmt.Println("Monitoring") 
    18.   
  
  
  18.             } 
    19.   
  
  
  19.         } 
    20.   
  
  
  20.     }() 
    21.   
  
  
  21.     time.Sleep(5 * time.Second) 
    22.   
  
  
  22.     fmt.Println("Notify Exit") 
    23.   
  
  
  23.     exit <- true //keep main goroutine alive 
    24.   
  
  
  24.     time.Sleep(5 * time.Second) 
    25.   
  
  
  25. } 
    26.

上面的例子可以发现，用了一个 Gogourtine 和 Channel 来控制。可以想像当后台有无数个 Goroutine 的时候，我们就需要用多个 Channel 才能进行控制，也许 Goroutine 内又会产生 Goroutine，开发者这时候就会发现已经无法单纯使用 Channel 来控制多个 Goroutine 了。这时候解决方式会是传递 Context。

Context

大家可以想像，今天有一个后台任务 A，A 任务又产生了 B 任务，B 任务又产生了 C 任务，也就是可以按照此模式一直产生下去，假设中途我们需要停止 A 任务，而 A 又必须告诉 B 及 C 要一起停止，这时候通过 context 方式是最快的了。

 
 
 
      
  
  
  1. package main 
    2.   
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  3. import ( 
    4.   
  
  
  4.     "context" 
    5.   
  
  
  5.     "fmt" 
    6.   
  
  
  6.     "time" 
    7.   
  
  
  7. ) 
    8.   
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  9. func foo(ctx context.Context, name string) { 
    10.   
  
  
  10.     go bar(ctx, name) // A calls B 
    11.   
  
  
  11.     for { 
    12.   
  
  
  12.         select { 
    13.   
  
  
  13.         case <-ctx.Done(): 
    14.   
  
  
  14.             fmt.Println(name, "A Exit") 
    15.   
  
  
  15.             return 
    16.   
  
  
  16.         case <-time.After(1 * time.Second): 
    17.   
  
  
  17.             fmt.Println(name, "A do something") 
    18.   
  
  
  18.         } 
    19.   
  
  
  19.     } 
    20.   
  
  
  20. } 
    21.   
  
  
  21.  
    22.   
  
  
  22. func bar(ctx context.Context, name string) { 
    23.   
  
  
  23.     for { 
    24.   
  
  
  24.         select { 
    25.   
  
  
  25.         case <-ctx.Done(): 
    26.   
  
  
  26.             fmt.Println(name, "B Exit") 
    27.   
  
  
  27.             return 
    28.   
  
  
  28.         case <-time.After(2 * time.Second): 
    29.   
  
  
  29.             fmt.Println(name, "B do something") 
    30.   
  
  
  30.         } 
    31.   
  
  
  31.     } 
    32.   
  
  
  32. } 
    33.   
  
  
  33.  
    34.   
  
  
  34. func main() { 
    35.   
  
  
  35.     ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background()) 
    36.   
  
  
  36.     go foo(ctx, "FooBar") 
    37.   
  
  
  37.     fmt.Println("client release connection, need to notify A, B exit") 
    38.   
  
  
  38.     time.Sleep(5 * time.Second) 
    39.   
  
  
  39.     cancel() //mock client exit, and pass the signal, ctx.Done() gets the signal  time.Sleep(3 * time.Second) 
    40.   
  
  
  40.     time.Sleep(3 * time.Second) 
    41.   
  
  
  41. } 
    42.   
  
  
  42.  
    43.   
  
  
  43. package main 
    44.   
  
  
  44.  
    45.   
  
  
  45. import ( 
    46.   
  
  
  46.     "context" 
    47.   
  
  
  47.     "fmt" 
    48.   
  
  
  48.     "time" 
    49.   
  
  
  49. ) 
    50.   
  
  
  50.  
    51.   
  
  
  51. func foo(ctx context.Context, name string) { 
    52.   
  
  
  52.     go bar(ctx, name) // A calls B 
    53.   
  
  
  53.     for { 
    54.   
  
  
  54.         select { 
    55.   
  
  
  55.         case <-ctx.Done(): 
    56.   
  
  
  56.             fmt.Println(name, "A Exit") 
    57.   
  
  
  57.             return 
    58.   
  
  
  58.         case <-time.After(1 * time.Second): 
    59.   
  
  
  59.             fmt.Println(name, "A do something") 
    60.   
  
  
  60.         } 
    61.   
  
  
  61.     } 
    62.   
  
  
  62. } 
    63.   
  
  
  63.  
    64.   
  
  
  64. func bar(ctx context.Context, name string) { 
    65.   
  
  
  65.     for { 
    66.   
  
  
  66.         select { 
    67.   
  
  
  67.         case <-ctx.Done(): 
    68.   
  
  
  68.             fmt.Println(name, "B Exit") 
    69.   
  
  
  69.             return 
    70.   
  
  
  70.         case <-time.After(2 * time.Second): 
    71.   
  
  
  71.             fmt.Println(name, "B do something") 
    72.   
  
  
  72.         } 
    73.   
  
  
  73.     } 
    74.   
  
  
  74. } 
    75.   
  
  
  75.  
    76.   
  
  
  76. func main() { 
    77.   
  
  
  77.     ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background()) 
    78.   
  
  
  78.     go foo(ctx, "FooBar") 
    79.   
  
  
  79.     fmt.Println("client release connection, need to notify A, B exit") 
    80.   
  
  
  80.     time.Sleep(5 * time.Second) 
    81.   
  
  
  81.     cancel() //mock client exit, and pass the signal, ctx.Done() gets the signal  time.Sleep(3 * time.Second) 
    82.   
  
  
  82.     time.Sleep(3 * time.Second) 
    83.   
  
  
  83. } 
    84.

大家可以把 context 想成是一个 controller，可以随时控制不确定个数的 Goroutine，由上往下，只要宣告context.WithCancel后，再任意时间点都可以通过cancel()来停止整个后台服务。实际案例会用在当 App 需要重新启动时，要先通知全部 goroutine 停止，正常停止后，才会重新启动 App。

总结

根据不同的情境跟状况来选择不同的方式，做一个总结：

  • WaitGroup：需要将单一个工作分解成多个子任务，等到全部完成后，才能进行下一步，这时候用 WaitGroup 最适合了
  • Channel + Select：Channel 只能用在比较单纯的 Goroutine 情况下，如果要管理多个 Goroutine，建议还是 走 context 会比较适合
  • Context：如果您想一次控制全部的 Goroutine，相信用 context 会是最适合不过的。

文章题目：在 Go 语言中管理 Concurrency 的三种方式
文章网址：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news47/202547.html

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