Golang控制协程执行顺序方法详解

时间:2022-11-22 Mingvvv 人气:7

在 Go 里面的协程执行实际上默认是没有严格的先后顺序的。由于 Go 语言 GPM 模型的设计理念，真正执行实际工作的实际上是 GPM 中的 M（machine）执行器，而我们的协程任务 G（goroutine）协程需要被 P（produce）关联到某个 M 上才能被执行。而每一个 P 都有一个私有队列，除此之外所有的 P 还共用一个公共队列。因此当我们创建了一个协程之后，并不是立即执行，而是进入队列等待被分配，且不同队列之间没有顺序关系可言。

但是在有些时候，我们并不是希望所有的协程都随机执行，所以我们需要想办法控制协程的执行顺序，这里整理了几种控制协程执行顺序的方法。

循环控制

思路就是我们要给每一个子协程设置一个序号，当前一个序号的协程执行完之后，才能执行下一个。

所以我们需要一个公共变量去记录当前可以执行的协程的序号，同时这个变量必须是线程安全的，以确保对于每个协程的每一次读写操作都是正确的。

首先循环等待合适的时机:

这个函数会不断循环获取一个 count 值，当 count 的值和参中的 i 相同时，他就会进入执行参数 fn 代表的函数，并且将 count 的值 +1 。

否则它将等待一纳秒然后重复以上步骤。

var count uint32
func sequence(i uint32, fn func()) {
	for {
		//使用原子操作
		if n := atomic.LoadUint32(&count); n == i {
			fn()
			atomic.AddUint32(&count, 1)
			break
		}
		time.Sleep(time.Nanosecond)
	}
}

然后用 sequence 来控制协程顺序：

我们将要执行的逻辑放在函数 fn 中，并放在 sequence 函数中执行，由函数 sequence 去确保写成的执行顺序。

最后 sequence(times, func() {}) 是为了让主协程最后退出，当然我们可一个使用通道 chan 去实现（可以参考上一篇）。

func main() {
	var times uint32 = 5
	for i := uint32(0); i < times; i++ {
		go func(i uint32) {
			fn := func() {
				fmt.Printf("this i is %v\n", i)
			}
			sequence(i, fn)
		}(i)
	}
	//让主协程等待最后执行
	sequence(times, func() {})
}

执行结果：

this i is 0
this i is 1
this i is 2
this i is 3
this i is 4

通道控制

原理就是，前后协程之间通过通道去相互限制，后一个协程尝试去获取一个通道里面的值，当通道中没有值时，就会一直阻塞。

而前一个协程则负责关闭通道，或向通道中发送值，当前一个协程完成了这个操作，后一个协程才可以结束阻塞，继续执行。

func main() {
	c1 := make(chan struct{})
	c2 := make(chan struct{})
	c3 := make(chan struct{})
	go func() {
		//协程一 不受限制 直接执行 执行结束后关闭通道一
		fmt.Println("this value is 0")
		close(c1)
	}()
	go func() {
		//协程二 需要从通道一中接收值 ，或者通道关闭时，获取到接收失败的结果，否则一直阻塞
		//执行结束后关闭通道二
		<-c1
		fmt.Println("this value is 1")
		close(c2)
	}()
	go func() {
		//协程三 需要从通道二中接收值 ，或者通道关闭时，获取到接收失败的结果，否则一直阻塞
		//执行结束后关闭通道三
		<-c2
		fmt.Println("this value is 2")
		close(c3)
	}()
	//主协程 需要从通道三中接收值 ，或者通道关闭时，获取到接收失败的结果，否则一直阻塞
	<-c3
}

执行结果

this value is 0
this value is 1
this value is 2

互斥锁 async.Mutex

直接上代码

func main() {
	times := 5
	//创建一个互斥锁数组 多一个给主协程用
	var cc = make([]*sync.Mutex, times+1)
	//往数组中塞入互斥锁，默认直接加锁
	for i := 0; i < len(cc); i++ {
		m := &sync.Mutex{}
		m.Lock()
		cc[i] = m
	}
	for i := 0; i < times; i++ {
		//创建子协程
		go func(index int) {
			//子协程尝试为数组中对应 index 位置的锁加锁，获取不到锁就等待
			//因为初始化的这些互斥锁默认就已经被锁住了，所以这里创建的子协程都会被阻塞
			//一旦获取到锁，就执行逻辑，最后将当前index的锁和index+1的锁释放，这样正在等待 index +1 位置的锁的子协程就可以继续执行了
			cc[index].Lock()
			fmt.Printf("this value is %d \n", index)
			cc[index].Unlock()
			cc[index+1].Unlock()
		}(i)
	}
	//将index 为 0 位置的锁解锁，让第一个子协程可以继续执行
	cc[0].Unlock()
	//为 index 为 times 的锁加锁，只有当最后一个子协程执行完毕后，这个锁才会解锁，主协程才能继续向下走
	cc[times].Lock()
	cc[times].Unlock()
}

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