如何手動實作一個協程池？

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在 Golang 中要建立一個協程是一件無比簡單的事情，你隻要定義一個函數，并使用 go 關鍵字去執行它就行了。

如果你接觸過其他語言，會發現你在使用使用線程時，為了減少線程頻繁建立銷毀還來的開銷，通常我們會使用線程池來複用線程。

池化技術就是利用複用來提升性能的，那在 Golang 中需要協程池嗎？

在 Golang 中，goroutine 是一個輕量級的線程，他的建立、排程都是在使用者态進行，并不需要進入核心，這意味着建立銷毀協程帶來的開銷是非常小的。

是以，我認為大多數情況下，開發人員是不太需要使用協程池的。

但也不排除有某些場景下是需要這樣做，因為我還沒有遇到就不說了。

抛開是否必要這個問題，單純從技術的角度來看，我們可以怎樣實作一個通用的協程池呢？

下面就來一起學習一下我的寫法

首先定義一個協程池（Pool）結構體，包含兩個屬性，都是 chan 類型的。

一個是 work，用于接收 task 任務

一個是 sem，用于設定協程池大小，即可同時執行的協程數量

type Pool struct {
    work chan func()   // 任務
    sem  chan struct{} // 數量
}           

然後定義一個 New 函數，用于建立一個協程池對象，有一個細節需要注意

work 是一個無緩沖通道

而 sem 是一個緩沖通道，size 大小即為協程池大小

func New(size int) *Pool {
    return &Pool{
        work: make(chan func()),
        sem:  make(chan struct{}, size),
    }
}
           

最後給協程池對象綁定兩個函數

1、NewTask：往協程池中添加任務

當第一次調用 NewTask 添加任務的時候，由于 work 是無緩沖通道，是以會一定會走第二個 case 的分支：使用 go worker 開啟一個協程。

func (p *Pool) NewTask(task func()) { 
    select {
        case p.work <- task:
        case p.sem <- struct{}{}:
            go p.worker(task)
    }
}           

2、worker：用于執行任務

為了能夠實作協程的複用，這個使用了 for 無限循環，使這個協程在執行完任務後，也不退出，而是一直在接收新的任務。

func (p *Pool) worker(task func()) { 
    defer func() { <-p.sem }()
    for {
        task()
        task = <-p.work
    }
}           

這兩個函數是協程池實作的關鍵函數，裡面的邏輯很值得推敲：

1、如果設定的協程池數大于 2，此時第二次傳入往 NewTask 傳入task，select case 的時候，如果第一個協程還在運作中，就一定會走第二個case，重新建立一個協程執行task

2、如果傳入的任務數大于設定的協程池數，并且此時所有的任務都還在運作中，那此時再調用 NewTask 傳入 task ，這兩個 case 都不會命中，會一直阻塞直到有任務執行完成，worker 函數裡的 work 通道才能接收到新的任務，繼續執行。

以上便是協程池的實作過程。

使用它也很簡單，看下面的代碼你就明白了

func main()  {
    pool := New(128)
    pool.NewTask(func(){
        fmt.Println("run task")
    })
}           

為了讓你看到效果，我設定協程池數為 2，開啟四個任務，都是 sleep 2 秒後，列印目前時間。

func main()  {
    pool := New(2)

    for i := 1; i <5; i++{
        pool.NewTask(func(){
            time.Sleep(2 * time.Second)
            fmt.Println(time.Now())
        })
    }

    // 保證所有的協程都執行完畢
    time.Sleep(5 * time.Second)
}           

執行結果如下，可以看到總共 4 個任務，由于協程池大小為 2，是以 4 個任務分兩批執行（從列印的時間可以看出）

2020-05-24 23:18:02.014487 +0800 CST m=+2.005207182
2020-05-24 23:18:02.014524 +0800 CST m=+2.005243650
2020-05-24 23:18:04.019755 +0800 CST m=+4.010435443
2020-05-24 23:18:04.019819 +0800 CST m=+4.010499440           

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原文釋出時間：2020-06-11

本文作者：王一白

本文來自：“

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