緩沖信道

之前看到的都是無緩沖信道，無緩沖信道的發(fā)送和接收過程是阻塞的。我們還可以創(chuàng)建一個有緩沖（Buffer）的信道。

1. 只在緩沖已滿的情況，才會阻塞向緩沖信道（Buffered Channel）發(fā)送數(shù)據(jù)。
2. 只有在緩沖為空的時候，才會阻塞從緩沖信道接收數(shù)據(jù)。

通過向 make 函數(shù)再傳遞一個表示容量的參數(shù)（指定緩沖的大小），可以創(chuàng)建緩沖信道。

ch := make(chan type, capacity)

要讓一個信道有緩沖，上面語法中的 capacity 應(yīng)該大于 0。無緩沖信道的容量默認(rèn)為 0。我們在上一章創(chuàng)建信道時，省略了容量參數(shù)。

示例1：

package main

import (  
    "fmt"
)


func main() {  
    ch := make(chan string, 2)
    ch <- "naveen"
    ch <- "paul"
    fmt.Println(<- ch)
    fmt.Println(<- ch)
}

創(chuàng)建了一個緩沖信道，其容量為 2。由于該信道的容量為 2，因此可向它寫入兩個字符串，而且不會發(fā)生阻塞。

示例2：

package main

import (  
    "fmt"
    "time"
)

func write(ch chan int) {  
    for i := 0; i < 5; i++ {
        ch <- i
        fmt.Println("successfully wrote", i, "to ch")
    }
    close(ch)
}
func main() {  
    ch := make(chan int, 2)
    go write(ch)
    time.Sleep(2 * time.Second)
    for v := range ch {
        fmt.Println("read value", v,"from ch")
        time.Sleep(2 * time.Second)

    }
}

死鎖

向容量為 2 的緩沖信道寫入 3 個字符串。當(dāng)在程序控制到達(dá)第 3 次寫入時，由于它超出了信道的容量，因此這次寫入發(fā)生了阻塞?，F(xiàn)在想要這次寫操作能夠進(jìn)行下去，必須要有其它協(xié)程來讀取這個信道的數(shù)據(jù)。但在本例中，并沒有并發(fā)協(xié)程來讀取這個信道，因此這里會發(fā)生死鎖（deadlock）。程序會在運行時觸發(fā) panic

長度 vs 容量

• 容量：指信道可以存儲的值的數(shù)量。我們在使用 make 函數(shù)創(chuàng)建緩沖信道的時候會指定容量大小。
• 長度：指信道中當(dāng)前排隊的元素個數(shù)。

示例代碼：

package main

import (  
    "fmt"
)

func main() {  
    ch := make(chan string, 3)
    ch <- "naveen"
    ch <- "paul"
    fmt.Println("capacity is", cap(ch))
    fmt.Println("length is", len(ch))
    fmt.Println("read value", <-ch)
    fmt.Println("new length is", len(ch))
}

WaitGroup

WaitGroup 用于實現(xiàn)工作池，因此要理解工作池，我們首先需要了解 WaitGroup。

WaitGroup 用于等待一批 Go 協(xié)程執(zhí)行結(jié)束。程序控制會一直阻塞，直到這些協(xié)程全部執(zhí)行完畢。假設(shè)我們有 3 個并發(fā)執(zhí)行的 Go 協(xié)程（由 Go 主協(xié)程生成）。Go 主協(xié)程需要等待這 3 個協(xié)程執(zhí)行結(jié)束后，才會終止。這就可以用 WaitGroup 來實現(xiàn)。

WaitGroup原理：
WaitGroup 使用計數(shù)器來工作。
調(diào)用 WaitGroup 的 Add 并傳遞一個 int時，WaitGroup 的計數(shù)器會增加上 Add 的傳參。
要減少計數(shù)器，可以調(diào)用 WaitGroup 的 Done() 方法。
Wait() 方法會阻塞調(diào)用它的 Go 協(xié)程，直到計數(shù)器變?yōu)?0 后才會停止阻塞。

代碼：

package main

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

func process(i int, wg *sync.WaitGroup) {  
    fmt.Println("started Goroutine ", i)
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Printf("Goroutine %d ended\n", i)
    wg.Done()
}

func main() {  
    no := 3
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < no; i++ {
        wg.Add(1)
        go process(i, &wg)
    }
    wg.Wait()
    fmt.Println("All go routines finished executing")
}

解釋代碼：

1. WaitGroup 是一個結(jié)構(gòu)體類型，創(chuàng)建 WaitGroup 類型的變量，其初始值為零值。
2. for 循環(huán)迭代了 3 次，在循環(huán)內(nèi)調(diào)用了 wg.Add(1)。因此計數(shù)器變?yōu)?3。for 循環(huán)同樣創(chuàng)建了 3 個 process 協(xié)程
3. 調(diào)用了 wg.Wait()，確保 Go 主協(xié)程等待計數(shù)器變?yōu)?0
4. process 協(xié)程內(nèi)調(diào)用了 wg.Done，可以讓計數(shù)器遞減。一旦 3 個子協(xié)程都執(zhí)行完畢（即 wg.Done() 調(diào)用了 3 次），那么計數(shù)器就變?yōu)?0，于是主協(xié)程會解除阻塞。

注意：
process函數(shù)中傳遞 wg 的地址是很重要的。如果沒有傳遞 wg 的地址，那么每個 Go 協(xié)程將會得到一個 WaitGroup 值的拷貝，因而當(dāng)它們執(zhí)行結(jié)束時，main 函數(shù)并不會知道。

由于 Go 協(xié)程的執(zhí)行順序不一定，因此你的輸出可能和我不一樣。

工作池的實現(xiàn)

緩沖信道的重要應(yīng)用之一就是實現(xiàn)工作池。
一般而言，工作池就是一組等待任務(wù)分配的線程。
一旦完成了所分配的任務(wù)，這些線程可繼續(xù)等待任務(wù)的分配。

用一個需求說明工作池：
計算所輸入數(shù)字的每一位的和。例如，如果輸入 234，結(jié)果會是 9（即 2 + 3 + 4）。向工作池輸入的是一列隨機(jī)數(shù)。

我們工作池的核心功能如下：

• 創(chuàng)建一個 Go 協(xié)程池，監(jiān)聽一個等待作業(yè)分配的輸入型緩沖信道。
• 將作業(yè)添加到該輸入型緩沖信道中。
• 作業(yè)完成后，再將結(jié)果寫入一個輸出型緩沖信道。
• 從輸出型緩沖信道讀取并打印結(jié)果。