看着身边优秀的小伙伴们早就开始写博客,自己深感落后,还好迟做总比不做好,勉励自己见贤思齐。趁着年前最后一个周末,阳光正好,写下第一篇博客,为2019年开个头,以期完成今年为自己立下的flags。
从PHPer转Gopher,很大一个原因就是业务对性能和并发的持续需求,另一个主要原因就是Go语言原生的并发特性,可以在提供同等高可用的能力下,使用更少的机器资源,节约可观的成本。因此本文就结合自己在学习Go并发的实战demo中,把遇到的一些坑点写下来,共享进步。
1. 在Go语言中实现并发控制,目前主要有三种方式:
a) Channel
- 分为无缓冲、有缓冲通道;
b) WaitGroup
- sync包提供的goroutine间的同步机制;
c) Context
- 在调用链不同goroutine间传递和共享数据;
本文demo中主要用到了前两种,基本使用请查看官方文档。
2. Demo需求与分析:
需求:实现一个EDM的高效邮件发送:需要支持多个国家(可以看成是多个任务),需要记录每条任务发送的状态(当前成功、失败条数),需要支持可暂停(stop)、重新发送(run)操作。
分析:从需求可以看出,在邮件发送中可以通过并发实现多个国家(多个任务)并发、单个任务分批次并发实现快速、高效EDM需求。
3. Demo实战源码:
3.1 main.go
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"io"
"log"
"os"
"strconv"
"sync"
"time"
)
var (
batchLength = 20
wg sync.WaitGroup
finish = make(chan bool)
)
func main() {
startTime := time.Now().UnixNano()
for i := 1; i <= 3; i++ {
filename := "./task/edm" + strconv.Itoa(i) + ".txt"
start := 60
go RunTask(filename, start, batchLength)
}
// main 阻塞等待goroutine执行完成
fmt.Println(<-finish)
fmt.Println("finished all tasks.")
endTime := time.Now().UnixNano()
fmt.Println("Total cost(ms):", (endTime-startTime)/1e6)
}
// 单任务
func RunTask(filename string, start, length int) (retErr error) {
for {
readLine, err := ReadLines(filename, start, length)
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
fmt.Println(err)
retErr = err
break
}
fmt.Println("current line:", readLine)
start += length
// 等待一批完成才进入下一批
//wg.Wait()
}
wg.Wait()
finish <- true
return retErr
}
注意上面wg.Wait()
的位置(下面有讨论),在finish channel
之前,目的是为了等待子goroutine
运行完,再通过一个无缓冲通道finish
通知main goroutine
,然后main
运行结束。
func ReadLines()读取指定行数据:
// 读取指定行数据
func ReadLines(filename string, start, length int) (line int, retErr error) {
fmt.Println("current file:", filename)
fileObj, err := os.Open(filename)
if err != nil {
panic(err)
}
defer fileObj.Close()
// 跳过开始行之前的行-ReadString方式
startLine := 1
endLine := start + length
reader := bufio.NewReader(fileObj)
for {
line, err := reader.ReadString(byte('\n'))
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
log.Fatal(err)
retErr = err
break
}
if startLine > start && startLine <= endLine {
wg.Add(1)
// go并发执行
go SendEmail(line)
if startLine == endLine {
break
}
}
startLine++
}
return startLine, retErr
}
// 模拟邮件发送
func SendEmail(email string) error {
defer wg.Done()
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println(email)
return nil
}
运行上面main.go
,3个任务在1s内并发完成所有邮件(./task/edm1.txt
中一行表示一个邮箱)发送。
true
finished all tasks.
Total cost(ms): 1001
那么问题来了:没有实现分批每次并发batchLength = 20
,因为如果不分批发送,只要其中某个任务或某一封邮件出错了,那下次重新run的时候,会不知道哪些用户已经发送过了,出现重复发送。而分批发送即使中途出错了,下一次重新run可从上次出错的end行开始,最多是[start - end]
一个batchLength
发送失败,可以接受。
于是,将倒数第5行wg.Wait()
注释掉,倒数第8行注释打开,如下:
// 单任务
func RunTask(filename string, start, length int) (retErr error) {
for {
readLine, err := ReadLines(filename, start, length)
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
fmt.Println(err)
retErr = err
break
}
fmt.Println("current line:", readLine)
start += length
// 等待一批完成才进入下一批
wg.Wait()
}
//wg.Wait()
finish <- true
return retErr
}
运行就报错:
panic: sync: WaitGroup is reused before previous Wait has returned
提示WaitGroup
在goroutine
之间重用了,虽然是全局变量,看起来是使用不当。怎么调整呢?
3.2 main.go
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"io"
"log"
"os"
"strconv"
"sync"
"time"
)
var (
batchLength = 10
outerWg sync.WaitGroup
)
func main() {
startTime := time.Now().UnixNano()
for i := 1; i <= 3; i++ {
filename := "./task/edm" + strconv.Itoa(i) + ".txt"
start := 60
outerWg.Add(1)
go RunTask(filename, start, batchLength)
}
// main 阻塞等待goroutine执行完成
outerWg.Wait()
fmt.Println("finished all tasks.")
endTime := time.Now().UnixNano()
fmt.Println("Total cost(ms):", (endTime-startTime)/1e6)
}
// 单任务
func RunTask(filename string, start, length int) (retErr error) {
for {
isFinish := make(chan bool)
readLine, err := ReadLines(filename, start, length, isFinish)
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
fmt.Println(err)
retErr = err
break
}
// 等待一批完成才进入下一批
fmt.Println("current line:", readLine)
start += length
<-isFinish
// 关闭channel,释放资源
close(isFinish)
}
outerWg.Done()
return retErr
}
从上面可以看出:调整的思路是外层用WaitGroup
控制,里层用channel
控制,执行又报错 : (
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
goroutine 1 [semacquire]:
sync.runtime_Semacquire(0x55fe7c)
/usr/local/go/src/runtime/sema.go:56 +0x39
sync.(*WaitGroup).Wait(0x55fe70)
/usr/local/go/src/sync/waitgroup.go:131 +0x72
main.main()
/home/work/data/www/docker_env/www/go/src/WWW/edm/main.go:31 +0x1ab
goroutine 5 [chan send]:
main.ReadLines(0xc42001c0c0, 0xf, 0x3c, 0xa, 0xc42008e000, 0x0, 0x0, 0x0)
仔细检查,发现上面代码中定义的isFinish
是一个无缓冲channel
,在发邮件SendMail()
子协程没有完成时,读取一个无数据的无缓冲通道将阻塞当前goroutine
,其他goroutine
也是一样的都被阻塞,这样就出现了all goroutines are asleep - deadlock!
于是将上面代码改为有缓冲继续尝试:
isFinish := make(chan bool, 1)
// 读取指定行数据
func ReadLines(filename string, start, length int, isFinish chan bool) (line int, retErr error) {
fmt.Println("current file:", filename)
// 控制每一批发完再下一批
var wg sync.WaitGroup
fileObj, err := os.Open(filename)
if err != nil {
panic(err)
}
defer fileObj.Close()
// 跳过开始行之前的行-ReadString方式
startLine := 1
endLine := start + length
reader := bufio.NewReader(fileObj)
for {
line, err := reader.ReadString(byte('\n'))
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
log.Fatal(err)
retErr = err
break
}
if startLine > start && startLine <= endLine {
wg.Add(1)
// go并发执行
go SendEmail(line, wg)
if startLine == endLine {
isFinish <- true
break
}
}
startLine++
}
wg.Wait()
return startLine, retErr
}
// 模拟邮件发送
func SendEmail(email string, wg sync.WaitGroup) error {
defer wg.Done()
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println(email)
return nil
}
运行,又报错了 : (
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
goroutine 1 [semacquire]:
sync.runtime_Semacquire(0x55fe7c)
/usr/local/go/src/runtime/sema.go:56 +0x39
sync.(*WaitGroup).Wait(0x55fe70)
这次提示有点不一样,看起来是里层的WaitGroup
导致了死锁,继续检查发现里层wg
是值传递,应该使用指针传引用。
// go并发执行
go SendEmail(line, wg)
最后修改代码如下:
// 读取指定行数据
func ReadLines(filename string, start, length int, isFinish chan bool) (line int, retErr error) {
fmt.Println("current file:", filename)
// 控制每一批发完再下一批
var wg sync.WaitGroup
fileObj, err := os.Open(filename)
if err != nil {
panic(err)
}
defer fileObj.Close()
// 跳过开始行之前的行-ReadString方式
startLine := 1
endLine := start + length
reader := bufio.NewReader(fileObj)
for {
line, err := reader.ReadString(byte('\n'))
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
log.Fatal(err)
retErr = err
break
}
if startLine > start && startLine <= endLine {
wg.Add(1)
// go并发执行
go SendEmail(line, &wg)
if startLine == endLine {
isFinish <- true
break
}
}
startLine++
}
wg.Wait()
return startLine, retErr
}
// 模拟邮件发送
func SendEmail(email string, wg *sync.WaitGroup) error {
defer wg.Done()
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println(email)
return nil
}
赶紧运行一下,这次终于成功啦 : )
current line: 100
current file: ./task/edm2.txt
Read EOF: ./task/edm2.txt
Read EOF: ./task/edm2.txt
finished all tasks.
Total cost(ms): 4003
每个任务模拟的是100行,从第60行开始运行,四个任务并发执行,每个任务分批内再次并发,并且控制了每一批次完成后再进行下一批,所以总运行时间约4s,符合期望值。完整源码请阅读原文或移步GitHub:https://github.com/astraw99/edm
4. 小结:
本文通过两层嵌套Go 并发,模拟实现了高性能并发EDM,具体的一些出错行控制、任务中断与再次执行将在下次继续讨论,主要逻辑已跑通,几个坑点小结如下:
a) WaitGroup 一般用于main 主协程等待全部子协程退出后,再优雅退出主协程;嵌套使用时注意wg.Wait()放的位置;
b) 合理使用channel,无缓冲chan将阻塞当前goroutine,有缓冲chan在cap未满的情况下不会阻塞当前goroutine,使用完记得释放chan资源;
c) 注意函数间传值或传引用(本质上还是传值,传的指针的指针内存值)的合理使用;
后记:第一篇博客写到这里差不多算完成了,一不小心一个下午就过去了,写的逻辑、可读性可能不太好请见谅,欢迎留言批评指正。感谢您的阅读。
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