go.dev博客阅读-pipelines-编程实验室

这篇文章 2014年3月13日发表，作者 Sameer Ajmani

通过灵活的运用chan类型，在 Go 中更高效的处理数据，这里应用领域为健壮高效的流式数据处理，并在安全性问题上做了补充，例如程序异常、内存泄漏、Gc释放等

一些开源类库也沿用了其思想，例如MapReduces、并行处理等

这篇博客要以MapReduces或者生产消费模型的思想去阅读

博客开头的示例

一个比较基础的管道使用

将一组整数通过管道依次平方，最终输出结果

// 将要计算平方的数字，依次添加到chan中，并返回该只允许读的chan// 注意:该chan是无缓冲的，gen函数运行完后，内部的goroutine会依然运行，直到处理完毕funcgen(nums...int)<-chanint{out:=make(chanint)gofunc(){for_,n:=rangenums{out<-n}close(out)}()returnout}// 从传入的只读chan中读取数据，计算平方，再返回chanfuncsq(in<-chanint)<-chanint{out:=make(chanint)gofunc(){forn:=rangein{out<-n*n}close(out)}()returnout}funcTestExample(t*testing.T){// chan数据传输：gen → sq → sq → 打印forn:=rangesq(sq(gen(2,3))){t.Log(n)}}

输出

/Users/www/zero-core/mr/mr_test.go:39: 16 /Users/www/zero-core/mr/mr_test.go:39: 81

过程中的一些说明

gensq方法中分别创建了各自的 chan 变量，用于写入数据，并返回
声明 chan 类型后，要养成 close 的习惯，close 后依然可以读，有减缓 Gc 压力
sq(sq(gen(2, 3)))中，三个方法，通过传入 chan 参数实现数据流转，sq方法调用了两次
gensq方法中的 chan 均为无缓冲通道，互相调用时为阻塞模型，也就意味着同一时刻只可能会有一段程序在执行(无论几核)

这里就是使用 chan 类型，实现了一个简陋的 MapReduces 过程

并行处理

官方着重提到的是并行，但至于是否多核并行还是依赖于并发实现

依旧是求平方的案例

// 原始数据无阻塞写入 chan， 注意，这里返回的时候有缓冲的 chanfuncgen(nums...int)<-chanint{out:=make(chanint,len(nums))for_,n:=rangenums{out<-n}close(out)returnout}// 读取传入的 chan, 并计算平方, 写入 chanfuncsq(in<-chanint)<-chanint{out:=make(chanint)gofunc(){forn:=rangein{out<-n*n}close(out)}()returnout}// 将传入的n个 chan ,用 n 个 goroutine 读取, 并将其写入到 out chan 中funcmerge(cs...<-chanint)<-chanint{varwg sync.WaitGroup out:=make(chanint)// 读取传入的 chan, 并将其写入到 out chan 中output:=func(c<-chanint){deferwg.Done()forn:=rangec{out<-n}}wg.Add(len(cs))for_,c:=rangecs{gooutput(c)}gofunc(){wg.Wait()close(out)}()returnout}funcTestExample(t*testing.T){// 将 2, 3, 4, 9 写入有缓冲的 chan，返回的 chan 用 2 个 sq 方法去接收(2个消费者)in:=gen(2,3,4,9)c1:=sq(in)c2:=sq(in)forn:=rangemerge(c1,c2){// 输出 4 9 81 16（顺序不定）t.Log(n)}}

输出

/Users/www/zero-core/mr/mr_test.go:68: 4 /Users/www/zero-core/mr/mr_test.go:68: 9 /Users/www/zero-core/mr/mr_test.go:68: 81

说明:

c1、c2 相当于2个消费任务去执行，通过内部创建的 goroutinue 去模型多线程多核并行
merge 方法将多个传入的 chan 输出，合并到一个 chan，保证 Reduces 阶段只会有1个输出出口
❌这里面有个不严谨漏洞，当取数据不是采用 range 方式或者 chan 数据没有取完， chan 的发送方就会阻塞

带取消功能的 chan

对并行处理的代码改进，在每个方法中都引入done

funcgen(done<-chanstruct{},nums...int)<-chanint{out:=make(chanint)gofunc(){deferclose(out)for_,n:=rangenums{select{caseout<-n:case<-done:return}}}()returnout}funcsq(done<-chanstruct{},in<-chanint)<-chanint{out:=make(chanint)gofunc(){deferclose(out)forn:=rangein{select{caseout<-n*n:case<-done:return}}}()returnout}funcmerge(done<-chanstruct{},cs...<-chanint)<-chanint{varwg sync.WaitGroup out:=make(chanint)output:=func(c<-chanint){deferwg.Done()forn:=rangec{select{caseout<-n:case<-done:return}}}wg.Add(len(cs))for_,c:=rangecs{gooutput(c)}gofunc(){wg.Wait()close(out)}()returnout}funcTestExample(t*testing.T){done:=make(chanstruct{})deferclose(done)// 保证所有 goroutine 收到取消信号in:=gen(done,2,3,4,9)c1:=sq(done,in)c2:=sq(done,in)out:=merge(done,c1,c2)// 只消费2个值就退出t.Log(<-out)t.Log(<-out)// 此时 done 被 defer 关闭，所有 goroutine 安全退出}

在每个方法中，都加入了done，内部使用select来监听是否关闭，并return 释放协程
如果chan没有取完，通过 close 通知 done 的方式，保证不会存在僵尸协程泄漏

但，这个案例还有改进的一步，比如，chan 中有3个值，现在只取了1个就进行了 close 关闭，chan 随是释放了，但内部剩余的2个值可能会发生逃逸现象，等待系统 Gc 释放

如追求性能，一种写法是 close 后，通过手动读取释放，来减缓 Gc 的压力

// 不仅仅 close 还空读取deferfunc(){close(done)forrangeout{}}()

额外注意的点

在多任务消费读取生产数据时

funcgen(nums...int)<-chanint{out:=make(chanint)gofunc(){for_,n:=rangenums{out<-n}close(out)}()returnout}funcgen2(nums...int)<-chanint{out:=make(chanint,len(nums))for_,n:=rangenums{out<-n}close(out)returnout}