引言
fasthttp是一个非常优秀的web server框架，号称比官方的net/http快10倍以上。fasthttp用了很多黑魔法。俗话说，源码面前，了无秘密，我们今天通过源码来看一看她的goroutine pool的实现。
热身
fasthttp写server和原生的net/http写法上基本没有区别，这里就不举例子。直接找到入口函数，在根目录下的server.go文件中，我们从函数ListenAndServe()跟踪进去。从端口监听到处理请求的函数调用链如下。
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func ListenAndServe(addr string, handler RequestHandler) error { s := &Server{ Handler: handler, } return s.ListenAndServe(addr) } // ListenAndServe serves HTTP requests from the given TCP addr. func (s *Server) ListenAndServe(addr string) error { ln, err := net.Listen("tcp", addr) if err != nil { return err } return s.Serve(ln) } // Serve blocks until the given listener returns permanent error. func (s *Server) Serve(ln net.Listener) error { ... wp := &workerPool{ WorkerFunc: s.serveConn, MaxWorkersCount: maxWorkersCount, LogAllErrors: s.LogAllErrors, Logger: s.logger(), } wp.Start() //启动worker pool for { if c, err = acceptConn(s, ln, &lastPerIPErrorTime); err != nil { wp.Stop() if err == io.EOF { return nil } return err } if !wp.Serve(c) { s.writeFastError(c, StatusServiceUnavailable, "The connection cannot be served because Server.Concurrency limit exceeded") c.Close() if time.Since(lastOverflowErrorTime) > time.Minute { s.logger().Printf("The incoming connection cannot be served, because %d concurrent connections are served. "+ "Try increasing Server.Concurrency", maxWorkersCount) lastOverflowErrorTime = time.Now() } time.Sleep(100 * time.Millisecond) } c = nil } } |
上面代码中workerPool就是一个线程池。相关代码在server.go文件的同级目录下的workerpool.go文件中。我们从上面代码涉及到的往下看。首先是workerPool struct。
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type workerPool struct { WorkerFunc func(c net.Conn) error MaxWorkersCount int LogAllErrors bool MaxIdleWorkerDuration time.Duration Logger Logger lock sync.Mutex workersCount int mustStop bool ready []*workerChan stopCh chan struct{} workerChanPool sync.Pool } type workerChan struct { lastUseTime time.Time ch chan net.Conn } |
workerPool sturct中的WorkerFunc是conn的处理函数，类似net/http包中的ServeHTTP。因为所有conn的处理都是一样的，所以WorkerFunc不需要和传入的每个conn绑定，整个worker pool共用一个。workerChanPool是sync.Pool对象池。
MaxIdleWorkerDuration是worker空闲的最长时间，超过就将worker关闭。workersCount是worker的数量。ready是可用的worker列表，也就是说所有goroutine worker是存放在一个数组里面的。这个数组模拟一个类似栈的FILO队列，也就是说我们每次使用的worker都从队列的尾部开始取。wp.Start()启动worker pool。wp.Stop()是出错处理。wp.Serve(c)是对conn进行处理的函数。我们先看一下wp.Start()。
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func (wp *workerPool) Start() { if wp.stopCh != nil { panic("BUG: workerPool already started") } wp.stopCh = make(chan struct{}) stopCh := wp.stopCh go func() { var scratch []*workerChan for { wp.clean(&scratch) select { case <-stopCh: return default: time.Sleep(wp.getMaxIdleWorkerDuration()) } } }() } func (wp *workerPool) Stop() { ... close(wp.stopCh) wp.stopCh = nil wp.lock.Lock() ready := wp.ready for i, ch := range ready { ch.ch <- nil ready[i] = nil } wp.ready = ready[:0] wp.mustStop = true wp.lock.Unlock() } |
简单来说，wp.Start()启动了一个goroutine，负责定期清理worker pool中过期worker(过期=未使用时间超过MaxIdleWorkerDuration)。清理操作都在wp.clean()函数中完成，这里就不继续往下看了。stopCh是一个标示worker pool停止的chan。上面的for-select-stop是很常用的方式。wp.Stop()负责停止worker pool的处理工作，包括关闭stopCh，清理闲置的worker列表（这时候还有一部分worker在处理conn，待其处理完成通过判断wp.mustStop来停止）。这里需要注意的一点是做资源清理的时候，对于channel需要置nil。下面看看最重要的函数wp.Serve()。
核心
下面是wp.Serve()函数的调用链。wp.Serve()负责处理来自client的每一条连接。其中比较关键的函数是wp.getCh()，她从worker pool的可用空闲worker列表尾部取出一个可用的worker。这里有几个逻辑需要注意的是：1.如果没有可用的worker（比如处理第一个conn是，worker pool还是空的）则新建；2.如果worker达到上限，则直接不处理（这个地方感觉略粗糙啊！）。go func()那几行代码就是新建worker，我们放到下面说。
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func (wp *workerPool) Serve(c net.Conn) bool { ch := wp.getCh() if ch == nil { return false } ch.ch <- c return true } func (wp *workerPool) getCh() *workerChan { var ch *workerChan createWorker := false wp.lock.Lock() ready := wp.ready n := len(ready) - 1 if n < 0 { if wp.workersCount < wp.MaxWorkersCount { createWorker = true wp.workersCount++ } } else { ch = ready[n] ready[n] = nil wp.ready = ready[:n] } wp.lock.Unlock() if ch == nil { if !createWorker { return nil } vch := wp.workerChanPool.Get() if vch == nil { vch = &workerChan{ ch: make(chan net.Conn, workerChanCap), } } ch = vch.(*workerChan) go func() { wp.workerFunc(ch) wp.workerChanPool.Put(vch) }() } return ch } |
workerFunc()函数定义如下(去掉了很多不影响主线的逻辑)，结合上一篇《如何裸写一个goroutine pool》，还是熟悉的配方，熟悉的味道。这里要看的wp.release()是干啥的。因为前面的wp.Serve()函数只处理一个conn，所以for循环执行一次我们就可以把worker放到空闲队列中去等待下一次conn过来，从代码中可以看出来放回果然是放到空闲队列的末尾（可算和上面呼应上了）。还有上面提到的mustStop，如果worker pool停止了，mustStop就为true，那么workerFunc就要跳出循环，也就是goroutine结束了。
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func (wp *workerPool) workerFunc(ch *workerChan) { var c net.Conn var err error for c = range ch.ch { if c == nil { break } ... c = nil if !wp.release(ch) { break } } wp.lock.Lock() wp.workersCount-- wp.lock.Unlock() } func (wp *workerPool) release(ch *workerChan) bool { ch.lastUseTime = time.Now() wp.lock.Lock() if wp.mustStop { wp.lock.Unlock() return false } wp.ready = append(wp.ready, ch) wp.lock.Unlock() return true } |
总结
除了fasthttp，我还看了github上其他开源且star数在100以上的goroutine pool的实现，基本核心原理都在我上一篇文章中说的那些。fasthttp的实现多了一层goroutine回收机制，不得不说确实挺巧妙。fasthttp性能这么好一定是有其原因的，源码之后再慢慢读。
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