Channel使用技巧
- 2019 年 10 月 3 日
- 笔记
前言
Go协程一般使用channel（通道）通信从而协调/同步他们的工作。合理利用Go协程和channel能帮助我们大大提高程序的性能。本文将介绍一些使用channel的场景及技巧
场景一，使用channel返回运算结果
计算斐波那契数列，在学习递归时候这是个经典问题。现在我们不用递归实现，而是用channel返回计算得出的斐波那契数列。 计算前40个斐波那契数列的值，看下效率
package main import ( "fmt" "time" ) //计算斐波那契数列并写到ch中 func fibonacci(n int, ch chan<- int) { first, second := 1, 1 for i := 0; i < n; i++ { ch <- first first, second = second, first+second } close(ch) } func main() { ch := make(chan int, 40) i := 0 start := time.Now() go fibonacci(cap(ch), ch) for result := range ch { fmt.Printf("fibonacci(%d) is: %dn", i, result) i++ } end := time.Now() delta := end.Sub(start) fmt.Printf("took the time: %sn", delta) }只花了7ms，效率是递归实现的100倍（主要是算法效率问题）
fibonacci(33) is: 5702887 fibonacci(34) is: 9227465 fibonacci(35) is: 14930352 fibonacci(36) is: 24157817 fibonacci(37) is: 39088169 fibonacci(38) is: 63245986 fibonacci(39) is: 102334155 took the time: 8.0004ms使用for-range读取channel返回的结果十分便利。当channel关闭且没有数据时，for循环会自动退出，无需主动监测channel是否关闭。close(ch)只针对写数据到channel起作用，意思是close(ch)后，ch中不能再写数据，但不影响从ch中读数据
场景二，使用channel获取多个并行方法中的一个结果
假设程序从多个复制的数据库同时读取。只需要接收首先到达的一个答案，Query 函数获取数据库的连接切片并请求。并行请求每一个数据库并返回收到的第一个响应：
func Query(conns []conn, query string) Result { ch := make(chan Result, 1) for _, conn := range conns { go func(c Conn) { select { case ch <- c.DoQuery(query): } }(conn) } return <- ch }场景三，响应超时处理
在调用远程方法的时候，存在超时可能，超时后返回超时提示
func CallWithTimeOut(timeout time.Duration) (int, error) { select { case resp := <-Call(): return resp, nil case <-time.After(timeout): return -1, errors.New("timeout") } } func Call() <-chan int { outCh := make(chan int) go func() { //调用远程方法 }() return outCh }同样可以扩展到channel的读写操作
func ReadWithTimeOut(ch <-chan int) (x int, err error) { select { case x = <-ch: return x, nil case <-time.After(time.Second): return 0, errors.New("read time out") } } func WriteWithTimeOut(ch chan<- int, x int) (err error) { select { case ch <- x: return nil case <-time.After(time.Second): return errors.New("read time out") } }使用<-time.After()超时设置可能引发的内存泄露问题，可以看这篇文章
场景四，多任务并发执行和顺序执行
方法A和B同时执行，方法C等待方法A执行完后才能执行，main等待A、B、C执行完才退出
package main import ( "fmt" "time" ) func B(quit chan<- string) { fmt.Println("B crraied out") quit <- "B" } func A(quit chan<- string, finished chan<- bool) { // 模拟耗时任务 time.Sleep(time.Second * 1) fmt.Println("A crraied out") finished <- true quit <- "A" } func C(quit chan<- string, finished <-chan bool) { // 在A没有执行完之前，finished获取不到数据，会阻塞 <-finished fmt.Println("C crraied out") quit <- "C" } func main() { finished := make(chan bool) defer close(finished) quit := make(chan string) defer close(quit) go A(quit, finished) go B(quit) go C(quit, finished) fmt.Println(<-quit) fmt.Println(<-quit) fmt.Println(<-quit) }正常执行我们得到以下结果
B crraied out B A crraied out A C crraied out C注意：最后从quit中读数据不能使用for-range语法，不然程序会出现死锁
for res := range quit { fmt.Println(res) }fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!原因很简单，程序中quit通道没有被close，A、B、C运行完了，Go的主协程在for循环中阻塞了，所有Go协程都阻塞了，进入了死锁状态
场景五，超时后停止Go协程，避免浪费资源（停止调用链）
场景四中，假设A方法挂了或者需要执行很长时间，main协程会等到所有方法执行完才会退出。在实际应用中显然不行，所以要设置超时时间。问题来了，C方法是基于A方法执行完后才执行的，我们怎样通知C方法退出呢。这里针对普通的Go协程，不是Http请求，有关Http超时问题引起的内存泄露可以看这篇文章
下面我们修改场景四的代码，让A方法有超时设置，C方法在A方法超时后也退出
package main import ( "fmt" "time" ) // B方法 func B(quit chan<- string) { fmt.Println("B crraied out") quit <- "B" } // A方法，有超时限制 func AWithTimeOut(quit chan<- string, finishedA chan<- bool, timeout time.Duration) { select { case resp := <-A(finishedA): quit <- resp case <-time.After(timeout): quit <- "A timeout" } } // A需要执行的任务 func A(finishedA chan<- bool) <-chan string { respCh := make(chan string) go func() { // 模拟耗时任务 // time.Sleep(time.Second * 3) fmt.Println("A crraied out") finishedA <- true respCh <- "A" }() return respCh } // C方法，等待A方法完成后才能执行，同样有超时限制，超时时间和A方法一致 func CWithTimeOut(quit chan<- string, finishedA <-chan bool, timeout time.Duration) { select { case <-finishedA: fmt.Println("C crraied out") quit <- "C" case <-time.After(timeout): fmt.Println("C Exited") quit <- "C timeout" } } func main() { finishedA := make(chan bool, 1) //这里必须要是1的缓冲通道，不然超时后会死锁 defer close(finishedA) quit := make(chan string, 3) defer close(quit) timeout := time.Second * 2 go AWithTimeOut(quit, finishedA, timeout) go B(quit) go CWithTimeOut(quit, finishedA, timeout) fmt.Println(<-quit) fmt.Println(<-quit) fmt.Println(<-quit) time.Sleep(time.Second * 3) //如果程序未退出的话，A方法执行的任务还会继续运行，因为我们没办法让A方法停下来 }运行结果
B crraied out B C Exited C timeout A timeout A crraied outA方法用
time.Sleep(time.Second * 3)模拟超时任务，代码最后让main协程休眠，主要为了说明虽然A超时了，但正常情况下它还是会把任务执行下去的。如果有哪位大侠有什么方法能让它不执行，还请告知!!!
总结
本文介绍了几种场景下channel的使用技巧，希望能起到抛砖引玉的作用，各位如有其它技巧，欢迎评论，本文会把你们的技巧收纳在其中。感谢！！！
