初探go的协程池

为什么需要协程池

虽然go语言在调度Goroutine已经优化的非常完善,开启一个Goroutine的代价非常小。但是,如果无休止的开辟Goroutine依然会出现高频率的调度Goroutine,那么依然会浪费很多上下文切换的资源。所以设计一个Goroutine池限制Goroutine数量是非常有必要的。

具体实现

先定义Job和Worker作为协程池控制的最基本单元。之前正好在学习网络编程,就用协程池来做了个实验。就借此来看看协程池的具体实现。

//协程池的最小工作单元,即具体业务处理结构体
type Job struct {
    Connection net.Conn  //客户端的连接
}

//队列,用来接收、发送请求
var JobQueue chan Job

//用于执行job,可以理解为job的管理者
type Worker struct {
    WorkerPool chan chan Job
    JobChannel chan Job
    quit chan bool
}

//初始化Worker
func NewWorker(workerPool chan chan Job) Worker {
    return Worker {
        WorkerPool:workerPool,
        JobChannel:make(chan Job),
        quit:make(chan bool),
    }
}

//运行Worker
func (w Worker) Start() {
    go func() {
        for {
            //将可用的worker放进队列中
            w.WorkerPool  <- w.JobChannel
            select {
            case job := <- w.JobChannel:
                //接收到具体请求时进行处理
                HandleConnection(job.Connection)
            case <-w.quit:
                //接收停止请求
                return
            }
        }
    } ()
}

//发送停止请求
func (w Worker) Stop() {
    go func() {
        w.quit <- true
    }()
}

接下来,定义分配worker的结构体dispatcher。

type Dispatcher struct {
    WorkerPool chan chan Job    //worker的池子,控制worker的数量
    WorkerList []Worker         //worker的切片
}

//根据传入的值,创建对应数量的channel
func NewDispatcher(maxWorkers int) *Dispatcher {
    pool := make(chan chan Job, maxWorkers)
    return &Dispatcher{
        WorkerPool:pool,
    }
}

//根据最大值,创建对应数量的worker
func (d *Dispatcher) Run() {
    for i := 0; i < MaxWorkers; i++ {
        worker := NewWorker(d.WorkerPool)
        worker.Start()
        d.WorkerList = append(d.WorkerList, worker)
    }
    //监听工作队列
    go d.dispatch()
}

func (d *Dispatcher) dispatch() {
    for {
        select {
        case job := <-JobQueue:
            go func (job Job) {
                jobChannel := <-d.WorkerPool
                jobChannel <- job
            }(job)
        }
    }
}

//停止所有的worker
func (d *Dispatcher) Stop() {
    for _, worker := range d.WorkerList {
        worker.Stop()
    }
}

以下是主函数的代码。

func main() {
    l, e := net.Listen("tcp",":3207")
    if e != nil {
        fmt.Println(e)
        return
    }

    //创建dispatcher
    dispatcher := routinePool.NewDispatcher(routinePool.MaxWorkers)
    dispatcher.Run()
    //初始化工作队列
    routinePool.JobQueue = make(chan routinePool.Job, routinePool.MaxQueue)

    defer l.Close()
    defer dispatcher.Stop()

    for {
        //接受客户端的连接
        conn, err := l.Accept()
        if err != nil {
            return
        }

        job := routinePool.Job{
            Connection:conn,
        }
        //客户端连接放入工作队列
        routinePool.JobQueue <- job
    }
}

对于客户端请求的处理,我这里只做了最简单的打印处理。

//解包
func Unpack(buffer []byte, readerChannel chan []byte) []byte {
    length := len(buffer)

    var i int
    for i = 0; i < length; i++ {
        if length < i + DataLen {
            break
        }
        //根据长度来获取数据
        messageLen := BytesToInt(buffer[i:i+DataLen])
        if length < i + DataLen + messageLen {
            break
        }
        data := buffer[i+DataLen:i+DataLen+messageLen]
        readerChannel <- data

        i += DataLen + messageLen - 1
    }

    if i == length {
        return make([]byte, 0)
    }
    return buffer[i:]
}

//字节转换成整形
func BytesToInt(b []byte) int {
    bytesBuffer := bytes.NewBuffer(b)

    var x int32
    binary.Read(bytesBuffer, binary.BigEndian, &x)

    return int(x)
}

//处理客户端请求
func HandleConnection(conn net.Conn) {
    defer func() {
        fmt.Println(conn.RemoteAddr())
        conn.Close()
    }()
    tempBuffer := make([]byte, 0)
    readerChannel := make(chan []byte, 16)
    //fmt.Println(conn.RemoteAddr())
    go reader(readerChannel)

    buffer := make([]byte, 1024)
    for {
        n, err := conn.Read(buffer)
        if err != nil {
            return
        }
        tempBuffer = Unpack(append(tempBuffer, buffer[:n]...), readerChannel)
    }
}

func reader(readerChannel chan []byte) {
    for {
        select {
        case data := <- readerChannel:
            //fmt.Println(string(data))
            data = data
        }
    }
}

这是几个用到的常量。

const MaxWorkers = 100000

const MaxQueue = 3000

const DataLen = 4

文章和实现参考了用go一分钟处理百万请求