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停止 Goroutine 有几种方法?

admin

11月 28, 2021

 

协程(goroutine)作为 Go 语言的扛把子,经常在各种 Go 工程项目中频繁露面,甚至有人会为了用 goroutine 而强行用他。

在 Go 工程师的面试中,也绕不开他,会有人问 ”如何停止一个 goroutine?”,一下子就把话题范围扩大了,这是一个涉及多个知识点的话题,能进一步深入问。

为此,今天煎鱼就带大家了解一下停止 goroutine 的方法!

goroutine 案例

在日常的工作中,我们常会有这样的 Go 代码,go 关键字一把搜起一个 goroutine:

func main() { 
 ch := make(chan string, 6)
 go func() {
  for {
   ch <- "脑子进煎鱼了"
  }
 }()
}

初入 goroutine 大门的开发者可能就完事了,但跑一段时间后,他就可能会遇到一些问题,苦苦排查…

像是:当 goroutine 内的任务,运行的太久,又或是卡死了…就会一直阻塞在系统中,变成 goroutine 泄露,或是间接造成资源暴涨,会带来许多的问题。

如何在停止 goroutine,就成了一门必修技能了,不懂就没法用好 goroutine。

关闭 channel

第一种方法,就是借助 channel 的 close 机制来完成对 goroutine 的精确控制。

代码如下:

func main() {
 ch := make(chan string, 6)
 go func() {
  for {
   v, ok := <-ch
   if !ok {
    fmt.Println("结束")
    return
   }
   fmt.Println(v)
  }
 }()

 ch <- "煎鱼还没进锅里..."
 ch <- "煎鱼进脑子里了!"
 close(ch)
 time.Sleep(time.Second)
}

在 Go 语言的 channel 中,channel 接受数据有两种方法:

msg := <-ch
msg, ok := <-ch

这两种方式对应着不同的 runtime 方法,我们可以利用其第二个参数进行判别,当关闭 channel 时,就根据其返回结果跳出。

另外我们也可以利用 for range 的特性:

 go func() {
  for {
   for v := range ch {
    fmt.Println(v)
   }
  }
 }()

其会一直循环遍历通道 ch,直到其关闭为止,是颇为常见的一种用法。

定期轮询 channel

第二种方法,是更为精细的方法,其结合了第一种方法和类似信号量的处理方式。

代码如下:

func main() {
 ch := make(chan string, 6)
 done := make(chan struct{})
 go func() {
  for {
   select {
   case ch <- "脑子进煎鱼了":
   case <-done:
    close(ch)
    return
   }
   time.Sleep(100 * time.Millisecond)
  }
 }()

 go func() {
  time.Sleep(3 * time.Second)
  done <- struct{}{}
 }()

 for i := range ch {
  fmt.Println("接收到的值: ", i)
 }

 fmt.Println("结束")
}

在上述代码中,我们声明了变量 done,其类型为 channel,用于作为信号量处理 goroutine 的关闭。

而 goroutine 的关闭是不知道什么时候发生的,因此在 Go 语言中会利用 for-loop 结合 select 关键字进行监听,再进行完毕相关的业务处理后,再调用 close 方法正式关闭 channel。

若程序逻辑比较简单结构化,也可以不调用 close 方法,因为 goroutine 会自然结束,也就不需要手动关闭了。

使用 context

第三种方法,可以借助 Go 语言的上下文(context)来做 goroutine 的控制和关闭。

代码如下:

func main() {
 ch := make(chan struct{})
 ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())

 go func(ctx context.Context) {
  for {
   select {
   case <-ctx.Done():
    ch <- struct{}{}
    return
   default:
    fmt.Println("煎鱼还没到锅里...")
   }

   time.Sleep(500 * time.Millisecond)
  }
 }(ctx)

 go func() {
  time.Sleep(3 * time.Second)
  cancel()
 }()

 <-ch
 fmt.Println("结束")
}

在 context 中,我们可以借助 ctx.Done 获取一个只读的 channel,类型为结构体。可用于识别当前 channel 是否已经被关闭,其原因可能是到期,也可能是被取消了。

因此 context 对于跨 goroutine 控制有自己的灵活之处,可以调用 context.WithTimeout 来根据时间控制,也可以自己主动地调用 cancel 方法来手动关闭。

干掉另外一个 goroutine

在了解了停止 goroutine 的 3 种经典方法后,又有小伙伴提出了新的想法。就是 “我想在 goroutineA 里去停止 goroutineB,有办法吗?

答案是不能,因为在 Go 语言中,goroutine 只能自己主动退出,一般通过 channel 来控制,不能被外界的其他 goroutine 关闭或干掉,也没有 goroutine 句柄的显式概念。

在 Go issues 中也有人提过类似问题,Dave Cheney 给出了一些思考:

  • 如果一个 goroutine 被强行停止了,它所拥有的资源会发生什么?堆栈被解开了吗?defer 是否被执行?
    • 如果执行 defer,该 goroutine 可能可以继续无限期地生存下去。
    • 如果不执行 defer,该 goroutine 原本的应用程序系统设计逻辑将会被破坏,这肯定不合理。
  • 如果允许强制停止 goroutine,是要释放所有东西,还是直接把它从调度器中踢出去,你想通过此解决什么问题?

这都是值得深思的,另外一旦放开这种限制。作为程序员,你维护代码。很有可能就不知道 goroutine 的句柄被传到了哪里,又是在何时何地被人莫名其妙关闭,非常糟糕…

总结

在今天这篇文章中,我们介绍了在 Go 语言中停止 goroutine 的三大经典方法(channel、context,channel+context)和其背后的使用原理。

同时针对 goroutine 不可以跨 goroutine 强制停止的原因进行了分析。其实 goroutine 的设计就是这样的,包括像 goroutine+panic+recover 的设计也是遵循这个原理,因此也有的 Go 开发者总是会误以为跨 goroutine 能有 recover 接住…

记住,在 Go 语言中每一个 goroutine 都需要自己承担自己的任何责任,这是基本原则。

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