高效率並發程式設計：使用Go WaitGroup和協程池

高效並發程式設計：使用Go WaitGroup和協程池

簡介：
在現代電腦系統中，並發程式設計變得越來越重要。並發程式設計可以最大限度地利用多核心處理器的效能，提高程式的執行效率。然而，並發程式設計也面臨挑戰，例如處理並發任務的同步和管理等問題。在本文中，我們將介紹使用Go語言中的WaitGroup和協程池來實現高效並發程式設計的方法，並提供具體的程式碼範例。

一、WaitGroup的使用：
Go語言提供了一個很有用的WaitGroup類型，它可以用來等待一組協程執行完畢。以下是一個簡單的範例，展示如何使用WaitGroup來實現並發任務的同步：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func worker(id int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()

    fmt.Printf("Worker %d starting
", id)

    // 模拟耗时的任务
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Printf("Worker %d: %d
", id, i)
    }

    fmt.Printf("Worker %d done
", id)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup

    // 启动5个协程
    for i := 0; i < 5; i++ {
        wg.Add(1)
        go worker(i, &wg)
    }

    // 等待所有协程执行完毕
    wg.Wait()
}

在上述程式碼中，我們定義了一個worker函數，用於模擬耗時的任務。我們透過傳入一個指向WaitGroup的指標來通知WaitGroup任務已經完成。在main函數中，我們啟動了5個協程，並透過呼叫wg.Add(1)方法來通知WaitGroup等待的任務數量加一。最後，我們呼叫wg.Wait()方法來阻塞主協程，直到所有的任務都完成。

二、協程池的使用：
Go語言也提供了協程池的實現，用於限制並發的數量，防止同時運行太多的協程。協程池可以幫助我們平衡系統的資源，並避免資源浪費。以下是一個範例，展示如何使用協程池來執行任務：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

type Pool struct {
    workers chan struct{}
    wg      sync.WaitGroup
}

func NewPool(size int) *Pool {
    return &Pool{
        workers: make(chan struct{}, size),
    }
}

func (p *Pool) AddTask(task func()) {
    p.workers <- struct{}{}
    p.wg.Add(1)

    go func() {
        task()
        <-p.workers
        p.wg.Done()
    }()
}

func (p *Pool) Wait() {
    p.wg.Wait()
}

func main() {
    pool := NewPool(3)

    // 添加10个任务到协程池
    for i := 0; i < 10; i++ {
        taskID := i
        pool.AddTask(func() {
            fmt.Printf("Task %d is running
", taskID)
        })
    }

    // 等待所有任务完成
    pool.Wait()
}

在上述程式碼中，我們定義了一個Pool結構體，其中包含一個用於限制協程數量的workers通道和一個WaitGroup用於等待所有任務完成。我們透過呼叫p.workers <- struct{}{}往通道中寫入一個空結構體，表示有一個協程正在執行任務；透過<-p.workers從通道中取出一個空結構體，表示一個協程執行完了任務。在AddTask方法中，我們將任務新增到協程池中，並在任務執行完成後從通道中取出一個空結構體。最後，呼叫pool.Wait()方法來等待所有的任務完成。

結論：
透過使用WaitGroup和協程池，我們可以輕鬆實現高效的並發程式設計。 WaitGroup幫助我們同步並發任務的執行，而協程池則限制了並發的數量，提高了系統資源的使用率。在實際應用中，我們可以根據需求調整協程池的大小，以充分利用電腦的效能。

以上是高效率並發程式設計：使用Go WaitGroup和協程池的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！