在 Go 语言中管理 Concurrency 的三种方式

相信大家踏入 Go 语言的世界，肯定是被强大的并发（Concurrency）所吸引，Go 语言用最简单的关键字go就可以将任务丢到后台处理，但是开发者怎么有效率的控制并发，这是入门 Go 语言必学的技能，本章会介绍几种方式来带大家认识并发，而这三种方式分别对应到三个不同的名词：WaitGroup，Channel，及 Context。下面用简单的范例带大家了解。

WaitGroup

先来了解有什么情境需要使用到 WaitGroup，假设您有两台机器需要同时上传最新的代码，两台机器分别上传完成后，才能执行最后的重启步骤。就像是把一个工作同时拆成好几份同时一起做，可以减少时间，但是最后需要等到全部做完，才能执行下一步，这时候就需要用到 WaitGroup 才能做到。

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    i := 0
    wg.Add(3) //task count wait to do
    go func() {
        defer wg.Done() // finish task1
        fmt.Println("goroutine 1 done")
        i++
    }()
    go func() {
        defer wg.Done() // finish task2
        fmt.Println("goroutine 2 done")
        i++
    }()
    go func() {
        defer wg.Done() // finish task3
        fmt.Println("goroutine 3 done")
        i++
    }()
    wg.Wait() // wait for tasks to be done
    fmt.Println("all goroutine done")
    fmt.Println(i)
}

Channel

另外一种实际的案例就是，我们需要主动通知一个 Goroutine 进行停止的动作。换句话说，当 App 启动时，会在后台跑一些监控程序，而当整个 App 需要停止前，需要发个 Notification 给后台的监控程序，将其先停止，这时候就需要用到 Channel 来通知。看下下面这个例子：

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    exit := make(chan bool)
    go func() {
        for {
            select {
            case <-exit:
                fmt.Println("Exit")
                return
            case <-time.After(2 * time.Second):
                fmt.Println("Monitoring")
            }
        }
    }()
    time.Sleep(5 * time.Second)
    fmt.Println("Notify Exit")
    exit <- true //keep main goroutine alive
    time.Sleep(5 * time.Second)
}

上面的例子可以发现，用了一个 Gogourtine 和 Channel 来控制。可以想像当后台有无数个 Goroutine 的时候，我们就需要用多个 Channel 才能进行控制，也许 Goroutine 内又会产生 Goroutine，开发者这时候就会发现已经无法单纯使用 Channel 来控制多个 Goroutine 了。这时候解决方式会是传递 Context。

Context

大家可以想像，今天有一个后台任务 A，A 任务又产生了 B 任务，B 任务又产生了 C 任务，也就是可以按照此模式一直产生下去，假设中途我们需要停止 A 任务，而 A 又必须告诉 B 及 C 要一起停止，这时候通过 context 方式是最快的了。

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "time"
)

func foo(ctx context.Context, name string) {
    go bar(ctx, name) // A calls B
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println(name, "A Exit")
            return
        case <-time.After(1 * time.Second):
            fmt.Println(name, "A do something")
        }
    }
}

func bar(ctx context.Context, name string) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            fmt.Println(name, "B Exit")
            return
        case <-time.After(2 * time.Second):
            fmt.Println(name, "B do something")
        }
    }
}

func main() {
    ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
    go foo(ctx, "FooBar")
    fmt.Println("client release connection, need to notify A, B exit")
    time.Sleep(5 * time.Second)
    cancel() //mock client exit, and pass the signal, ctx.Done() gets the signal  time.Sleep(3 * time.Second)
    time.Sleep(3 * time.Second)
}

大家可以把 context 想成是一个 controller，可以随时控制不确定个数的 Goroutine，由上往下，只要宣告context.WithCancel后，再任意时间点都可以通过cancel()来停止整个后台服务。实际案例会用在当 App 需要重新启动时，要先通知全部 goroutine 停止，正常停止后，才会重新启动 App。

总结

根据不同的情境跟状况来选择不同的方式，做一个总结：

• WaitGroup：需要将单一个工作分解成多个子任务，等到全部完成后，才能进行下一步，这时候用 WaitGroup 最适合了
• Channel + Select：Channel 只能用在比较单纯的 Goroutine 情况下，如果要管理多个 Goroutine，建议还是 走 context 会比较适合
• Context：如果您想一次控制全部的 Goroutine，相信用 context 会是最适合不过的，当然 context 不只有这特性，详细可以参考『用 10 分钟了解 Go 语言 context package 使用场景及介绍』