如何限制生產者和消費者讀取訊息？

php小編子墨在軟體開發過程中，訊息佇列是一種常見的通訊機制，用於實現生產者和消費者之間的非同步通訊。然而，有時我們希望控制生產者和消費者對訊息的讀取，以便更好地管理系統資源和處理高峰時段的請求。本文將介紹一些限制生產者和消費者讀取訊息的方法，幫助開發者優化系統效能和提高應用的穩定性。

問題內容

我想用 go 獲得應用程式生產者-消費者（透過訊號關閉）。

生產者不斷在佇列中產生訊息，限制為 10 個。 一些消費者閱讀並處理該頻道。 如果佇列中的訊息數為0，生產者再次產生10個訊息。 當收到停止訊號時，生產者停止產生新訊息，消費者處理通道中的所有內容。

我找到了一段程式碼，但無法理解它是否正常工作，因為發現了奇怪的東西：

1. 為什麼停止程式後，佇列中的消息並沒有全部處理完，好像遺失了部分資料。 （在螢幕截圖中，發送了 15 則訊息，但處理了 5 則訊息）
2. 如何正確地將佇列限制為10個訊息，也就是必須寫入10個訊息，等待佇列計數器變成0時處理，然後再寫入10個訊息？
3. 是否可以在停止訊號後通知生產者，以便他不再向通道產生新訊息？ （在螢幕截圖中，生產者成功寫入佇列 - 12,13,14,15）

結果：

程式碼範例：

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "math/rand"
    "os"
    "os/signal"
    "sync"
    "syscall"
    "time"
)

func main() {
    const nConsumers = 2

    in := make(chan int, 10)
    p := Producer{&in}
    c := Consumer{&in, make(chan int, nConsumers)}
    go p.Produce()
    ctx, cancelFunc := context.WithCancel(context.Background())
    go c.Consume(ctx)
    wg := &sync.WaitGroup{}
    wg.Add(nConsumers)
    for i := 1; i <= nConsumers; i++ {
        go c.Work(wg, i)
    }
    termChan := make(chan os.Signal, 1)
    signal.Notify(termChan, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)

    <-termChan

    cancelFunc()
    wg.Wait()
}

type Consumer struct {
    in   *chan int
    jobs chan int
}

func (c Consumer) Work(wg *sync.WaitGroup, i int) {
    defer wg.Done()
    for job := range c.jobs {
        fmt.Printf("Worker #%d start job %d\n", i, job)
        time.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(3000+rand.Intn(3000)))
        fmt.Printf("Worker #%d finish job %d\n", i, job)
    }
    fmt.Printf("Worker #%d interrupted\n", i)
}

func (c Consumer) Consume(ctx context.Context) {
    for {
        select {
        case job := <-*c.in:
            c.jobs <- job
        case <-ctx.Done():
            close(c.jobs)
            fmt.Println("Consumer close channel")
            return
        }
    }
}

type Producer struct {
    in *chan int
}

func (p Producer) Produce() {
    task := 1
    for {
        *p.in <- task
        fmt.Printf("Send value %d\n", task)
        task++
        time.Sleep(time.Millisecond * 500)
    }
}

解決方法

為什麼停止程式後，佇列中的消息並沒有全部處理完，好像遺失了部分資料。

這是因為當ctx 完成後，(consumer).consume 停止從in 通道讀取，但go p.produce( ) 創建的goroutine 仍然寫入in 通道。

下面的演示解決了這個問題並簡化了原始程式碼。

註解：

1. produce 在 ctx 完成後停止。並且它關閉了 in 通道。

2. 欄位 jobs 已從 consumer 中刪除，工作人員直接從 in 通道讀取。

3. 以下要求被忽略，因為它很奇怪。常見的行為是，當作業產生時，如果in 通道未滿，則作業會立即發送到in 通道；當它已滿時，發送操作將阻塞，直到從in 通道讀取作業為止。

   如果佇列中的訊息數為0，生產者再次產生10個訊息

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "math/rand"
    "os/signal"
    "sync"
    "syscall"
    "time"
)

func main() {
    const nConsumers = 2

    ctx, stop := signal.NotifyContext(context.Background(), syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
    defer stop()

    in := make(chan int, 10)
    p := Producer{in}
    c := Consumer{in}
    go p.Produce(ctx)

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(nConsumers)
    for i := 1; i <= nConsumers; i++ {
        go c.Work(&wg, i)
    }

    <-ctx.Done()
    fmt.Printf("\nGot end signal, waiting for %d jobs to finish\n", len(in))
    wg.Wait()
}

type Consumer struct {
    in chan int
}

func (c *Consumer) Work(wg *sync.WaitGroup, i int) {
    defer wg.Done()
    for job := range c.in {
        fmt.Printf("Worker #%d start job %d\n", i, job)
        time.Sleep(time.Millisecond * time.Duration(3000+rand.Intn(3000)))
        fmt.Printf("Worker #%d finish job %d\n", i, job)
    }
    fmt.Printf("Worker #%d interrupted\n", i)
}

type Producer struct {
    in chan int
}

func (p *Producer) Produce(ctx context.Context) {
    task := 1
    for {
        select {
        case p.in <- task:
            fmt.Printf("Send value %d\n", task)
            task++
            time.Sleep(time.Millisecond * 500)
        case <-ctx.Done():
            close(p.in)
            return
        }
    }
}

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