前言

golang 是一門支持并發(fā)的編程語言，它提供了 goroutine 和 channel 等強大的特性，讓我們可以輕松地創(chuàng)建和管理多個執(zhí)行單元，實現(xiàn)高效的任務處理。但是，并發(fā)也帶來了一些挑戰(zhàn)，比如如何控制 goroutine 的數(shù)量，如何避免資源競爭，如何保證數(shù)據(jù)的一致性等。在本文中，我們將介紹一些 golang 的并發(fā)控制的方法和技巧，希望對你有所幫助。

為什么要控制 goroutine 的數(shù)量

goroutine 是 golang 中最基本的執(zhí)行單元，它是一種輕量級的線程，可以在一個或多個系統(tǒng)線程上運行。goroutine 的創(chuàng)建和調(diào)度都不需要進入內(nèi)核，因此開銷很小，我們可以輕松地創(chuàng)建上百萬個而不會導致系統(tǒng)資源耗盡。那么，我們是不是可以隨心所欲地使用 goroutine，而不用擔心它的數(shù)量呢？

答案是否定的。雖然 goroutine 很輕量，但它也不是免費的，它也會占用一定的內(nèi)存空間，每個 goroutine 至少需要 2KB 的棧空間，如果 goroutine 的數(shù)量過多，就會導致內(nèi)存不足，甚至觸發(fā)頻繁的垃圾回收，影響程序的性能。另外，goroutine 也會消耗 CPU 的時間片，如果 goroutine 的數(shù)量超過 CPU 的核心數(shù)，就會導致上下文切換，增加 CPU 的負擔。因此，我們在使用 goroutine 的時候，需要根據(jù)實際的場景和需求，合理地控制 goroutine 的數(shù)量，避免過度并發(fā)。

如何控制 goroutine 的數(shù)量

那么，我們?nèi)绾慰刂?goroutine 的數(shù)量呢？有沒有什么通用的方法或者技巧呢？其實，golang 本身就提供了一些并發(fā)控制的機制，比如 channel 和 sync 包，我們可以利用它們來實現(xiàn) goroutine 的數(shù)量限制。下面，我們就來看一些具體的例子。

利用 channel 的緩沖區(qū)

channel 是 golang 中實現(xiàn)并發(fā)通信的重要工具，它可以在不同的 goroutine 之間傳遞數(shù)據(jù)，實現(xiàn)同步和協(xié)作。channel 有兩種類型，一種是無緩沖的 channel，另一種是有緩沖的 channel。無緩沖的 channel 是同步的，發(fā)送和接收操作必須同時發(fā)生，否則會阻塞。有緩沖的 channel 是異步的，它有一個固定大小的緩沖區(qū)，可以存儲一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，發(fā)送操作只有在緩沖區(qū)滿的時候才會阻塞，接收操作只有在緩沖區(qū)空的時候才會阻塞。

我們可以利用有緩沖的 channel 的特性，來實現(xiàn) goroutine 的數(shù)量限制。具體的思路是，我們創(chuàng)建一個有緩沖的 channel，緩沖區(qū)的大小就是我們想要限制的 goroutine 的數(shù)量。然后，我們在啟動一個 goroutine 之前，先向 channel 發(fā)送一個空結(jié)構體，如果 channel 滿了，就會阻塞，直到有其他 goroutine 退出，從 channel 接收一個空結(jié)構體，釋放緩沖區(qū)。這樣，我們就可以保證同時運行的 goroutine 的數(shù)量不會超過 channel 的緩沖區(qū)大小。下面是一個簡單的例子：

package main
 
import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)
 
func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    ch := make(chan struct{}, 3) // 創(chuàng)建一個緩沖區(qū)大小為 3 的 channel
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- struct{}{} // 向 channel 發(fā)送一個空結(jié)構體，如果 channel 滿了，就會阻塞
        wg.Add(1)
        go func(i int) {
            defer wg.Done()
            fmt.Println(i) // 做一些業(yè)務邏輯處理
            time.Sleep(time.Second)
            <-ch // 從 channel 接收一個空結(jié)構體，釋放緩沖區(qū)
        }(i)
    }
    wg.Wait()
}

運行結(jié)果如下：

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

從結(jié)果中可以看到，每秒鐘只并發(fā)執(zhí)行了 3 個 goroutine，達到了我們的目的。這種方法的優(yōu)點是簡單易用，缺點是需要手動管理 channel 的發(fā)送和接收，如果忘記了，就會導致 goroutine 泄露或者死鎖。

利用 sync 包

sync 包是 golang 提供的一個并發(fā)同步的包，它提供了一些常用的同步原語，比如互斥鎖，條件變量，等待組等。其中，等待組（WaitGroup）是一個非常有用的工具，它可以用來等待一組 goroutine 的完成。WaitGroup 對象內(nèi)部有一個計數(shù)器，最初從 0 開始，它有三個方法：Add，Done，Wait。Add 方法用來增加計數(shù)器的值，Done 方法用來減少計數(shù)器的值，Wait 方法用來阻塞，直到計數(shù)器的值為 0。

我們可以利用 WaitGroup 來實現(xiàn) goroutine 的數(shù)量限制。具體的思路是，我們創(chuàng)建一個 WaitGroup 對象，然后在啟動一個 goroutine 之前，先調(diào)用 Add 方法，增加計數(shù)器的值，如果計數(shù)器的值達到了我們想要限制的 goroutine 的數(shù)量，就會阻塞，直到有其他 goroutine 結(jié)束，調(diào)用 Done 方法，減少計數(shù)器的值，解除阻塞。這樣，我們就可以保證同時運行的 goroutine 的數(shù)量不會超過我們設定的值。下面是一個簡單的例子：

package main
 
import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)
 
func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    limit := 3 // 限制 goroutine 的數(shù)量為 3
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1) // 增加計數(shù)器的值，如果計數(shù)器的值達到 limit，就會阻塞
        go func(i int) {
            defer wg.Done()
            fmt.Println(i) // 做一些業(yè)務邏輯處理
            time.Sleep(time.Second)
        }(i)
        if i >= limit {
            wg.Wait() // 等待其他 goroutine 結(jié)束，減少計數(shù)器的值，解除阻塞
        }
    }
    wg.Wait()
}

運行結(jié)果如下：

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

從結(jié)果中可以看到，每秒鐘只并發(fā)執(zhí)行了 3 個 goroutine，達到了我們的目的。這種方法的優(yōu)點是不需要額外的 channel，缺點是需要手動管理 WaitGroup 的 Add 和 Done 方法，如果忘記了，也會導致 goroutine 泄露或者死鎖。

總結(jié)

在本文中，我們介紹了為什么要控制 goroutine 的數(shù)量，以及如何使用 golang 的 channel 和 sync 包來實現(xiàn) goroutine 的數(shù)量限制。這些方法都是基于 golang 的并發(fā)特性，不需要引入第三方的庫或者框架，可以方便地應用在實際的項目中。當然，這些方法并不是唯一的，也不一定是最優(yōu)的，你可以根據(jù)你的具體的場景和需求，選擇合適的方法，或者自己設計更好的方法，來實現(xiàn) goroutine 的數(shù)量限制。

以上就是golang實現(xiàn)并發(fā)控制的方法和技巧的詳細內(nèi)容，更多關于golang并發(fā)控制的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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