怎么在Golang中实现一个不可重入函数
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函数function
Go函数不支持嵌套、重载和默认参数
但支持以下特性:
无需声明原型
不定长度变参
多返回值
命名返回值参数
匿名函数
闭包
前言
一个不可重入的函数就是一个在任何时间点只能执行一次的函数,不管它被调用了多少次,以及有多少goroutines。
本篇文章说明了阻塞不可重入函数,并在golang中产生不可重入的函数实现。
场景用例
某个服务是对某些条件进行轮询,每秒监视一些状态。我们希望每个状态都可以独立地检查,而不需要阻塞。实现可能是这样的:
func main() { tick := time.Tick(time.Second) go func() { for range tick { go CheckSomeStatus() go CheckAnotherStatus() } }() }
我们选择在自己的goroutine中运行每个状态检查,以便 CheckAnotherStatus()
不会等待 CheckSomeStatus()
完成。
每一项检查通常都要花费很短的时间,而且比一秒要少得多。但是,如果 CheckAnotherStatus()
本身需要超过一秒的时间运行,会发生什么呢?可能会有一个意外的网络或磁盘延迟影响检查的执行时间。
在同一时间执行两次的函数是否有意义?如果没有,我们希望它是不可重入的。
阻塞,不可重入函数
防止函数多次运行的简单方法是使用sync.Mutex
。
假设我们只关心从上面的循环调用这个函数,我们可以从函数外面实现锁:
import ( "sync" "time" ) func main() { tick := time.Tick(time.Second) var mu sync.Mutex go func() { for range tick { go CheckSomeStatus() go func() { mu.Lock() defer mu.Unlock() CheckAnotherStatus() }() } }() }
上面的代码保证了 CheckAnotherStatus()
不是由循环的多次迭代执行的。在以前执行 CheckAnotherStatus()
的时候,循环的任何后续迭代都会被互斥锁阻塞。
阻塞解决方案具有以下属性:
它确保了许多“
CheckAnotherStatus()
”的调用作为循环迭代的次数。假设一个执行“
CheckAnotherStatus()
”的停顿,随后的迭代会导致请求调用相同函数的请求。
屈服,不可重入函数
在我们的状态检查故事中,对随后的10个电话堆积起来可能没有意义。一个停滞不前的 CheckAnotherStatus()
执行完成了,所有10个调用突然执行,顺序,并且可能在接下来的一秒内完成,在同一秒内完成10个相同的检查。
另一个解决办法是屈服。一个有收益的解决方案是:
如果已经执行了“
CheckAnotherStatus()
”的中止执行。将最多运行一次“
CheckAnotherStatus()
”的执行。与循环迭代的次数相比,实际上可能运行的“
CheckAnotherStatus()
”的调用更少。
解决方案是通过以下方式实现的:
import ( "sync/atomic" "time" ) func main() { tick := time.Tick(time.Second) var reentranceFlag int64 go func() { for range tick { go CheckSomeStatus() go func() { if atomic.CompareAndSwapInt64(&reentranceFlag, 0, 1) { defer atomic.StoreInt64(&reentranceFlag, 0) } else { return } CheckAnotherStatus() }() } }() }
atomic.compareandswapint64(&reentranceFlag, 0, 1)
只有在 reentranceFlag==0
时才会返回true,并将原子性地设置为1。在这种情况下,允许进入,并且可以执行该函数。reentranceFlag保持在1,直到 CheckAnotherStatus()
完成,此时它被重置。当 CompareAndSwapInt64(...)
返回false时,这意味着reentranceFlag!=0
,这意味着该函数已经由另一个goroutine执行。代码产生并静默地退出函数。
golang的优点
golang是一种编译语言,可以将代码编译为机器代码,编译后的二进制文件可以直接部署到目标机器而无需额外的依赖,所以golang的性能优于其他的解释性语言,且可以在golang中使用goroutine来实现并发性,它提供了一个非常优雅的goroutine调度程序系统,可以很容易地生成数百万个goroutine。
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