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Golang 手写一个简单的并发任务 manager

作者:ag9920???????  发布时间:2024-02-21 00:15:31 

标签:Golang,并发,任务,manager

前言

今天也是偏实战的内容,作为一个并发复习课,很简单,我们来看看怎样实现一个并发任务 manager。

在微服务的场景下,我们有很多任务的执行是没有明确的先后顺序的,比如一个接口同时要做到任务 A 和 任务 B,两个任务分别拿到一些数据,最后组装裁剪后通过接口下发。

此时,A 和 B 两个任务没有依赖关系,如果我们串行来执行,会拖慢整个任务的执行节奏,用并发的方式来优化是一个方向。

那怎么实现呢?

errgroup

一个常见的想法是用 errgroup,我们之前也介绍过 Golang errgroup 设计和原理解析。

今天我们不打算用这种实现,希望用更加基础的组件来引发思考,看看如何活用 sync 包提供的基础能力。另外一点是 errgroup 也有他的缺陷,如果在启动的协程中没有手动 recover,那么一旦在我们的任务中出现 panic,整个程序就 crash 了。

这一点还是很有争议的,很多开发者认为这是符合预期的,也有一些开发者希望在 New 一个 errgroup 的时候能够提供 option 控制是否来 recover。近期还有两个 issue 在进行激烈的讨论,目前看没有定论。

感兴趣的同学可以看下这两个 issue:

  • x/sync/errgroup: why not recover the fn's err in errgroup #40484

  • proposal: x/sync/errgroup: propagate panics and Goexits through Wait #53757

需求拆解

ok,我们来试着用 sync 包基础能力来实现一个简单的并行任务 manager。首先我们分析下需求。

  • 一定要能做到并发执行各个任务,开多个协程,而不是在一个 main goroutine 里串行执行各个任务;

  • 并发安全,我们当然不希望出现数据异常,不希望并发执行任务导致最后程序因为 runtime error 而挂掉;

  • 如果多个任务都失败,只返回一个 error 即可;

  • 能够 recover from panic,不需要开发者使用的时候再手动去写 recover 逻辑;

  • 性能有保障。

并发执行这一点我们可以借助 sync.WaitGroup 的能力,每次启动一个goroutine,WaitGroup 就加 1,在 defer 里完成 Done,启动所有 goroutine 之后,等着 Wait 返回结果即可。常规的能力复用。

需要额外处理的地方在于,怎么实现多个线程只有一个 error 能赋值,以及 recover 的适配。

实战代码

我们理一下思路,看看代码怎么写。

Job

首先一定需要定义一个通用的函数签名,使得开发者能够传入自己要执行的并发任务。

type Job interface {
Do(ctx context.Context, param interface{}) error
Name() string
}

JobManager

我们的 job manager 现阶段可以简单实现,只是一组 Job 的集合:

type JobManager []Job

错误处理

要达到只有一个 error 赋值,且不出现 race condition,有两个方案:

  • sync.Mutex 加锁;

  • sync.Once 只执行一次。

当然,什么时候我们都可以用一把大锁解决问题,但它的性能不会很好,能用原子操作解决的尽量还是不要用 Mutex,这里参照 errgroup,我们可以用一个 Once 对象来控制只赋值一次。

panic 恢复可以直接在 defer 里面 recover 即可,需要能带出来 stack trace,把它变成一个 error 赋值

及时退出

有时候我们这个并发任务数量非常多,可能还没创建完 goroutine,某个先创建的任务就已经挂了,这时候需要有一个全局的信号,终止后续的 goroutine 创建。这一点用原子操作就能实现。

完整代码

把上面的分析落地,这样我们就实现了一个带上了 recover 能力,以及终止能力的的 errgroup。

package main
import (
"context"
"errors"
"fmt"
"sync"
"sync/atomic"
)
type Job interface {
Do(ctx context.Context, param interface{}) error
Name() string
}
type JobManager []Job

func (mgr JobManager) Execute(ctx context.Context, param interface{}) error {
var (
stop    int32 = 0
err     error
wg      sync.WaitGroup
errOnce sync.Once
)

for _, job := range mgr {
if atomic.LoadInt32(&stop) > 0 {
break
}

wg.Add(1)
go func(j Job) {
defer func() {
wg.Done()
if r := recover(); r != nil {
errMsg := fmt.Sprintf("JobManager panic: job: %v, reason: %v", j.Name(), r)
nerr := errors.New(errMsg)
errOnce.Do(func() {
if err == nil {
err = nerr
}
})
atomic.AddInt32(&stop, 1)
}
}()
nerr := j.Do(ctx, param)
if nerr != nil {
atomic.AddInt32(&stop, 1)
errOnce.Do(func() {
if err == nil {
err = nerr
}
})
}
}(job)
}
wg.Wait()
return err
}

使用方法也很简单:

var mgr = JobManager{
AJob, BJob, CJob, // 这里的各个 Job 需要实现一开始我们定义的接口
}
err := mgr.Execute(ctx, param)

这里我们需要定义统一的 param interface{},建议是一个接口,各个 Job 执行完毕后如果有需要写入的数据,可以调用 param 的 Setter 方法写入,最后直接拿 param 来做后续逻辑。

小结

今天我们用 sync.Once,以及 sync.WaitGroup 的能力实现了一个简易的并发任务调度器,希望能够帮助大家回顾一下此前介绍的并发相关概念和用法。其实并发管理这一点很多时候我们会存在依赖,这时候可能需要将多个 job 分层,或者梳理出来拓扑关系来执行,我们今天只是简单入门,复习一下相关知识。

建议大家回顾一下此前对于 once 以及 errgroup 的源码解析,相信你会更能融会贯通。

  • Golang errgroup 设计和原理解析

  • 解析 Golang sync.Once 用法和原理

来源:https://juejin.cn/post/7137148885574615077

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