Go 中的並發模式；工作池和扇出/扇入

Go 以其卓越的並發模型而聞名，但許多開發人員只專注於 goroutine 和通道。然而，工作池和扇出/扇入等並發模式提供了真正的效率。

本文將介紹這些進階概念，幫助您最大限度地提高 Go 應用程式的吞吐量。

為什麼並發很重要

並發允許程式有效率地執行任務，特別是在處理 I/O 操作、Web 請求或後台處理等任務時。在 Go 中，goroutines 提供了一種輕量級的方法來管理數千個並發任務，但如果沒有結構，您可能會遇到瓶頸。這就是工作池和扇出/扇入模式發揮作用的地方。

工人池

工作池允許您透過將任務指派給固定的「工作人員」來限制 goroutine 的數量。這可以防止超額訂閱，減少資源消耗，並使任務執行易於管理。

package main

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

func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for j := range jobs {
        fmt.Printf("Worker %d started job %d\n", id, j)
        time.Sleep(time.Second) // Simulate work
        fmt.Printf("Worker %d finished job %d\n", id, j)
        results <- j * 2
    }
}

func main() {
    jobs := make(chan int, 100)
    results := make(chan int, 100)
    var wg sync.WaitGroup

    // Start 3 workers
    for w := 1; w <= 3; w++ {
        wg.Add(1)
        go worker(w, jobs, results, &wg)
    }

    // Send jobs
    for j := 1; j <= 5; j++ {
        jobs <- j
    }
    close(jobs)

    // Wait for workers to finish
    wg.Wait()
    close(results)

    for result := range results {
        fmt.Println("Result:", result)
    }
}

在此範例中：

• 我們有三位工人同時處理作業。
• 每個作業都會透過管道傳遞給工人，並收集結果進行處理。

扇出/扇入模式

扇出/扇入模式允許多個 goroutine 處理相同任務，而扇入則將結果收集回單一輸出。這對於劃分任務然後聚合結果非常有用。

package main

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

func workerFanOut(id int, tasks <-chan int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    for task := range tasks {
        fmt.Printf("Worker %d processing task %d\n", id, task)
        time.Sleep(time.Second) // Simulate work
    }
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    tasks := make(chan int, 10)

    // Fan-out: Launch multiple workers
    for i := 1; i <= 3; i++ {
        wg.Add(1)
        go workerFanOut(i, tasks, &wg)
    }

    // Send tasks
    for i := 1; i <= 9; i++ {
        tasks <- i
    }
    close(tasks)

    // Wait for workers to finish
    wg.Wait()

    fmt.Println("All tasks are processed.")
}

在上面的程式碼中：

• 扇出：我們建立多個並行處理任務的 goroutine（工作者）。
• Fan-In：處理後，可以聚合所有worker的結果以進行進一步處理。

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並發模式可用於最佳化 Web 伺服器、批次系統或 I/O 密集型應用程式。使用工作池和扇出/扇出等模式可確保最佳的資源利用率，而不會壓垮系統容量。

增加知識的後續步驟：

• 探索如何將這些模式擴展到其他並發挑戰。
• 使用管理請求的工作池建立即時 Web 服務。

Go 並發成功的關鍵是結構。掌握這些並發模式將提高您的 Go 技能並幫助您編寫高效能應用程式。

請繼續關注下一篇文章，以了解更多關於 Go 的見解！

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以上是Go 中的並發模式；工作池和扇出/扇入的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！