Go 中的并发模式；工作池和扇出/扇入

Go 以其卓越的并发模型而闻名，但许多开发人员只关注 goroutine 和通道。然而，工作池和扇出/扇入等并发模式提供了真正的效率。

本文将介绍这些高级概念，帮助您最大限度地提高 Go 应用程序的吞吐量。

为什么并发很重要

并发允许程序高效地执行任务，特别是在处理 I/O 操作、Web 请求或后台处理等任务时。在 Go 中，goroutines 提供了一种轻量级的方法来管理数千个并发任务，但如果没有结构，您可能会遇到瓶颈。这就是工作池和扇出/扇入模式发挥作用的地方。

工人池

工作池允许您通过将任务分配给固定的“工作人员”来限制 goroutine 的数量。这可以防止超额订阅，减少资源消耗，并使任务执行易于管理。

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)
    }
}

在此示例中：

• 我们有三名工人同时处理作业。
• 每个作业都会通过渠道传递给工人，并收集结果进行处理。

扇出/扇入模式

扇出/扇入模式允许多个 goroutine 处理同一任务，而扇入则将结果收集回单个输出。这对于划分任务然后聚合结果非常有用。

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.")
}

在上面的代码中：

• 扇出：我们创建多个并行处理任务的 goroutine（工作者）。
• Fan-In：处理后，可以聚合所有worker的结果以进行进一步处理。

并发模式可用于优化 Web 服务器、批处理系统或 I/O 密集型应用程序。使用工作池和扇出/扇入等模式可确保最佳的资源利用率，而不会压垮系统容量。

增加知识的后续步骤：

• 探索如何将这些模式扩展到其他并发挑战。
• 使用管理请求的工作池构建实时 Web 服务。

Go 并发成功的关键是结构。掌握这些并发模式将提高您的 Go 技能并帮助您编写高性能应用程序。

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以上是Go 中的并发模式；工作池和扇出/扇入的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！