听说90%的人都没搞定手撕协程池这道面试题！

比眉伴天荒 2024-02-06 04:51 86阅读 0赞

### 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。

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不止上图，最近 [Go就业训练营][Go] 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： ###

1.  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。
2.  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。
3.  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。
4.  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。
5.  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()
    }

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 ###

![afa5c57b9c80dd19575228f32066656d.png][]

### 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。

欢迎在评论区交流讨论。

### 一起学习 ###

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[f62067215eebdef1dcc4dbaf4972923d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/0f5751cedc7740c69b78059a3f8466f3.png
[Go]: https://mp.weixin.qq.com/s/3xda1lXHlhFjPgaNSK67bg
[afa5c57b9c80dd19575228f32066656d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/3ecbe3cbba6c45d5ad2dda3883bfaf7d.png