Go 語言 并發(fā)的退出

原文鏈接：https://gopl-zh.github.io/ch8/ch8-09.html

8.8. 并發(fā)的退出

有時候我們需要通知goroutine停止它正在干的事情，比如一個正在執(zhí)行計算的web服務(wù)，然而它的客戶端已經(jīng)斷開了和服務(wù)端的連接。

Go語言并沒有提供在一個goroutine中終止另一個goroutine的方法，由于這樣會導(dǎo)致goroutine之間的共享變量落在未定義的狀態(tài)上。在8.7節(jié)中的rocket launch程序中，我們往名字叫abort的channel里發(fā)送了一個簡單的值，在countdown的goroutine中會把這個值理解為自己的退出信號。但是如果我們想要退出兩個或者任意多個goroutine怎么辦呢？

一種可能的手段是向abort的channel里發(fā)送和goroutine數(shù)目一樣多的事件來退出它們。如果這些goroutine中已經(jīng)有一些自己退出了，那么會導(dǎo)致我們的channel里的事件數(shù)比goroutine還多，這樣導(dǎo)致我們的發(fā)送直接被阻塞。另一方面，如果這些goroutine又生成了其它的goroutine，我們的channel里的數(shù)目又太少了，所以有些goroutine可能會無法接收到退出消息。一般情況下我們是很難知道在某一個時刻具體有多少個goroutine在運(yùn)行著的。另外，當(dāng)一個goroutine從abort channel中接收到一個值的時候，他會消費(fèi)掉這個值，這樣其它的goroutine就沒法看到這條信息。為了能夠達(dá)到我們退出goroutine的目的，我們需要更靠譜的策略，來通過一個channel把消息廣播出去，這樣goroutine們能夠看到這條事件消息，并且在事件完成之后，可以知道這件事已經(jīng)發(fā)生過了。

回憶一下我們關(guān)閉了一個channel并且被消費(fèi)掉了所有已發(fā)送的值，操作channel之后的代碼可以立即被執(zhí)行，并且會產(chǎn)生零值。我們可以將這個機(jī)制擴(kuò)展一下，來作為我們的廣播機(jī)制：不要向channel發(fā)送值，而是用關(guān)閉一個channel來進(jìn)行廣播。

只要一些小修改，我們就可以把退出邏輯加入到前一節(jié)的du程序。首先，我們創(chuàng)建一個退出的channel，不需要向這個channel發(fā)送任何值，但其所在的閉包內(nèi)要寫明程序需要退出。我們同時還定義了一個工具函數(shù)，cancelled，這個函數(shù)在被調(diào)用的時候會輪詢退出狀態(tài)。

gopl.io/ch8/du4

var done = make(chan struct{})

func cancelled() bool {
    select {
    case <-done:
        return true
    default:
        return false
    }
}

下面我們創(chuàng)建一個從標(biāo)準(zhǔn)輸入流中讀取內(nèi)容的goroutine，這是一個比較典型的連接到終端的程序。每當(dāng)有輸入被讀到（比如用戶按了回車鍵），這個goroutine就會把取消消息通過關(guān)閉done的channel廣播出去。

// Cancel traversal when input is detected.
go func() {
    os.Stdin.Read(make([]byte, 1)) // read a single byte
    close(done)
}()

現(xiàn)在我們需要使我們的goroutine來對取消進(jìn)行響應(yīng)。在main goroutine中，我們添加了select的第三個case語句，嘗試從done channel中接收內(nèi)容。如果這個case被滿足的話，在select到的時候即會返回，但在結(jié)束之前我們需要把fileSizes channel中的內(nèi)容“排”空，在channel被關(guān)閉之前，舍棄掉所有值。這樣可以保證對walkDir的調(diào)用不要被向fileSizes發(fā)送信息阻塞住，可以正確地完成。

for {
    select {
    case <-done:
        // Drain fileSizes to allow existing goroutines to finish.
        for range fileSizes {
            // Do nothing.
        }
        return
    case size, ok := <-fileSizes:
        // ...
    }
}

walkDir這個goroutine一啟動就會輪詢?nèi)∠麪顟B(tài)，如果取消狀態(tài)被設(shè)置的話會直接返回，并且不做額外的事情。這樣我們將所有在取消事件之后創(chuàng)建的goroutine改變?yōu)闊o操作。

func walkDir(dir string, n *sync.WaitGroup, fileSizes chan<- int64) {
    defer n.Done()
    if cancelled() {
        return
    }
    for _, entry := range dirents(dir) {
        // ...
    }
}

在walkDir函數(shù)的循環(huán)中我們對取消狀態(tài)進(jìn)行輪詢可以帶來明顯的益處，可以避免在取消事件發(fā)生時還去創(chuàng)建goroutine。取消本身是有一些代價的；想要快速的響應(yīng)需要對程序邏輯進(jìn)行侵入式的修改。確保在取消發(fā)生之后不要有代價太大的操作可能會需要修改你代碼里的很多地方，但是在一些重要的地方去檢查取消事件也確實(shí)能帶來很大的好處。

對這個程序的一個簡單的性能分析可以揭示瓶頸在dirents函數(shù)中獲取一個信號量。下面的select可以讓這種操作可以被取消，并且可以將取消時的延遲從幾百毫秒降低到幾十毫秒。

func dirents(dir string) []os.FileInfo {
    select {
    case sema <- struct{}{}: // acquire token
    case <-done:
        return nil // cancelled
    }
    defer func() { <-sema }() // release token
    // ...read directory...
}

現(xiàn)在當(dāng)取消發(fā)生時，所有后臺的goroutine都會迅速停止并且主函數(shù)會返回。當(dāng)然，當(dāng)主函數(shù)返回時，一個程序會退出，而我們又無法在主函數(shù)退出的時候確認(rèn)其已經(jīng)釋放了所有的資源（譯注：因?yàn)槌绦蚨纪顺隽耍愕拇a都沒法執(zhí)行了）。這里有一個方便的竅門我們可以一用：取代掉直接從主函數(shù)返回，我們調(diào)用一個panic，然后runtime會把每一個goroutine的棧dump下來。如果main goroutine是唯一一個剩下的goroutine的話，他會清理掉自己的一切資源。但是如果還有其它的goroutine沒有退出，他們可能沒辦法被正確地取消掉，也有可能被取消但是取消操作會很花時間；所以這里的一個調(diào)研還是很有必要的。我們用panic來獲取到足夠的信息來驗(yàn)證我們上面的判斷，看看最終到底是什么樣的情況。

練習(xí) 8.10： HTTP請求可能會因http.Request結(jié)構(gòu)體中Cancel channel的關(guān)閉而取消。修改8.6節(jié)中的web crawler來支持取消http請求。（提示：http.Get并沒有提供方便地定制一個請求的方法。你可以用http.NewRequest來取而代之，設(shè)置它的Cancel字段，然后用http.DefaultClient.Do(req)來進(jìn)行這個http請求。）

練習(xí) 8.11： 緊接著8.4.4中的mirroredQuery流程，實(shí)現(xiàn)一個并發(fā)請求url的fetch的變種。當(dāng)?shù)谝粋€請求返回時，直接取消其它的請求。