快捷導(dǎo)航

Go 阻塞的實現(xiàn)示例

更新時間：2024年05月15日 09:47:03 作者：比豬聰明

Go語言提供了多種同步和通信機制,可以用于實現(xiàn)阻塞的效果,本文主要介紹了Go 阻塞的實現(xiàn)示例,具有一定的參考價值,感興趣的可以了解一下

阻塞

在Go語言中，阻塞通常指的是一個goroutine（輕量級線程）在等待另一個goroutine完成操作（如I/O操作、channel通信等）時，暫時停止執(zhí)行的現(xiàn)象。Go語言提供了多種同步和通信機制，可以用于實現(xiàn)阻塞的效果。

使用 Channel 實現(xiàn)阻塞

Channel 是Go語言中的一個核心特性，用于在goroutines之間進行通信。通過channel，你可以實現(xiàn)阻塞等待數(shù)據(jù)或命令。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	c := make(chan struct{})
	go func() {
		fmt.Println("業(yè)務(wù)處理~~~")
		time.Sleep(2 * time.Second)
		fmt.Println("業(yè)務(wù)處理完成~~~")
		close(c) // 關(guān)閉channel，通知工作完成
	}()

	<-c // 阻塞等待channel關(guān)閉
	fmt.Println("處理其他業(yè)務(wù)~~~")
}

使用 WaitGroup 實現(xiàn)阻塞

WaitGroup 是Go語言中用于同步一組并發(fā)操作的另一個工具。它通過計數(shù)器來跟蹤完成的操作數(shù)量。

package main

import (
	"fmt"
	"strconv"
	"sync"
	"time"
)

func main() {
	var wg sync.WaitGroup //控制并發(fā)組

	doWork := func(i int) {
        // wg.Done(): 表示一個事件已經(jīng)完成。它等價于 wg.Add(-1)，但更明確地表達了“完成一個任務(wù)”的意圖，并且在使用上更安全，因為它不會導(dǎo)致計數(shù)變?yōu)樨摂?shù)（如果已經(jīng)到達零，則會panic）。
		defer wg.Done() // 當(dāng)函數(shù)返回時，通知WaitGroup一個操作已完成相當(dāng)于wg.Add(-1)
		fmt.Println("處理業(yè)務(wù)~~~" + strconv.Itoa(i))
		time.Sleep(2 * time.Second)
		fmt.Println("業(yè)務(wù)處理完成~~~" + strconv.Itoa(i))
	}

	for i := 0; i < 5; i++ {
		wg.Add(1)    // 增加WaitGroup的計數(shù)器
		go doWork(i) // 啟動一個goroutine做工作
	}
	//主goroutine調(diào)用wg.Wait()，直到所有啟動的goroutines都通過調(diào)用wg.Done()通知它們已經(jīng)完成工作
	wg.Wait() // 阻塞，直到WaitGroup的計數(shù)器為0
	fmt.Println("所有業(yè)務(wù)處理完成~~~")
}

使用 Mutex 和 Conditional Variables 實現(xiàn)阻塞

Mutex（互斥鎖）和條件變量可以用來同步訪問共享資源，并實現(xiàn)基于條件的阻塞。

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

func main() {
	var mtx sync.Mutex         //創(chuàng)建互斥鎖
	cond := sync.NewCond(&mtx) //使用mtx作為底層互斥鎖
	ready := false

	// 啟動一個 goroutine 來改變條件變量 ready 的值，并通知 cond。
	go func() {
		fmt.Println("循環(huán)跟goroutine是go內(nèi)部決定先調(diào)度的--------------------goroutine--------------------")
		time.Sleep(3 * time.Second)
		mtx.Lock() //使用互斥鎖
		ready = true
		cond.Signal() // 喚醒至少一個等待的 goroutine
		mtx.Unlock()  //解鎖
	}()

	mtx.Lock() // 鎖定互斥鎖，準(zhǔn)備進入條件等待
	for !ready {
		fmt.Println("循環(huán)跟goroutine是go內(nèi)部決定先調(diào)度的--------------------阻塞--------------------")
		cond.Wait() // 阻塞，直到 cond.Signal() 被調(diào)用
		//mtx.Unlock()
	}
	mtx.Unlock() // 解鎖互斥鎖，繼續(xù)執(zhí)行（此處mtx.Unlock()在for循環(huán)里面阻塞等待完成后也可以，也可以沒有，因為主線程會結(jié)束,但如果后續(xù)還需要獲取互斥鎖則必須要釋放否則報錯）

	fmt.Println("準(zhǔn)備繼續(xù)~~~")
}

這里是一些關(guān)鍵的修改和注意事項：

sync.Cond 的使用需要一個 sync.Mutex 作為其底層的互斥鎖。在使用 cond.Wait() 之前，必須先鎖定這個互斥鎖。
在 cond.Wait() 調(diào)用中，當(dāng)前的互斥鎖會被自動釋放，goroutine 會阻塞直到它被 cond.Signal() 或 cond.Broadcast() 喚醒。
一旦 cond.Wait() 返回，goroutine 會重新獲取互斥鎖，然后繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)或代碼塊。
在 cond.Signal() 調(diào)用之后，您需要在某個地方調(diào)用 mtx.Unlock() 來釋放互斥鎖，否則主 goroutine 會在 cond.Wait() 之后無法獲取到鎖。
您的代碼中，cond.Wait() 之后的 mtx.Unlock() 應(yīng)該在 for 循環(huán)之外，以避免在循環(huán)的每次迭代中重復(fù)加鎖和解鎖。

在Go語言中，sync.Mutex（互斥鎖）用于保護共享資源不被多個goroutine同時修改，以避免競態(tài)條件。sync.Cond（條件變量）與互斥鎖結(jié)合使用，可以在多個goroutine之間同步共享條件。以下是關(guān)于何時使用 mtx.Lock() 和 mtx.Unlock() 的指導(dǎo)：

mtx.Lock()

在訪問或修改由互斥鎖保護的共享資源之前使用。
在調(diào)用 cond.Wait() 之前使用，以確保在等待條件變量時，共享資源不會被其他goroutine并發(fā)訪問。
在調(diào)用 cond.Signal() 或 cond.Broadcast() 之前使用，因為這些操作需要在互斥鎖保護的臨界區(qū)內(nèi)執(zhí)行。

mtx.Unlock()

在完成對共享資源的訪問或修改后使用。
在 cond.Wait() 返回后使用，因為我們已經(jīng)完成了等待期間需要的共享資源訪問，并且需要重新獲取互斥鎖以繼續(xù)執(zhí)行。
在不再需要互斥鎖保護當(dāng)前goroutine的執(zhí)行路徑時使用，以允許其他等待互斥鎖的goroutine繼續(xù)執(zhí)行。

注意事項

互斥鎖必須在獲取后及時釋放，否則會導(dǎo)致死鎖。
通常，獲取互斥鎖和釋放互斥鎖成對出現(xiàn)，以避免忘記釋放鎖。

永久阻塞

Go 的運行時的當(dāng)前設(shè)計，假定程序員自己負責(zé)檢測何時終止一個 goroutine 以及何時終止該程序?？梢酝ㄟ^調(diào)用 os.Exit 或從 main() 函數(shù)的返回來以正常方式終止程序。而有時候我們需要的是使程序阻塞在這一行。

使用 sync.WaitGroup

一直等待直到 WaitGroup 等于 0

package main

import "sync"

func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(1)
	wg.Wait()
}

空 select

select{}是一個沒有任何 case 的 select，它會一直阻塞

package main

func main() {
	select{}
}

死循環(huán)

雖然能阻塞，但會 100%占用一個 cpu。不建議使用

package main

func main() {
	for {}
}

用 sync.Mutex

一個已經(jīng)鎖了的鎖，再鎖一次會一直阻塞，這個不建議使用

package main

import "sync"

func main() {
	var m sync.Mutex
	m.Lock()
}

os.Signal

系統(tǒng)信號量，在 go 里面也是個 channel，在收到特定的消息之前一直阻塞

package main

import (
	"os"
	"os/signal"
	"syscall"
)

func main() {
	sig := make(chan os.Signal, 2)
	//syscall.SIGTERM 是默認(rèn)的終止進程信號，通常由服務(wù)管理器（如systemd、supervisor等）發(fā)送來請求程序正常終止。
	//syscall.SIGINT 是中斷信號，一般由用戶按下Ctrl+C鍵觸發(fā)，用于請求程序中斷執(zhí)行
	signal.Notify(sig, syscall.SIGTERM, syscall.SIGINT)
	<-sig
}

從終端發(fā)送信號

Ctrl+C: 在大多數(shù)Unix-like系統(tǒng)（包括Linux和macOS）以及Windows的命令行中，按 Ctrl+C 鍵會向當(dāng)前前臺進程發(fā)送一個 SIGINT（中斷）信號。這通常是停止Go程序的快捷方式。
Kill命令: 如果你的程序在后臺運行，并且你知道其進程ID（PID），可以通過終端發(fā)送一個信號。例如，發(fā)送一個 SIGTERM 信號，可以使用：kill PID或者指定型號類型kill -SIGTERM PID

從Go代碼內(nèi)部發(fā)送信號

package main

import (
	"os"
	"os/signal"
	"syscall"
	"time"
)

func main() {
	sig := make(chan os.Signal, 2)
	//syscall.SIGTERM 是默認(rèn)的終止進程信號，通常由服務(wù)管理器（如systemd、supervisor等）發(fā)送來請求程序正常終止。
	//syscall.SIGINT 是中斷信號，一般由用戶按下Ctrl+C鍵觸發(fā)，用于請求程序中斷執(zhí)行
	signal.Notify(sig, syscall.SIGTERM, syscall.SIGINT)

	go func() {
		time.Sleep(10 * time.Second)
		sig <- syscall.SIGTERM
	}()

	go func() {
		time.Sleep(5 * time.Second)
		sig <- syscall.SIGINT
	}()

	<-sig
}

使用外部工具或服務(wù)管理器

如果你的Go程序作為服務(wù)運行，可能由如systemd、supervisord等服務(wù)管理器控制，這些管理器通常提供了發(fā)送信號給托管服務(wù)的機制。具體操作需參考相應(yīng)服務(wù)管理器的文檔。

空 channel 或者 nil channel

channel 會一直阻塞直到收到消息，nil channel 永遠阻塞。

package main

func main() {
	c := make(chan struct{})
	<-c
}

package main

func main() {
	var c chan struct{} //nil channel
	<-c
}

總結(jié)

注意上面寫的的代碼大部分不能直接運行，都會 panic，提示“all goroutines are asleep - deadlock!”，因為 go 的 runtime 會檢查你所有的 goroutine 都卡住了，沒有一個要執(zhí)行。

你可以在阻塞代碼前面加上一個或多個你自己業(yè)務(wù)邏輯的 goroutine，這樣就不會 deadlock 了。

到此這篇關(guān)于Go 阻塞的實現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go 阻塞內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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