golang学习笔记21——golang协程管理及sync.WaitGroup的使用

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引言

Golang 中的协程（goroutine）为并发编程带来了极大的便利，但在实际开发中，如果对协程管理不当，也会产生一系列问题。本文将深入探讨这些问题，并结合代码示例给出相应的解决方案。

协程管理中的常见问题

1.协程泄漏

• 协程在执行过程中，如果由于某些原因（如阻塞在某个通道上、陷入死锁等）没有正常退出，就会导致协程泄漏。大量的协程泄漏会耗尽系统资源，如内存等。
• 示例代码：

package mainimport ("fmt""time"
)func leakyGoroutine() {// 这个协程会一直阻塞，导致协程泄漏<-make(chan int)
}func main() {for i := 0; i < 10; i++ {go leakyGoroutine()}// 主线程休眠一段时间，让协程有机会执行time.Sleep(5 * time.Second)fmt.Println("程序结束，但协程泄漏了")
}

2.协程过多导致资源耗尽

• 创建过多的协程而没有进行有效的限制和管理，会使系统资源（如 CPU 时间片、内存等）被大量占用，从而影响系统的性能和稳定性。
• 示例代码：

package mainimport ("fmt""runtime""sync"
)func manyGoroutines() {var wg sync.WaitGroupfor i := 0; i < 100000; i++ {wg.Add(1)go func() {// 模拟协程执行一些简单的操作for j := 0; j < 1000; j++ {_ = j}wg.Done()}()}wg.Wait()
}func main() {before := runtime.NumGoroutine()manyGoroutines()after := runtime.NumGoroutine()fmt.Printf("创建前协程数量: %d, 创建后协程数量: %d\n", before, after)
}

解决方案

1.避免协程泄漏

• 合理使用通道和超时机制
  • 对于可能阻塞的通道操作，可以设置超时时间，避免协程无限制地等待。
• 代码示例：

package mainimport ("fmt""time"
)func nonLeakyGoroutine() {// 创建一个带超时的通道timeout := time.After(3 * time.Second)ch := make(chan int)go func() {// 模拟可能阻塞的操作time.Sleep(5 * time.Second)ch <- 1}()select {case <-ch:fmt.Println("协程正常接收数据")case <-timeout:fmt.Println("操作超时，协程退出")}
}func main() {for i := 0; i < 10; i++ {go nonLeakyGoroutine()}// 主线程休眠一段时间time.Sleep(5 * time.Second)fmt.Println("程序结束，没有协程泄漏")
}

• 避免死锁
  • 在多个协程之间进行同步和通信时，要确保资源的获取和释放顺序正确，避免出现死锁导致协程无法退出。

2.限制协程数量

• 使用信号量（Semaphore）
  • 通过信号量来限制同时执行的协程数量。
• 代码示例：

package mainimport ("fmt""sync"
)// 定义信号量
var semaphore = make(chan struct{}, 10)func limitedGoroutine() {// 获取信号量semaphore <- struct{}{}defer func() {// 释放信号量<-semaphore}()// 协程执行的操作fmt.Println("协程执行中...")
}func main() {var wg sync.WaitGroupfor i := 0; i < 100; i++ {wg.Add(1)go func() {limitedGoroutine()wg.Done()}()}wg.Wait()fmt.Println("所有协程执行完毕")
}

总结

在 Go 语言中，协程管理是并发编程的关键部分。通过避免协程泄漏和合理限制协程数量等措施，可以有效地提高程序的性能和稳定性，充分发挥 Go 语言在并发编程方面的优势。

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