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14.10. 多路复用

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14.10.1 典型的客户端-服务端模式

Client-server 类的应用是协程(goroutine)和频道(channel)的大显身手的闪光点。

客户端可以是任何一种运行在任何设备上的,且需要来自服务端信息的一种程序,所以它需要发送请求。 服务端接收请求,做一些处理,然后把给客户端发送响应信息。在通常情况下,就是多个客户端(很多请求)对一个(或几个)服务端。一个常见例子就是我们使用的发送网页请求的客户端浏览器。然后一个 web 服务器将响应网页发回给浏览器。

Go 中,服务端通常会在一个协程(goroutine)里操作对一个客户端的响应,所以协程和客户端请求是一一对应的。一种典型的做法就是客户端请求本身包含了一个频道(channel),服务端可以用它来发送响应。

wilson_yang 翻译于 6个月前

例如,一个请求结构体类似如下形式,内嵌了一个回复channel:

type Request struct {

    a, b int;

    replyc chan int;

    // 请求内部的回复 channel 

}

或者更通常如下:

type Reply struct { ... }

type Request struct {

    arg1, arg2, arg3 some_type

    replyc chan *Reply

}

继续上面的简单形式,服务端可以在一个 goroutine 里面为每个请求都分配一个 run() 函数,这个函数会把 binOp 类型的操作作用于整数,然后通过回复 channel 发送结果:

type binOp func(a, b int) int

func run(op binOp, req *Request) {

    req.replyc <- op(req.a, req.b)

}

服务端通过死循环来从 chan *Request 接收请求,为了避免长时间运行而导致阻塞,可以为每个请求都开一个 goroutine 来处理:

func server(op binOp, service chan *Request) {

    for {

        req := <-service; // requests arrive here

        // 为请求开一个 goroutine:

        go run(op, req);

        // 不用等待 op 结束

    }

}
wilson_yang 翻译于 6个月前

使用 startServer 函数来启动服务的自有的协程(goroutine):

func startServer(op binOp) chan *Request {

    reqChan := make(chan *Request);

    go server(op, reqChan);

    return reqChan;

}

startServer() 将会在 main() 主线程里被调用。

在下面的例子中,我们发送 100 个请求,并在所有请求发送完毕后,再逐个检查其返回的结果:

func main() {

    adder := startServer(func(a, b int) int { return a + b })

    const N = 100

    var reqs [N]Request

    for i := 0; i < N; i++ {

        req := &reqs[i]

        req.a = i

        req.b = i + N

        req.replyc = make(chan int)

        adder <- req

        // adder is a channel of requests

    }

    // checks:

    for i := N - 1; i >= 0; i-- { // doesn’t matter what order

        if <-reqs[i].replyc != N+2*i {

            fmt.Println(“fail at”, i)

            } else {

                fmt.Println(“Request “, i, “is ok!”)

        }

    }

    fmt.Println(“done”)

}

完整的代码请见14.13 — multiplex_server.go(见文末),输出结果为:

Request 99 is ok!

Request 98 is ok!

…

Request 1 is ok!

Request 0 is ok!

Done
Summer 翻译于 6个月前

这个程序只开启100个 Goroutines 。执行100000个 Goroutines 的程序,甚至可以看到它在几秒钟内完成。这说明了 Goroutines 是有多么的轻量:如果我们启动相同数量的实际线程,程序将很快崩溃。

程序14.14—multiplex_server.go:

package main

import "fmt"

type Request struct {
    a, b   int
    replyc chan int // 请求中的回复频道

}

type binOp func(a, b int) int

func run(op binOp, req *Request) {

    req.replyc <- op(req.a, req.b)

}

func server(op binOp, service chan *Request) {

    for {

        req := <-service // 请求到达这里

        // 开启请求的 Goroutine :

        go run(op, req) // 不要等待 op

    }

}

func startServer(op binOp) chan *Request {

    reqChan := make(chan *Request)

    go server(op, reqChan)

    return reqChan

}

func main() {

    adder := startServer(func(a, b int) int { return a + b })

    const N = 100

    var reqs [N]Request

    for i := 0; i < N; i++ {

        req := &reqs[i]

        req.a = i

        req.b = i + N

        req.replyc = make(chan int)

        adder <- req

    }

    // 校验:

    for i := N - 1; i >= 0; i-- { // 顺序无所谓

        if <-reqs[i].replyc != N+2*i {

            fmt.Println("fail at", i)

        } else {

            fmt.Println("Request ", i, "is ok!")

        }

    }

    fmt.Println("done")

}
zvan 翻译于 6个月前

14.10.2 拆解:通过发信号通知关闭服务器

在以前的版本中,服务器在主返回时并不会被干净的关闭;它被强制停止。为了改善这一点,我们可以向服务器提供第二个退出通道:

func startServer(op binOp) (service chan *Request, quit chan bool) {

    service = make(chan *Request)

    quit = make(chan bool)

    go server(op, service, quit)

    return service, quit

}

server 函数使用 select 在服务通道和退出通道之间进行选择:

func server(op binOp, service chan *request, quit chan bool) {

    for {

        select {

            case req := <-service:

            go run(op, req)

            case <-quit:

            return

        }

    }

}
Ellison 翻译于 6个月前

值进入退出通道时,服务器返回并终止。

主要我们改变下面一行:

adder, quit := startServer(func(a, b int) int { return a + b })

在主要结尾处,我们放置该行:

quit <- true

完整的代码可以在 multiplex_server2.go 中找到,具有相同的输出:

练习 14.13:multiplex_server3.go:使用前面的例子,在 Request 结构中写入一个带有 String() 方法的变体,以便输出服务器;用 2 个请求测试程序:

req1 := &Request{3, 4, make(chan int)}

req2 := &Request{150, 250, make(chan int)}

…

// show the output:

fmt.Println(req1,"\n",req2)
Ellison 翻译于 6个月前

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