从零学习 Go 语言（33）：如何手动实现一个协程池？

 在线博客：http://golang.iswbm.com/ Github：https://github.com/iswbm/GolangCodingTime --- 在 Golang 中要创建一个协程是一件无比简单的事情，你只要定义一个函数，并使用 go 关键字去执行它就行了。 如果你接触过其他语言，会发现你在使用使用线程时，为了减少线程频繁创建销毁还来的开销，通常我们会使用线程池来复用线程。 **池化技术就是利用复用来提升性能的，那在 Golang 中需要协程池吗？** 在 Golang 中，goroutine 是一个轻量级的线程，他的创建、调度都是在用户态进行，并不需要进入内核，这意味着创建销毁协程带来的开销是非常小的。 因此，我认为大多数情况下，开发人员是不太需要使用协程池的。 但也不排除有某些场景下是需要这样做，因为我还没有遇到就不说了。 抛开**是否必要**这个问题，单纯从技术的角度来看，我们可以怎样实现一个通用的协程池呢？ 下面就来一起学习一下我的写法 首先定义一个协程池（Pool）结构体，包含两个属性，都是 chan 类型的。 一个是 work，用于接收 task 任务 一个是 sem，用于设置协程池大小，即可同时执行的协程数量 ```go type Pool struct { work chan func() // 任务 sem chan struct{} // 数量 } ``` 然后定义一个 New 函数，用于创建一个协程池对象，有一个细节需要注意 work 是一个无缓冲通道 而 sem 是一个缓冲通道，size 大小即为协程池大小 ```go func New(size int) *Pool { return &Pool{ work: make(chan func()), sem: make(chan struct{}, size), } } ``` 最后给协程池对象绑定两个函数 1、**NewTask**：往协程池中添加任务 当第一次调用 NewTask 添加任务的时候，由于 work 是无缓冲通道，所以会一定会走第二个 case 的分支：使用 go worker 开启一个协程。 ```go func (p *Pool) NewTask(task func()) { select { case p.work <- task: case p.sem <- struct{}{}: go p.worker(task) } } ``` 2、**worker**：用于执行任务 为了能够实现协程的复用，这个使用了 for 无限循环，使这个协程在执行完任务后，也不退出，而是一直在接收新的任务。 ```go func (p *Pool) worker(task func()) { defer func() { <-p.sem }() for { task() task = <-p.work } } ``` 这两个函数是协程池实现的关键函数，里面的逻辑很值得推敲： 1、如果设定的协程池数大于 2，此时第二次传入往 NewTask 传入task，select case 的时候，如果第一个协程还在运行中，就一定会走第二个case，重新创建一个协程执行task 2、如果传入的任务数大于设定的协程池数，并且此时所有的任务都还在运行中，那此时再调用 NewTask 传入 task ，这两个 case 都不会命中，会一直阻塞直到有任务执行完成，worker 函数里的 work 通道才能接收到新的任务，继续执行。 以上便是协程池的实现过程。 使用它也很简单，看下面的代码你就明白了 ```go func main() { pool := New(128) pool.NewTask(func(){ fmt.Println("run task") }) } ``` 为了让你看到效果，我设置协程池数为 2，开启四个任务，都是 sleep 2 秒后，打印当前时间。 ```go func main() { pool := New(2) for i := 1; i <5; i++{ pool.NewTask(func(){ time.Sleep(2 * time.Second) fmt.Println(time.Now()) }) } // 保证所有的协程都执行完毕 time.Sleep(5 * time.Second) } ``` 执行结果如下，可以看到总共 4 个任务，由于协程池大小为 2，所以 4 个任务分两批执行（从打印的时间可以看出） ``` 2020-05-24 23:18:02.014487 +0800 CST m=+2.005207182 2020-05-24 23:18:02.014524 +0800 CST m=+2.005243650 2020-05-24 23:18:04.019755 +0800 CST m=+4.010435443 2020-05-24 23:18:04.019819 +0800 CST m=+4.010499440 ``` ## 系列导读 --- [从零学习 Go 语言（01）：一文搞定开发环境的搭建](https://studygolang.com/articles/27365) [从零学习 Go 语言（02）：学习五种变量创建的方法](https://studygolang.com/articles/27432) [从零学习 Go 语言（03）：数据类型之整型与浮点型](https://studygolang.com/articles/27440) [从零学习 Go 语言（04）：byte、rune与字符串](https://studygolang.com/articles/27463) [从零学习 Go 语言（05）：数据类型之数组与切片](https://studygolang.com/articles/27508) [从零学习 Go 语言（06）：数据类型之字典与布尔类型](https://studygolang.com/articles/27563) [从零学习 Go 语言（07）：数据类型之指针](https://studygolang.com/articles/27585) [从零学习 Go 语言（08）：流程控制之if-else](https://studygolang.com/articles/27613) [从零学习 Go 语言（09）：流程控制之switch-case](https://studygolang.com/articles/27660) [从零学习 Go 语言（10）：流程控制之for 循环](https://studygolang.com/articles/28120) [从零学习 Go 语言（11）：goto 无条件跳转](https://studygolang.com/articles/28472) [从零学习 Go 语言（12）：流程控制之defer 延迟语句](https://studygolang.com/articles/28515) [从零学习 Go 语言（13）：异常机制 panic 和 recover](https://studygolang.com/articles/28519) [从零学习 Go 语言（14）：Go 语言中的类型断言是什么？](https://studygolang.com/articles/29305) [从零学习 Go 语言（15）：学习 Go 语言的结构体与继承](https://studygolang.com/articles/29306) [从零学习 Go 语言（17）：Go 语言中的 make 和 new 有什么区别？](https://studygolang.com/articles/29315) [从零学习 Go 语言（18）：Go 语言中的 语句块与作用域](https://studygolang.com/articles/29365) [从零学习 Go 语言（19）：Go Modules 前世今生及入门使用](https://studygolang.com/articles/29371) [从零学习 Go 语言（20）：关于包导入必学的 8 个知识点](https://studygolang.com/articles/29404) [从零学习 Go 语言（21）：一文了解 Go语言中编码规范](https://studygolang.com/articles/29477) [从零学习 Go 语言（22）：Go 语言中如何开源自己写的包给别人用?](https://studygolang.com/articles/29609) [从零学习 Go 语言（23）：一篇文章搞懂 Go 语言的函数](https://studygolang.com/articles/29628) [从零学习 Go 语言（24）：理解 Go 语言中的 goroutine](https://studygolang.com/articles/29641) [从零学习 Go 语言（25）：详解信道/通道](https://studygolang.com/articles/29704) [从零学习 Go 语言（26）：通道死锁经典错误案例详解](https://studygolang.com/articles/29756) [从零学习 Go 语言（27）：学习 Go 协程中的 WaitGroup](https://studygolang.com/articles/29783) [从零学习 Go 语言（28）：学习 Go 协程中的互斥锁和读写锁](https://studygolang.com/articles/29838) [从零学习 Go 语言（29）：Go 语言中的 select 用法](https://studygolang.com/articles/29852) [从零学习 Go 语言（30）：如何使用 GDB 调试 Go 程序？](https://studygolang.com/articles/29867) [从零学习 Go 语言（31）：Go 语言里的空接口](https://studygolang.com/articles/29885) [从零学习 Go 语言（32）：理解 Go 语言中的 Context](https://studygolang.com/articles/29900) ---