Golang併發模型:併發協程的優雅退出
goroutine作為Golang併發的核心,我們不僅要關注它們的建立和管理,當然還要關注如何合理的退出這些協程,不(合理)退出不然可能會造成阻塞、panic、程式行為異常、資料結果不正確等問題。這篇文章介紹,如何合理的退出goroutine,減少軟體bug。
goroutine在退出方面,不像執行緒和程序,不能通過某種手段強制關閉它們,只能等待goroutine主動退出。但也無需為退出、關閉goroutine而煩惱,下面就介紹3種優雅退出goroutine的方法,只要採用這種最佳實踐去設計,基本上就可以確保goroutine退出上不會有問題,盡情享用。
1:使用for-range退出
for-range
是使用頻率很高的結構,常用它來遍歷資料,range
能夠感知channel的關閉,當channel被髮送資料的協程關閉時,range就會結束,接著退出for迴圈。
它在併發中的使用場景是:當協程只從1個channel讀取資料,然後進行處理,處理後協程退出。下面這個示例程式,當in通道被關閉時,協程可自動退出。
go func(in <-chan int) {
// Using for-range to exit goroutine
// range has the ability to detect the close/end of a channel
for x := range in {
fmt.Printf("Process %d\n", x)
}
}(inCh)
2:使用,ok退出
for-select
也是使用頻率很高的結構,select提供了多路複用的能力,所以for-select可以讓函式具有持續多路處理多個channel的能力。但select沒有感知channel的關閉,這引出了2個問題:
- 繼續在關閉的通道上讀,會讀到通道傳輸資料型別的零值,如果是指標型別,讀到nil,繼續處理還會產生nil。
- 繼續在關閉的通道上寫,將會panic。
問題2可以這樣解決,通道只由傳送方關閉,接收方不可關閉,即某個寫通道只由使用該select的協程關閉,select中就不存在繼續在關閉的通道上寫資料的問題。
問題1可以使用,ok
來檢測通道的關閉,使用情況有2種。
第一種:如果某個通道關閉後,需要退出協程,直接return即可。示例程式碼中,該協程需要從in通道讀資料,還需要定時列印已經處理的數量,有2件事要做,所有不能使用for-range,需要使用for-select,當in關閉時,ok=false
,我們直接返回。
go func() {
// in for-select using ok to exit goroutine
for {
select {
case x, ok := <-in:
if !ok {
return
}
fmt.Printf("Process %d\n", x)
processedCnt++
case <-t.C:
fmt.Printf("Working, processedCnt = %d\n", processedCnt)
}
}
}()
第二種:如果某個通道關閉了,不再處理該通道,而是繼續處理其他case,退出是等待所有的可讀通道關閉。我們需要使用select的一個特徵:select不會在nil的通道上進行等待。這種情況,把只讀通道設定為nil即可解決。
go func() {
// in for-select using ok to exit goroutine
for {
select {
case x, ok := <-in1:
if !ok {
in1 = nil
}
// Process
case y, ok := <-in2:
if !ok {
in2 = nil
}
// Process
case <-t.C:
fmt.Printf("Working, processedCnt = %d\n", processedCnt)
}
// If both in channel are closed, goroutine exit
if in1 == nil && in2 == nil {
return
}
}
}()
3:使用退出通道退出
使用,ok
來退出使用for-select協程,解決是當讀入資料的通道關閉時,沒資料讀時程式的正常結束。想想下面這2種場景,,ok
還能適用嗎?
- 接收的協程要退出了,如果它直接退出,不告知傳送協程,傳送協程將阻塞。
- 啟動了一個工作協程處理資料,如何通知它退出?
使用一個專門的通道,傳送退出的訊號,可以解決這類問題。以第2個場景為例,協程入參包含一個停止通道stopCh
,當stopCh
被關閉,case <-stopCh
會執行,直接返回即可。
當我啟動了100個worker時,只要main()
執行關閉stopCh,每一個worker都會都到訊號,進而關閉。如果main()
向stopCh傳送100個數據,這種就低效了。
func worker(stopCh <-chan struct{}) {
go func() {
defer fmt.Println("worker exit")
// Using stop channel explicit exit
for {
select {
case <-stopCh:
fmt.Println("Recv stop signal")
return
case <-t.C:
fmt.Println("Working .")
}
}
}()
return
}
最佳實踐回顧
- 傳送協程主動關閉通道,接收協程不關閉通道。技巧:把接收方的通道入參宣告為只讀,如果接收協程關閉只讀協程,編譯時就會報錯。
- 協程處理1個通道,並且是讀時,協程優先使用
for-range
,因為range
可以關閉通道的關閉自動退出協程。 ,ok
可以處理多個讀通道關閉,需要關閉當前使用for-select
的協程。- 顯式關閉通道
stopCh
可以處理主動通知協程退出的場景。
完整示例程式碼
本文所有程式碼都在倉庫,可檢視完整示例程式碼:https://github.com/Shitaibin/golang_goroutine_exit
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- 本文作者:大彬
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