實例講解golang模擬實作帶超時的訊號量

這篇文章主要給大家介紹了關於golang模擬實現帶超時的信號量的相關資料，文中透過範例程式碼介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面跟著小編來一起學習學習吧。

前言

最近在寫項目，需要用到信號量等待一些資源完成，但是最多等待N毫秒。在看本文的正文之前，我們先來看看C語言裡的實作方法。

在C語言裡，有如下的API來實現帶超時的信號量等待：

SYNOPSIS
  #include <pthread.h>
 
  int
  pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime);

然後在查看golang的document後，發現golang裡並沒有實現帶有超時的信號量，官方文件在這裡。

原則

我的業務場景是這樣的：我有一個快取字典，當多個使用者請求1個不存在的key時，只有1個請求會穿透到後端，而所有使用者都要排隊等這個請求完成，或是超時回傳。

怎麼實現呢？其實稍微想想cond的原理，就能模擬一個帶著超時的cond出來。

在golang裡，要同時實現”掛起等待”和”超時返回”，一般得用select case語法，一個case等待阻塞的資源，一個case等待一個timer，這一點是非常確定的。

原本阻塞的資源應該透過條件變數的機制來實現完成通知，既然這裡決定用select case，那麼自然想到用channel來取代這個完成通知。

接下來的問題就是，很多請求者並發來獲取這個資源，但是資源還沒準備好，所以大家都要排隊並掛起，等待資源完成，並且當資源完成後通知大家。

所以，這裡很自然要為這個資源做一個佇列，每個請求者建立一個chan，並將chan放到佇列裡，接著select case等待這個chan的通知。而另一端，資源完成後遍歷佇列，通知每個chan即可。

最後一個問題是，只有第一個請求者才能穿透請求到後端，而後續請求者不應該穿透重複的請求，這可以透過判斷快取裡是否有這個key作為判定首次的條件，而標記位init來判斷請求者是否應該排隊。

我的場景

上面是思路，以下是我的業務場景實作。

func (cache *Cache) Get(key string, keyType int) *string {
 if keyType == KEY_TYPE_DOMAIN {
 key = "#" + key
 } else {
 key = "=" + key
 }
 
 cache.mutex.Lock()
 item, existed := cache.dict[key]
 if !existed {
 item = &cacheItem{}
 item.key = &key
 item.waitQueue = list.New()
 cache.dict[key] = item
 }
 cache.mutex.Unlock()
 
 conf := config.GetConfig()
 
 lastGet := getCurMs()
 
 item.mutex.Lock()
 item.lastGet = lastGet
 if item.init { // 已存在并且初始化
 defer item.mutex.Unlock()
 return item.value
 }
 
 // 未初始化，排队等待结果
 wait := waitItem{}
 wait.wait_chan = make(chan *string, 1)
 item.waitQueue.PushBack(&wait)
 item.mutex.Unlock()
 
 // 新增key, 启动goroutine获取初始值
 if !existed {
 go cache.initCacheItem(item, keyType)
 }
 
 timer := time.NewTimer(time.Duration(conf.Cache_waitTime) * time.Millisecond)
 
 var retval *string = nil
 
 // 等待初始化完成
 select {
 case retval = <- wait.wait_chan:
 case <- timer.C:
 }
 return retval
}

簡述整個過程：

• 先鎖定字典，如果key不存在，說明我是第一個請求者，我會建立這個key對應的value，只不過init=false表示它正在初始化。最後，釋放字典鎖。

• 接下來，鎖住這個key，判斷它已經初始化完成，那麼直接回傳value。否則，建立一個chan放入waitQueue等待佇列。最後，釋放key鎖定。

• 接著，如果目前是第一個請求者，那麼就會穿透請求到後端（在一個獨立的協程裡去發起網路呼叫）。

• 現在，建立一個用於逾時的計時器。

• 最後，無論目前是否是key的第一個請求者，或是初始化期間的並發請求者，它們都透過select case逾時的等待結果完成。

在initCacheItem函數裡，資料已取得成功

#

 // 一旦标记为init, 后续请求将不再操作waitQueue
 item.mutex.Lock()
 item.value = newValue
 item.init = true
 item.expire = expire
 item.mutex.Unlock()
 
 // 唤醒所有排队者
 waitQueue := item.waitQueue
 for elem := waitQueue.Front(); elem != nil; elem = waitQueue.Front() {
 wait := elem.Value.(*waitItem)
 wait.wait_chan <- newValue
 waitQueue.Remove(elem)
 }

• 首先，鎖定key，標記init=true，並賦值value，並釋放鎖定。此後的請求，都可以立即返回，無需排隊。

• 之後，因為init=true已被標記，此刻再也有沒有請求會修改waitQueue，所以無需加鎖，直接遍歷隊列，通知其中的每個chan。

最後

#這樣就實作了帶逾時的條件變數效果，實際上我的場景是一個broadcast的cond例子，大家可以參考思路實現自己想要的效果，活學活用。

以上是實例講解golang模擬實作帶超時的訊號量的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！