golang 扇入扇出以及通知退出机制

文章目录

扇入和扇出
通知退出机制
golang实现生成器
- 最简单的带缓冲的生成器
- 扇入技术实现增强型生成器
- 退出通知机制实现自动退出的生成器
- 一个融合了并发、缓冲、退出通知等多重特性的生成器

扇入和扇出

编程中经常遇到“扇入和扇出”两个概念，所谓的扇入是指将多路通道聚合到一条通道中处理，Go语言最简单的扇入就是使用select聚合多条通道服务;所谓的扇出是指将一条通道发散到多条通道中处理。在Go语言里面实现就是使用go关键字启动多个goroutine并发处理。

中国有句经典的哲学名句叫“分久必合，合久必分”，软件的设计和开发也遵循同样的哲学思想，扇入就是合，扇出就是分。当生产者的速度很慢时，需要使用扇入技术聚合多个生产者满足消费者，比如很耗时的加密/解密服务;当消费者的速度很慢时，需要使用扇出技术，比如Web服务器并发请求处理。扇入和扇出是Go并发编程中常用的技术。

通知退出机制

读取已经关闭的通道不会引起阻塞，也不会导致panic，而是立即返回该通道存储类型的零值。关闭select监听的某个通道能使select立即感知这种通知，然后进行相应的处理，这就是所谓的退出通知机制(close channel to broadcast)。

其中context标准库就是利用这种机制处理更复杂的通知机制的。

golang实现生成器

在应用系统编程中，生成器一般用于生成全局事务号、订单号、序列号和随机数等等。

Go 对这种场景的支持非常简单，其中运用了扇入、扇出以及通知退出的思想。

最简单的带缓冲的生成器

package mainimport ("fmt""math/rand"
)func GenerateIntA() chan int {ch := make(chan int, 10)// 启动一个goroutine用于生成随机数，函数返回一个通道用于获取随机数go func() {for {ch <- rand.Int()}}()return ch
}func main() {ch := GenerateIntA()fmt.Println(<-ch)fmt.Println(<-ch)
}//5577006791947779410
//8674665223082153551

扇入技术实现增强型生成器

package mainimport ("fmt""math/rand"
)func GenerateIntA() chan int {ch := make(chan int, 10)go func() {for {ch <- rand.Int()}}()return ch
}func GenerateIntB() chan int {ch := make(chan int, 10)go func() {for {ch <- rand.Int()}}()return ch
}func GenerateInt() chan int {ch := make(chan int, 20)go func() {// 使用select的扇入技术(Fan in)增加生成的随机源for {select {case ch <- <-GenerateIntA():case ch <- <-GenerateIntB():}}}()return ch
}func main() {ch := GenerateInt()for i := 0; i < 100; i++ {fmt.Println(<-ch)}
}

退出通知机制实现自动退出的生成器

package mainimport ("fmt""math/rand"
)func GenerateIntA(done chan struct{}) chan int {ch := make(chan int)go func() {Lable:for {// 通过select监听一个信号chan来确定是否停止生成select {case ch <- rand.Int():case <- done:break Lable}}close(ch)}()return ch
}func main() {done := make(chan struct{})ch := GenerateIntA(done)fmt.Println(<-ch)fmt.Println(<-ch)// 不再需要生成器，通过close chan发送一个通知给生成器close(done)for v := range ch {fmt.Println(v)}
}

一个融合了并发、缓冲、退出通知等多重特性的生成器

package mainimport ("fmt""math/rand"
)// GenerateIntA done接收通知退出信号
func GenerateIntA(done chan struct{}) chan int {ch := make(chan int, 5)go func() {Lable:for {select {case ch <- rand.Int():case <- done:break Lable}}close(ch)}()return ch
}// GenerateIntB done接收通知信号
func GenerateIntB(done chan struct{}) chan int {ch := make(chan int, 10)go func() {Lable:for {select {case ch <- rand.Int():case <- done:break Lable}}close(ch)}()return ch
}// GenerateInt 通过select 执行扇入操作
func GenerateInt(done chan struct{}) chan int {ch := make(chan int)send := make(chan struct{})go func() {Lable:for {select {case ch <- <-GenerateIntA(send):case ch <- <-GenerateIntB(send):case <- done:send <- struct{}{}send <- struct{}{}break Lable}}close(ch)}()return ch
}func main() {// 创建一个作为退出信号的chandone := make(chan struct{})// 启动生成器ch := GenerateInt(done)// 获取生成器资源for i := 0; i < 10; i++ {fmt.Println(<-ch)}// 通知生产者停止生产done <- struct{}{}fmt.Println("stop produce")
}

参考资料：

《Go核心编程》