引言

在看文章之前可以看看萬總的這篇文章《服務(wù)自適應(yīng)降載保護(hù)設(shè)計(jì)》，文章已經(jīng)給我們介紹很清楚了，從基礎(chǔ)原理到架構(gòu)需求再到代碼注釋，無不細(xì)致入微，感謝萬總。

之前在設(shè)計(jì)架構(gòu)的時(shí)候?qū)τ诜?wù)過載保護(hù)只會(huì)想到在客戶端、網(wǎng)關(guān)層來實(shí)現(xiàn)，沒考慮過在服務(wù)端也可以達(dá)到這種效果，一來涉及這種技術(shù)的文章較少(可能是我孤陋寡聞了)，二來服務(wù)端不確定的情況比較多，比如服務(wù)器出現(xiàn)問題，或者其他在同一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行的軟件把服務(wù)器直接搞掛，這樣在服務(wù)端實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)在某些層面來說魯棒性可能不太好 ，但在和熔斷器結(jié)合后，用服務(wù)端來實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)也是合情合理的。

我們來看下過載保護(hù)設(shè)計(jì)到的幾個(gè)算法

自旋鎖

• 原理

問：假設(shè)有1個(gè)變量lock，2個(gè)協(xié)程怎么用鎖實(shí)現(xiàn)lock++，lock的結(jié)果最后為2

答：

• 鎖也是1個(gè)變量，初值設(shè)為0；
• 1個(gè)協(xié)程將鎖原子性的置為1；
• 操作變量lock；
• 操作完成后，將鎖原子性的置為0，釋放鎖。
• 在1個(gè)協(xié)程獲取鎖時(shí)，另一個(gè)協(xié)程一直嘗試，直到能夠獲取鎖（不斷循環(huán)），這就是自旋鎖。

自旋鎖的缺點(diǎn)

• 某個(gè)協(xié)程持有鎖時(shí)間長(zhǎng)，等待的協(xié)程一直在循環(huán)等待，消耗CPU資源。
• 不公平，有可能存在有的協(xié)程等待時(shí)間過程，出現(xiàn)線程饑餓（這里就是協(xié)程饑餓）

go-zero 自旋鎖源碼

type SpinLock struct {
    // 鎖變量
    lock uint32
}
// Lock locks the SpinLock.
func (sl *SpinLock) Lock() {
    for !sl.TryLock() {
        // 暫停當(dāng)前goroutine，讓其他goroutine先行運(yùn)算
        runtime.Gosched()
    }
}
// TryLock tries to lock the SpinLock.
func (sl *SpinLock) TryLock() bool {
    // 原子交換，0換成1
    return atomic.CompareAndSwapUint32(&sl.lock, 0, 1)
}
// Unlock unlocks the SpinLock.
func (sl *SpinLock) Unlock() {
    // 原子置零
    atomic.StoreUint32(&sl.lock, 0)
}

源碼中還使用了 golang 的運(yùn)行時(shí)操作包 runtime

runtime.Gosched()暫停當(dāng)前goroutine，讓其他goroutine先行運(yùn)算

注意：只是暫停，不是掛起。

當(dāng)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)到該協(xié)程時(shí)，Gosched()后面的操作將自動(dòng)恢復(fù)

我們來寫寫幾行代碼，看看他的作用是啥

func output(s string) {
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println(s)
    }
}
// 未使用Gosched的代碼
func Test_GoschedDisable(t *testing.T) {
    go output("goroutine 2")
    output("goroutine 1")
}
// === RUN   Test_GoschedDisable
// goroutine 1
// goroutine 1
// goroutine 1
// --- PASS: Test_GoschedDisable (0.00s)

小結(jié)

還沒等到子協(xié)程執(zhí)行，主協(xié)程就已經(jīng)執(zhí)行完退出了，子協(xié)程將不再執(zhí)行，所以打印的全部是主協(xié)程的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，實(shí)際上這個(gè)執(zhí)行結(jié)果也是不確定的，只是大概率出現(xiàn)以上輸出，因?yàn)橹鲄f(xié)程和子協(xié)程間并沒有絕對(duì)的順序關(guān)系

func output(s string) {
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println(s)
    }
}
// 使用Gosched的代碼
func Test_GoschedEnable(t *testing.T) {
    go output("goroutine 2")
    runtime.Gosched()
    output("goroutine 1")
}
// === RUN   Test_GoschedEnable
// goroutine 2
// goroutine 2
// goroutine 2
// goroutine 1
// goroutine 1
// goroutine 1
// --- PASS: Test_GoschedEnable (0.00s)

結(jié)論：在打印goroutine 1之前，主協(xié)程調(diào)用了runtime.Gosched()方法，暫停了主協(xié)程。子協(xié)程獲得了調(diào)度，從而先行打印了goroutine 2。主協(xié)程不是一定要等其他協(xié)程執(zhí)行完才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，而是一定時(shí)間。如果這個(gè)時(shí)間內(nèi)其他協(xié)程沒有執(zhí)行完，那么主協(xié)程將繼續(xù)執(zhí)行，例如以下例子

func output(s string) {
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println(s)
    }
}
// 使用Gosched的代碼，并故意延長(zhǎng)子協(xié)程的執(zhí)行時(shí)間，看主協(xié)程是否一直等待
func Test_GoschedEnableAndSleep(t *testing.T) {
    go func() {
        time.Sleep(5000)
        output("goroutine 2")
    }()
    runtime.Gosched()
    output("goroutine 1")
}
// === RUN   Test_GoschedEnableAndSleep
// goroutine 2
// goroutine 2
// goroutine 2
// goroutine 1
// goroutine 1
// goroutine 1
// --- PASS: Test_GoschedEnableAndSleep (0.00s)

結(jié)論：即使我們故意延長(zhǎng)子協(xié)程的執(zhí)行時(shí)間，主協(xié)程還是會(huì)一直等待子協(xié)程執(zhí)行完才會(huì)執(zhí)行。

源碼中還使用了 golang 的原子操作包 atomic

atomic.CompareAndSwapUint32()函數(shù)用于對(duì)uint32值執(zhí)行比較和交換操作，此函數(shù)是并發(fā)安全的。

// addr 表示地址
// old  表示uint32值，它是舊的，
// new  表示uint32新值，它將與舊值交換自身。
// 如果交換完成，則返回true，否則返回false。
func CompareAndSwapUint32(addr *uint32, old, new uint32) (swapped bool)

atomic.StoreUint32() 函數(shù)用于將val原子存儲(chǔ)到* addr中，此函數(shù)是并發(fā)安全的。

// addr 表示地址
// val  表示uint32值，它是舊的，
func StoreUint32(addr *uint32, val uint32)

過載保護(hù)核心還使用了滑動(dòng)窗口，滑動(dòng)窗口的原理和細(xì)節(jié)可以看前一篇文章，里面有詳細(xì)解答。

以上就是go-zero過載保護(hù)源碼解讀的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于go-zero過載保護(hù)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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