go的singleFlight学习

Package singleflight provides a duplicate function call suppression mechanism
“golang.org/x/sync/singleflight”

原来底层是 waitGroup，我还以为等待的协程主动让出 cpu 了，没想到 waitGroup.Wait() 阻塞了
doCall 不但返回值是 func 的 val 和 error，而且 doCall 内部也给 chan 写入了一遍
这样外部的同步 Do 和异步 DoChan 都能复用了

当 Do->doCall 执行 fn 发生 panic 时：
对首发请求，直接在 defer 中把 fn 中捕获的 panic 进行回放
对非首发请求，c.wg.Wait() 结束之后，对 c.err 进行断言，判断是否是一个 panic 错误，如是则回放
这样就保证了首发请求和非首发请求都发生了 panic

一个协程对waitGroup进行Add(1)操作后，多个协程都可以监听它的读

package singleflightimport ("bytes""errors""fmt""runtime""runtime/debug""sync"
)// errGoexit indicates the runtime.Goexit was called in
// the user given function.
// 用户给定的函数中，调用了 runtime.Goexit
var errGoexit = errors.New("runtime.Goexit was called")// A panicError is an arbitrary value recovered from a panic
// with the stack trace during the execution of given function.
// 执行给定函数期间，panicError 是一个从 panic 中收到的任意值
// 带有栈追踪
type panicError struct {// value 中存储 errorvalue interface{}stack []byte
}// Error implements error interface.
func (p *panicError) Error() string {return fmt.Sprintf("%v\n\n%s", p.value, p.stack)
}func (p *panicError) Unwrap() error {err, ok := p.value.(error)if !ok {return nil}return err
}func newPanicError(v interface{}) error {stack := debug.Stack()// The first line of the stack trace is of the form "goroutine N [status]:"// but by the time the panic reaches Do the goroutine may no longer exist// and its status will have changed. Trim out the misleading line.// 去掉误导性的信息// 栈帧第一行，是"goroutine N [status]:"的信息if line := bytes.IndexByte(stack[:], '\n'); line >= 0 {stack = stack[line+1:]}return &panicError{value: v, stack: stack}
}// call is an in-flight or completed singleflight.Do call
type call struct {wg sync.WaitGroup// These fields are written once before the WaitGroup is done// and are only read after the WaitGroup is done.// WaitGroup Done 之前，这两个字段只会被写入一次// WaitGroup Done 之后，才能读取val interface{}err error// These fields are read and written with the singleflight// mutex held before the WaitGroup is done, and are read but// not written after the WaitGroup is done.// WaitGroup Done 之前，singleflight mutex 持有它的期间，这些字段被读取和写入// WaitGroup Done 之后，仅用于读取，不再被写入dups  intchans []chan<- Result
}// Group represents a class of work and forms a namespace in
// which units of work can be executed with duplicate suppression.
// Group 代表一个 work 类，形成一个 namespace
// 在该命名空间中（in which），可以通过重复抑制（duplicate suppression）来执行工作单元
type Group struct {mu sync.Mutex       // protects mm  map[string]*call // lazily initialized
}// Result holds the results of Do, so they can be passed
// on a channel.
type Result struct {Val    interface{}Err    errorShared bool
}// Do executes and returns the results of the given function, making
// sure that only one execution is in-flight for a given key at a
// time. If a duplicate comes in, the duplicate caller waits for the
// original to complete and receives the same results.
// The return value shared indicates whether v was given to multiple callers.
// 
// duplicate caller 会等待在 singleFlight 上，等待最开始的任务执行结束
// 返回的值 shared ，指示是否要将结果共享给其他 caller
func (g *Group) Do(key string, fn func() (interface{}, error)) (v interface{}, err error, shared bool) {g.mu.Lock()if g.m == nil {g.m = make(map[string]*call)}if c, ok := g.m[key]; ok {c.dups++g.mu.Unlock()// 等待 waitGroup Donec.wg.Wait()// 此时一定是 waitGroup Done 了// 发生了 panic ，不能吞掉panic错误// 发生了 error if e, ok := c.err.(*panicError); ok {panic(e)} else if c.err == errGoexit {// 优雅地退出 goroutine，防止对上游协程产生干扰runtime.Goexit()}// 返回最终结果return c.val, c.err, true}// 第一次进来的时候，执行这里c := new(call)// waitGroup 计数从 0 -> 1c.wg.Add(1)g.m[key] = cg.mu.Unlock()g.doCall(c, key, fn)return c.val, c.err, c.dups > 0
}// doCall handles the single call for a key.
func (g *Group) doCall(c *call, key string, fn func() (interface{}, error)) {normalReturn := falserecovered := false// use double-defer to distinguish panic from runtime.Goexit,// more details see https://golang.org/cl/134395// double-defer 以区分panic 和runtime.Goexitdefer func() {// the given function invoked runtime.Goexit// 把当前的堆栈给记录下来// normalReturn=true，正常结束// normalReturn=false && recovered == true，panic，需要外部还原panic的堆栈// normalReturn=false && recovered == false，go协程主动退出，需要制造一个errif !normalReturn && !recovered {c.err = errGoexit}g.mu.Lock()defer g.mu.Unlock()c.wg.Done()if g.m[key] == c {delete(g.m, key)}if e, ok := c.err.(*panicError); ok {// In order to prevent the waiting channels from being blocked forever,// needs to ensure that this panic cannot be recovered.if len(c.chans) > 0 {// goroutine的崩溃不会影响主goroutine或其他goroutine。go panic(e)// 能让panic爆出来select {} // Keep this goroutine around so that it will appear in the crash dump.} else {panic(e)}} else if c.err == errGoexit {// Already in the process of goexit, no need to call again} else {// Normal returnfor _, ch := range c.chans {ch <- Result{c.val, c.err, c.dups > 0}}}}()func() {defer func() {if !normalReturn {// Ideally, we would wait to take a stack trace until we've determined// whether this is a panic or a runtime.Goexit.// 理想情况下，会等到确定是否是 panic/runtime.Goexit 后才进行堆栈跟踪//// Unfortunately, the only way we can distinguish the two is to see// whether the recover stopped the goroutine from terminating, and by// the time we know that, the part of the stack trace relevant to the// panic has been discarded.// 不幸的是，我们区分两者的唯一方法是查看 recover 是否阻止了 goroutine 终止// 而当我们知道这一点时，与 panic 相关的堆栈跟踪部分已被丢弃。// 把 recover 拦住之后，返回一个 error ，然后在外部再进行放大，杀人于无形，让外部不知道singleFlightif r := recover(); r != nil {c.err = newPanicError(r)}}}()c.val, c.err = fn()normalReturn = true}()if !normalReturn {recovered = true}
}// Forget tells the singleflight to forget about a key.  Future calls
// to Do for this key will call the function rather than waiting for
// an earlier call to complete.
// 如果不想等之前的 singleflight 返回，则在 map[string]*call 中删除之前的 key 
func (g *Group) Forget(key string) {g.mu.Lock()delete(g.m, key)g.mu.Unlock()
}

时序分析
首发请求，先在Do中制造call，然后 c.wg.Add(1)，然后将其放到map中

c.wg.Add(1)
g.m[key] = c

首发结束时，在doCall的defer中，先 c.wg.Done()，然后将任务从map中移除：delete(g.m, key)

c.wg.Done()
if g.m[key] == c {delete(g.m, key)
}

首发请求和首发结束都在锁的操作下执行。
所以抢到锁的时候，要么是首发请求执行请求的开始，要么是首发请求执行请求的结束

附录

一石激起千层浪

sync.WaitGroup 反向运用

func TestDemo333(t *testing.T) {var wg sync.WaitGroupwg.Add(1)for i := 1; i <= 3; i++ {go func(taskID int) {fmt.Println(i, "before wait")wg.Wait()fmt.Println(i, "wait finish")}(i)}time.Sleep(4 * time.Second)fmt.Println("main before send done")wg.Done() // 在协程结束时，调用Done方法fmt.Println("main after send done")select {}
}

debug.Stack()

属于 runtime/debug 包
用于获取当前程序的堆栈跟踪（stack trace），通常用于调试和错误处理

当调用 stack := debug.Stack() 时，实际上是在获取当前程序的堆栈信息，并将其存储在一个字符串类型的变量 stack 中。
这个字符串包含了程序在调用 debug.Stack() 时的调用栈信息，包括函数名、文件名和行号等。

package mainimport ("fmt""runtime/debug"
)func main() {stack := debug.Stack()fmt.Println(string(stack))
}func functionA() {functionB()
}func functionB() {stack := debug.Stack()fmt.Println(string(stack))
}

示例中定义两个函数 functionA 和 functionB。
在 functionB 中，调用了 debug.Stack() 并打印了堆栈信息。
当运行这个程序时，你会看到类似以下的输出：

goroutine 1 [running]:
main.functionB()/path/to/your/project/main.go:14 +0x8e
main.functionA()/path/to/your/project/main.go:7 +0x56
main.main()/path/to/your/project/main.go:22 +0x4a
runtime.main()/usr/local/go/src/runtime/proc.go:225 +0x235
runtime.goexit()/usr/local/go/src/runtime/asm_amd64.s:1571 +0x1

这个输出显示了程序在调用 debug.Stack() 时的堆栈跟踪信息。
这对于调试程序和查找错误非常有用。

runtime.Goexit()

属于 runtime 包，用于退出当前的 goroutine。
当调用 runtime.Goexit() 时，当前正在执行的 goroutine 会立即终止，但不会对其他 goroutine 产生影响。

runtime.Goexit() 的使用场景通常包括：
(1) 优雅地退出 goroutine：
在某些情况下，可能需要在满足特定条件时退出 goroutine，而不是等待它自然完成。
使用 runtime.Goexit() 可以实现这一点。
(2) 避免 panic 引起的异常退出：
如果 goroutine 中发生了 panic，它会向上传播并可能影响到其他 goroutine。
在这种情况下，使用 runtime.Goexit() 可以优雅地退出当前 goroutine
避免 panic 对其他 goroutine 的影响
(3) 控制 goroutine 的生命周期：
在某些复杂的并发场景中，可能需要手动控制 goroutine 的生命周期。
通过在适当的时候调用 runtime.Goexit()，可以实现这一点。

package mainimport ("fmt""runtime""time"
)var someCondition = truefunc main() {go func() {for {fmt.Println("Running...")time.Sleep(1 * time.Second)if someCondition {fmt.Println("Exiting...")runtime.Goexit()}}}()time.Sleep(5 * time.Second)fmt.Println("Main function finished.")
}

在这个示例中，启动了一个 goroutine，它会每隔一秒钟打印 “Running…”。
当 someCondition 为 true 时，goroutine 会打印 “Exiting…” 并调用 runtime.Goexit() 退出。
主函数在等待 5 秒钟后结束。

过度使用 runtime.Goexit() 可能会导致代码难以理解和维护。
在大多数情况下，使用 channel 和其他同步机制来控制 goroutine 的生命周期是更好的选择。

DoChan的学习

// DoChan is like Do but returns a channel that will receive the
// results when they are ready.
//
// The returned channel will not be closed.
func (g *Group) DoChan(key string, fn func() (interface{}, error)) <-chan Result {ch := make(chan Result, 1)g.mu.Lock()if g.m == nil {g.m = make(map[string]*call)}if c, ok := g.m[key]; ok {c.dups++c.chans = append(c.chans, ch)g.mu.Unlock()return ch}c := &call{chans: []chan<- Result{ch}}c.wg.Add(1)g.m[key] = cg.mu.Unlock()go g.doCall(c, key, fn)return ch
}