听说 90% 的人都没搞定手撕协程池这道面试题！

作者：王中阳Go

2023-11-22
北京
本文字数：2801 字
阅读完需：约 9 分钟

特别的缘分

听说 90%的人都没搞定手撕协程池这道面试题！

能看到这篇文章一定是特殊的缘分，请务必珍惜，请详细看看吧，哈哈。

不止上图，最近 Go就业训练营中不少小伙伴说，面试中碰到了好几次手撕协程池的问题。

解题思路：

定义协程池结构体：首先，我们需要定义一个协程池的结构体，包含协程池的属性和方法。结构体中需要包含一个任务队列、协程池的大小、当前运行的协程数量等属性。
初始化协程池：在初始化函数中，我们需要创建一个指定大小的任务队列，并初始化协程池的属性。
添加任务到协程池：当有任务需要执行时，我们将任务添加到任务队列中。
启动协程池：在启动函数中，我们需要根据协程池的大小创建对应数量的协程，并从任务队列中获取任务进行执行。每个协程会不断从任务队列中获取任务并执行，直到任务队列为空。
控制协程数量：在协程池中，我们需要控制同时运行的协程数量，以防止过多的协程导致资源浪费。可以使用信号量或者计数器来控制协程的数量。

通过以上的解题思路，我们可以实现一个基本的协程池。

在实际应用中，可能还需要考虑一些其他的因素，如任务优先级、任务超时处理等。根据具体的需求，可以对协程池进行进一步的扩展和优化。

说完了解题思路，再给大家一个可参考，可运行的示例代码：

示例代码：

package main
import (        "fmt"        "sync")
type Job struct {        ID int}
type Worker struct {        ID         int        JobChannel chan Job        Quit       chan bool}
type Pool struct {        WorkerNum   int        JobChannel  chan Job        WorkerQueue chan chan Job        Quit        chan bool        wg          sync.WaitGroup}
// NewWorker 创建一个新的工作者func NewWorker(id int, workerQueue chan chan Job) Worker {        return Worker{                ID:         id,                JobChannel: make(chan Job),                Quit:       make(chan bool),        }}
// Start 启动工作者func (w Worker) Start(workerQueue chan chan Job) {        go func() {                for {                        workerQueue <- w.JobChannel                        select {                        case job := <-w.JobChannel:                                fmt.Printf("Worker %d started job %d\n", w.ID, job.ID)                                // 执行任务                                fmt.Printf("Worker %d finished job %d\n", w.ID, job.ID)                        case <-w.Quit:                                return                        }                }        }()}
// Start 启动工作者池func (p *Pool) Start() {        for i := 0; i < p.WorkerNum; i++ {                worker := NewWorker(i, p.WorkerQueue)                worker.Start(p.WorkerQueue)        }
        go func() {                for {                        select {                        case job := <-p.JobChannel:                                worker := <-p.WorkerQueue                                worker <- job                        case <-p.Quit:                                for i := 0; i < p.WorkerNum; i++ {                                        worker := <-p.WorkerQueue                                        worker <- Job{} // 发送空任务，通知协程退出                                }                                p.wg.Done()                                return                        }                }        }()}
// AddJob 添加作业到作业通道func (p *Pool) AddJob(job Job) {        p.JobChannel <- job}
// Stop 停止工作者池func (p *Pool) Stop() {        p.Quit <- true        p.wg.Wait()}
func main() {        pool := Pool{                WorkerNum:   5,                JobChannel:  make(chan Job),                WorkerQueue: make(chan chan Job, 5),                Quit:        make(chan bool),        }
        pool.Start()
        for i := 0; i < 10; i++ {                job := Job{ID: i}                pool.AddJob(job)        }
        pool.Stop()}

复制代码

以下是对代码的注释：

Job 结构体定义了作业的 ID。
Worker 结构体定义了工作者的 ID、作业通道和退出通道。
Pool 结构体定义了工作者数量、作业通道、工作者队列和退出通道，以及一个等待组（WaitGroup）。
NewWorker 函数创建一个新的工作者，并返回一个工作者实例。
Start 方法启动一个工作者，它从工作者队列中获取自己的作业通道，并在循环中等待作业的到来，执行作业并在退出通道接收到信号时返回。
Pool 的 Start 方法启动工作者池，创建指定数量的工作者，并将它们启动。同时，它还启动一个循环，等待作业的到来，并将作业分发给可用的工作者。
AddJob 方法将作业添加到作业通道中，供工作者池处理。
Stop 方法停止工作者池，向退出通道发送信号，并等待所有工作者完成当前作业后返回。
main 函数创建一个工作者池实例，启动工作者池，并添加一些作业。最后，调用 Stop 方法停止工作者池。

答疑

有小伙伴提出了疑问：

WorkerQueue chan chan Job 的作用是什么？为什么要这么定义？

解答一下：

WorkerQueue chan chan Job 的作用是用于传递工作者（Worker）的作业通道（JobChannel）。它是一个通道（channel），其中每个元素都是一个作业通道。

为什么要这么定义呢？这是因为在工作者池模式中，每个工作者需要一个独立的作业通道来接收作业。通过将每个工作者的作业通道放入一个通道中，可以实现对工作者的动态分配和管理。

具体来说，WorkerQueue 通道用于存储每个工作者的作业通道。当有新的作业到达时，工作者池会从 WorkerQueue 中取出一个可用的工作者的作业通道，并将作业发送到该通道中，由相应的工作者进行处理。

这种设计可以有效地控制并发任务的分配和调度。通过将工作者的作业通道放入 WorkerQueue 中，可以实现对工作者的复用和动态管理，避免了频繁地创建和销毁工作者协程的开销。

总结起来，WorkerQueue 的定义允许工作者池动态地管理工作者的作业通道，实现对并发任务的高效分配和调度。

运行结果

总结

以上代码实现了一个简单的工作池（Worker Pool）模式。工作池由一组固定数量的工作者（Worker）协程组成，它们从作业通道（JobChannel）中获取作业（Job）并执行。

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