协程设计模式在 go 并发编程中至关重要。协程: 轻量级线程，可并发运行且共享内存空间，便于数据通信。协程池: 管理协程生命周期的设计模式，在高并发场景中优化协程创建和销毁成本。使用协程池的示例: 使用协程池处理 web 服务请求，提升应用程序性能。
Go 协程设计模式
协程是 Go 语言中强大的机制，用于并发编程。它是一种轻量级线程，可以与其他协程同时运行，而无需阻塞整个程序。协程共享相同的内存空间，从而可以轻松地进行数据通信。
实用案例：并发 Web 服务
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让我们构建一个并发 Web 服务，该服务处理来自多个客户端的请求。我们将使用 Gorilla Web Toolkit 来简化路由和请求处理。
// main.go
package main
import (
"fmt"
"github.com/gorilla/mux"
"net/http"
)
func main() {
r := mux.NewRouter()
r.HandleFunc("/", homeHandler)
// 使用 http.Server 来启动 HTTP 服务器
server := &http.Server{
Addr: ":8080",
Handler: r,
}
// 启动服务器（阻塞）
fmt.Println("Starting server on port 8080...")
server.ListenAndServe()
}
func homeHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprintln(w, "Hello, world!")
}协程池
在高并发场景中，创建和销毁协程可能会很昂贵。因此，协程池是一种常用的设计模式，用于管理协程的生命周期。
// wpool.go
package main
import (
"sync/atomic"
"sync/cond"
)
// WorkerPool 代表一个协程池
type WorkerPool struct {
// 待执行的任务队列
queue chan func()
// 闲置协程队列
idle chan chan func()
// 协程数
n int32
// 控制协程生命周期的条件变量
cv *cond.Cond
}
// NewWorkerPool 创建一个新的协程池
func NewWorkerPool(n int) *WorkerPool {
queue := make(chan func())
idle := make(chan chan func())
cv := cond.New()
wp := &WorkerPool{
queue: queue,
idle: idle,
n: int32(n),
cv: cv,
}
// 创建协程，并将其添加到闲置队列
for i := 0; i < n; i++ {
wp.addWorker()
}
return wp
}
// addWorker 创建一个新的协程并将其添加到闲置队列
func (wp *WorkerPool) addWorker() {
atomic.AddInt32(&wp.n, 1)
go func() {
var f func()
// 从闲置队列获取待执行的任务，如果没有则等待
for f = wp.getWork(); f != nil; f = wp.getWork() {
f()
wp.recycle(f)
}
// 如果队列为空，则删除当前协程
atomic.AddInt32(&wp.n, -1)
}()
}
// recycle 将完成的任务放入闲置队列
func (wp *WorkerPool) recycle(f func()) {
wp.cv.L.Lock()
defer wp.cv.L.Unlock()
select {
// 如果闲置队列中有空间，则放入
case wp.idle <- f:
default:
// 否则，添加到任务队列
wp.queue <- f
wp.cv.Broadcast()
}
}
// getWork 从任务队列或闲置队列获取一个任务
func (wp *WorkerPool) getWork() func() {
var f func()
wp.cv.L.Lock()
defer wp.cv.L.Unlock()
// 如果任务队列中有任务，则从中获取
select {
case f = <-wp.queue:
default:
// 否则，如果闲置队列中有闲置协程，则从中获取
if len(wp.idle) > 0 {
wp.cv.Wait()
f = <-wp.idle
}
}
return f
}使用协程池的示例
// main.go
// ...省略其他代码...
package main
// 使用协程池来处理请求
func homeHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
wp := NewWorkerPool(4)
wp.Enqueue(func() {
fmt.Fprintln(w, "Hello, world!")
})
}协程设计模式在 Go 并发编程中至关重要，它们允许开发者轻松地创建并行和高性能的应用程序。通过使用协程池，我们可以更有效地管理协程的生命周期，从而提高应用程序的性能。
