• gf框架之grpool


    Go语言中的goroutine虽然相对于系统线程来说比较轻量级,但是在高并发量下的goroutine频繁创建和销毁对于性能损耗以及GC来说压力也不小。充分将goroutine复用,减少goroutine的创建/销毁的性能损耗,这便是grpool对goroutine进行池化封装的目的。例如,针对于100W个执行任务,使用goroutine的话需要不停创建并销毁100W个goroutine,而使用grpool也许底层只需要几千个goroutine便能充分复用地执行完成所有任务。经测试,在高并发下grpool的性能比原生的goroutine高出几倍到数百倍!并且随之也极大地降低了内存使用率。

    性能测试报告:http://johng.cn/grpool-performance/

    方法列表

    func Add(f func())
    func Jobs() int
    func SetExpire(expire int)
    func SetSize(size int)
    func Size() int
    type Pool
        func New(expire int, sizes ...int) *Pool
        func (p *Pool) Add(f func())
        func (p *Pool) Close()
        func (p *Pool) Jobs() int
        func (p *Pool) SetExpire(expire int)
        func (p *Pool) SetSize(size int)
        func (p *Pool) Size() int
    

    通过grpool.New方法创建一个goroutine池,并给定池中goroutine的有效时间,单位为,第二个参数为非必需参数,用于限定池中的工作goroutine数量,默认为不限制。需要注意的是,任务可以不停地往池中添加,没有限制,但是工作的goroutine是可以做限制的。我们可以通过Size()方法查询当前的工作goroutine数量,使用Jobs()方法查询当前池中待处理的任务数量。同时,池的大小和goroutine有效期可以通过SetSize和SetExpire方法在运行时进行动态改变。

    同时,为便于使用,grpool包提供了默认的goroutine池,直接通过grpool.Add即可往默认的池中添加任务,任务参数必须是一个 func()类型的函数/方法。

    使用示例

    1、使用默认的goroutine池,限制10个工作goroutine执行1000个任务。

    https://gitee.com/johng/gf/blob/master/geg/os/grpool/grpool1.go

    package main
    
    import (
        "time"
        "fmt"
        "gitee.com/johng/gf/g/os/gtime"
        "gitee.com/johng/gf/g/os/grpool"
    )
    
    func job() {
        time.Sleep(1*time.Second)
    }
    
    func main() {
        grpool.SetSize(10)
        for i := 0; i < 1000; i++ {
            grpool.Add(job)
        }
        gtime.SetInterval(2*time.Second, func() bool {
            fmt.Println("size:", grpool.Size())
            fmt.Println("jobs:", grpool.Jobs())
            return true
        })
        select {}
    }
    

    这段程序中的任务函数的功能是sleep 1秒钟,这样便能充分展示出goroutine数量限制功能。其中,我们使用了gtime.SetInterval定时器每隔2秒钟打印出当前默认池中的工作goroutine数量以及待处理的任务数量。

    2、我们再来看一个新手经常容易出错的例子

    https://gitee.com/johng/gf/blob/master/geg/os/grpool/grpool2.go

    package main
    
    import (
        "fmt"
        "sync"
        "gitee.com/johng/gf/g/os/grpool"
    )
    
    func main() {
        wg := sync.WaitGroup{}
        for i := 0; i < 10; i++ {
            wg.Add(1)
            grpool.Add(func() {
                fmt.Println(i)
                wg.Done()
            })
        }
        wg.Wait()
    }
    

    我们这段代码的目的是要顺序地打印出0-9,然而运行后却输出:

    10
    10
    10
    10
    10
    10
    10
    10
    10
    10
    

    为什么呢?这里的执行结果无论是采用go关键字来执行还是grpool来执行都是如此。原因是,对于异步线程/协程来讲,函数进行进行异步执行注册时,该函数并未真正开始执行(注册时只在goroutine的栈中保存了变量i的内存地址),而一旦开始执行时函数才会去读取变量i的值,而这个时候变量i的值已经自增到了10。 清楚原因之后,改进方案也很简单了,就是在注册异步执行函数的时候,把当时变量i的值也一并传递获取;或者把当前变量i的值赋值给一个不会改变的临时变量,在函数中使用该临时变量而不是直接使用变量i。

    改进后的示例代码如下:

    1)、使用go关键字

    https://gitee.com/johng/gf/blob/master/geg/os/grpool/grpool3.go

    package main
    
    import (
        "fmt"
        "sync"
    )
    
    func main() {
        wg := sync.WaitGroup{}
        for i := 0; i < 10; i++ {
            wg.Add(1)
            go func(v int){
                fmt.Println(v)
                wg.Done()
            }(i)
        }
        wg.Wait()
    }
    

    执行后,输出结果为:

    9
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    

    注意,异步执行时并不会保证按照函数注册时的顺序执行,以下同理。

    2)、使用临时变量

    https://gitee.com/johng/gf/blob/master/geg/os/grpool/grpool4.go

    package main
    
    import (
        "fmt"
        "sync"
        "gitee.com/johng/gf/g/os/grpool"
    )
    
    func main() {
        wg := sync.WaitGroup{}
        for i := 0; i < 10; i++ {
            wg.Add(1)
            v := i
            grpool.Add(func() {
                fmt.Println(v)
                wg.Done()
            })
        }
        wg.Wait()
    }
    

    执行后,输出结果为:

    9
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    

    这里可以看到,使用grpool进行任务注册时,只能使用func()类型的参数,因此无法在任务注册时把变量i的值注册进去,因此只能采用临时变量的形式来传递当前变量i的值。

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