Golang的Fork/Join實(shí)現(xiàn)代碼
做過Java開發(fā)的同學(xué)肯定知道,JDK7加入的Fork/Join是一個(gè)非常優(yōu)秀的設(shè)計(jì),到了JDK8,又結(jié)合并行流中進(jìn)行了優(yōu)化和增強(qiáng),是一個(gè)非常好的工具。
1、Fork/Join是什么
Fork/Join本質(zhì)上是一種任務(wù)分解,即:將一個(gè)很大的任務(wù)分解成若干個(gè)小任務(wù),然后再對(duì)小任務(wù)進(jìn)一步分解,直到最小顆粒度,然后并發(fā)執(zhí)行。
這么做的優(yōu)點(diǎn)很明顯,就是可以大幅提升計(jì)算性能,缺點(diǎn)嘛,也有一點(diǎn),那就是資源開銷要大一些。
在網(wǎng)上找了一張圖,任務(wù)分解就是這個(gè)意思:

2、Golang中的Fork/Join實(shí)現(xiàn)
對(duì)于Golang中的Fork/Join的實(shí)現(xiàn),我參考了JDK的源碼,利用了Goroutine特性,這樣就能充分利用MPG模型,不必自己再處理任務(wù)竊取等問題了,用起來還是蠻爽的。
廢話不多說,請(qǐng)看代碼:
package like_fork_join
import (
"fmt"
"github.com/oklog/ulid/v2"
)
const defaultPageSize = 10
type MyForkJoinTask struct {
size int
}
// NewMyTask 初始化一個(gè)任務(wù)
func NewMyTask(pageSize int) *MyForkJoinTask {
var size = defaultPageSize
if pageSize > size {
size = pageSize
}
return &MyForkJoinTask{
size: size,
}
}
// Do 執(zhí)行任務(wù)時(shí),傳入一個(gè)切片
func (t *MyForkJoinTask) Do(numbers []int) int {
JoinCh := make(chan bool, 1)
resultCh := make(chan int, 1)
t.do(numbers, JoinCh, resultCh, ulid.Make().String())
result := <-resultCh
return result
}
func (t *MyForkJoinTask) do(numbers []int, joinCh chan bool, resultCh chan int, id string) {
defer func() {
joinCh <- true
close(joinCh)
close(resultCh)
}()
fmt.Printf("id %s numbers %+v\n", id, numbers)
// 任務(wù)小于最小顆粒度時(shí),直接執(zhí)行邏輯(此處是求和),不再拆分,否則進(jìn)行分治
if len(numbers) <= t.size {
var sum = 0
for _, number := range numbers {
sum += number
}
resultCh <- sum
fmt.Printf("id %s numbers %+v, result %+v\n", id, numbers, sum)
return
} else {
start := 0
end := len(numbers)
middle := (start + end) / 2
// 左
leftJoinCh := make(chan bool, 1)
leftResultCh := make(chan int, 1)
leftId := ulid.Make().String()
go t.do(numbers[start:middle], leftJoinCh, leftResultCh, id+"->left->"+leftId)
// 右
rightJoinCh := make(chan bool, 1)
rightResultCh := make(chan int, 1)
rightId := ulid.Make().String()
go t.do(numbers[middle:], rightJoinCh, rightResultCh, id+"->right->"+rightId)
// 等待左邊和右邊分治子任務(wù)結(jié)束
var leftDone, rightDone = false, false
for {
select {
case _, ok := <-leftJoinCh:
if ok {
fmt.Printf("left %s join done\n", leftId)
leftDone = true
}
case _, ok := <-rightJoinCh:
if ok {
fmt.Printf("right %s join done\n", rightId)
rightDone = true
}
}
if leftDone && rightDone {
break
}
}
// 取結(jié)果
var (
left = 0
right = 0
leftResultDone = false
rightResultDone = false
)
for {
select {
case l, ok := <-leftResultCh:
if ok {
fmt.Printf("id %s numbers %+v, left %s return: %+v\n", id, numbers, leftId, left)
left = l
leftResultDone = true
}
case r, ok := <-rightResultCh:
if ok {
fmt.Printf("id %s numbers %+v, right %s return: %+v\n", id, numbers, rightId, right)
right = r
rightResultDone = true
}
}
if leftResultDone && rightResultDone {
break
}
}
resultCh <- left + right
return
}
}
代碼也不復(fù)雜,有注釋,大家耐心讀一下就明白了。
3、測(cè)試驗(yàn)證
我寫了一個(gè)比較有壓力的測(cè)試用例代碼,請(qǐng)看:
package like_fork_join
import (
"fmt"
"testing"
)
func TestMyTask_Do(t1 *testing.T) {
type args struct {
numbers []int
}
const max = 10000
var nums = make([]int, 0, max)
var want = 0
for i := 1; i <= max; i++ {
nums = append(nums, i)
want += i
}
tests := []struct {
name string
args args
want int
}{
{name: fmt.Sprintf("sum(1,%d)", max), args: args{numbers: nums}, want: want},
}
for _, tt := range tests {
t1.Run(tt.name, func(t1 *testing.T) {
for i := 0; i <= 100; i += 5 {
t := NewMyTask(i)
if got := t.Do(tt.args.numbers); got != tt.want {
t1.Errorf("Do() = %v, want %v", got, tt.want)
}
}
})
}
}
測(cè)試成功:
--- PASS: TestMyTask_Do/sum(1,10000) (1257.79s) PASS
4、小優(yōu)化
刪除所有fmt包的控制臺(tái)輸出,再跑單元測(cè)試結(jié)果:
=== RUN TestMyTask_Do
--- PASS: TestMyTask_Do (60.53s)
=== RUN TestMyTask_Do/sum(1,10000)
--- PASS: TestMyTask_Do/sum(1,10000) (60.53s)
PASS
20萬次加法計(jì)算,長(zhǎng)度為1萬的數(shù)組的20次計(jì)算,60秒搞定,性能巨強(qiáng),Golang就是棒!
5、后續(xù)計(jì)劃
計(jì)劃后續(xù)再研究研究,看能否把執(zhí)行任務(wù)的邏輯做成泛型和函數(shù)閉包,給抽象出來,這樣就能單獨(dú)形成一個(gè)通用型的代碼包,供外部各種應(yīng)用程序使用了,不過考慮到goroutine的上下文等問題,估計(jì)會(huì)讓代碼比較復(fù)雜,眼下這個(gè)版本足夠簡(jiǎn)單,也能滿足絕大多數(shù)場(chǎng)景了。
到此這篇關(guān)于Golang的Fork/Join實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang的Fork/Join實(shí)現(xiàn)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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