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更簡的并發代碼有哪些

本篇內容介紹了“更簡的并發代碼有哪些”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

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name作用
AtomicBoolbool類型 原子類
AtomicDurationDuration有關 原子類
AtomicFloat64float64類型 原子類
Barrier欄柵【將加鎖解鎖包裝】
Cond條件變量
DoneChan優雅通知關閉
ImmutableResource創建后不會修改的資源
Limit控制請求數
LockedCalls確保方法的串行調用
ManagedResource資源管理
Once提供 once func
OnceGuard一次性使用的資源管理
Poolpool，簡單的池
RefResource引用計數的資源
ResourceManager資源管理器
SharedCalls類似 singflight 的功能
SpinLock自旋鎖：自旋+CAS
TimeoutLimitLimit + timeout 控制

下面開始對以上庫組件做分別介紹。

atomic

因為沒有 泛型 支持，所以才會出現多種類型的原子類支持。以下采用 float64 作為例子：

func (f *AtomicFloat64) Add(val float64) float64 {
	for {
		old := f.Load()
		nv := old + val
		if f.CompareAndSwap(old, nv) {
			return nv
		}
	}
}

func (f *AtomicFloat64) CompareAndSwap(old, val float64) bool {
	return atomic.CompareAndSwapUint64((*uint64)(f), math.Float64bits(old), math.Float64bits(val))
}

func (f *AtomicFloat64) Load() float64 {
	return math.Float64frombits(atomic.LoadUint64((*uint64)(f)))
}

func (f *AtomicFloat64) Set(val float64) {
	atomic.StoreUint64((*uint64)(f), math.Float64bits(val))
}

  • Add(val)：如果 CAS 失敗，不斷for循環重試，獲取 old val，并set old+val；

  • CompareAndSwap(old, new)：調用底層 atomic 的 CAS；

  • Load()：調用 atomic.LoadUint64 ，然后轉換

  • Set(val)：調用 atomic.StoreUint64

至于其他類型，開發者想自己擴展自己想要的類型，可以依照上述，基本上調用原始 atomic 操作，然后轉換為需要的類型，比如：遇到 bool 可以借助 0, 1 來分辨對應的 false, true。

Barrier

這里 Barrier 只是將業務函數操作封裝，作為閉包傳入，內部將 lock 操作的加鎖解鎖自行解決了【防止開發者加鎖了忘記解鎖】

func (b *Barrier) Guard(fn func()) {
	b.lock.Lock()
	defer b.lock.Unlock()
  // 自己的業務邏輯
	fn()
}

Cond/Limit/TimeoutLimit

這個數據結構和 Limit 一起組成了 TimeoutLimit ，這里將這3個一起講：

func NewTimeoutLimit(n int) TimeoutLimit {
	return TimeoutLimit{
		limit: NewLimit(n),
		cond:  NewCond(),
	}
}

func NewLimit(n int) Limit {
	return Limit{
		pool: make(chan lang.PlaceholderType, n),
	}
}

  • limit 這里是有緩沖的 channel；

  • cond 是無緩沖的；

所以這里結合名字來理解：因為 Limit 是限制某一種資源的使用，所以需要預先在資源池中放入預置數量的資源；Cond 類似閥門，需要兩邊都準備好，才能進行數據交換，所以使用無緩沖，同步控制。

這里我們看看 stores/mongo 中關于 session 的管理，來理解 資源控制：

func (cs *concurrentSession) takeSession(opts ...Option) (*mgo.Session, error) {
  // 選項參數注入
	...
  // 看 limit 中是否還能取出資源
	if err := cs.limit.Borrow(o.timeout); err != nil {
		return nil, err
	} else {
		return cs.Copy(), nil
	}
}

func (l TimeoutLimit) Borrow(timeout time.Duration) error {
  // 1. 如果還有 limit 中還有資源，取出一個，返回
	if l.TryBorrow() {
		return nil
	}
	// 2. 如果 limit 中資源已經用完了
	var ok bool
	for {
    // 只有 cond 可以取出一個【無緩存，也只有 cond <- 此條才能通過】
		timeout, ok = l.cond.WaitWithTimeout(timeout)
    // 嘗試取出一個【上面 cond 通過時，就有一個資源返回了】
    // 看 `Return()`
		if ok && l.TryBorrow() {
			return nil
		}
		// 超時控制
		if timeout <= 0 {
			return ErrTimeout
		}
	}
}

func (l TimeoutLimit) Return() error {
  // 返回去一個資源
	if err := l.limit.Return(); err != nil {
		return err
	}
	// 同步通知另一個需要資源的協程【實現了閥門，兩方交換】
	l.cond.Signal()
	return nil
}

資源管理

同文件夾中還有 ResourceManager，從名字上類似，這里將兩個組件放在一起講解。

先從結構上：

type ManagedResource struct {
  // 資源
	resource interface{}
	lock     sync.RWMutex
  // 生成資源的邏輯，由開發者自己控制
	generate func() interface{}
  // 對比資源
	equals   func(a, b interface{}) bool
}

type ResourceManager struct {
  // 資源：這里看得出來是 I/O，
	resources   map[string]io.Closer
	sharedCalls SharedCalls
  // 對資源map互斥訪問
	lock        sync.RWMutex
}

然后來看獲取資源的方法簽名：

func (manager *ResourceManager) GetResource(key, create func() (io.Closer, error)) (io.Closer, error)

// 獲取一個資源（有就直接獲取，沒有生成一個）
func (mr *ManagedResource) Take() interface{}
// 判斷這個資源是否不符合傳入的判斷要求，不符合則重置
func (mr *ManagedResource) MarkBroken(resource interface{})

  1. ResourceManager 使用 SharedCalls 做防重復請求，并將資源緩存在內部的 sourMap；另外傳入的 create func 和 IO 操作有關，常見用在網絡資源的緩存；

  2. ManagedResource 緩存資源沒有 map 而是單一的 interface ，說明只有一份，但是它提供了 Take() 和傳入 generate()說明可以讓開發者自行更新 resource；

所以在用途上：

  • ResourceManager：用在網絡資源的管理。如：數據庫連接管理；

  • ManagedResource：用在一些變化資源，可以做資源前后對比，達到更新資源。如：token 管理和驗證

RefResource

這個就和 GC 中引用計數類似：

  • Use() -> ref++

  • Clean() -> ref--; if ref == 0 -> ref clean

func (r *RefResource) Use() error {
  // 互斥訪問
	r.lock.Lock()
	defer r.lock.Unlock()
	// 清除標記
	if r.cleaned {
		return ErrUseOfCleaned
	}
	// 引用 +1
	r.ref++
	return nil
}

SharedCalls

一句話形容：使用SharedCalls可以使得同時多個請求只需要發起一次拿結果的調用，其他請求"坐享其成"，這種設計有效減少了資源服務的并發壓力，可以有效防止緩存擊穿。

這個組件被反復應用在其他組件中，上面說的 ResourceManager。

類似當需要高頻并發訪問一個資源時，就可以使用 SharedCalls 緩存。

// 當多個請求同時使用Do方法請求資源時
func (g *sharedGroup) Do(key string, fn func() (interface{}, error)) (interface{}, error) {
  // 先申請加鎖
  g.lock.Lock()

  // 根據key，獲取對應的call結果,并用變量c保存
  if c, ok := g.calls[key]; ok {
    // 拿到call以后，釋放鎖，此處call可能還沒有實際數據，只是一個空的內存占位
    g.lock.Unlock()
    // 調用wg.Wait，判斷是否有其他goroutine正在申請資源，如果阻塞，說明有其他goroutine正在獲取資源
    c.wg.Wait()
    // 當wg.Wait不再阻塞，表示資源獲取已經結束，可以直接返回結果
    return c.val, c.err
  }

  // 沒有拿到結果，則調用makeCall方法去獲取資源，注意此處仍然是鎖住的，可以保證只有一個goroutine可以調用makecall
  c := g.makeCall(key, fn)
  // 返回調用結果
  return c.val, c.err
}

“更簡的并發代碼有哪些”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注創新互聯網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！

新聞標題：更簡的并發代碼有哪些
當前地址：http://m.newbst.com/article40/ghoiho.html

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