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关闭和发送到通道之间的竞争条件

关闭和发送到通道之间的竞争条件

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holdtom 2022-04-26 19:41:26
我正在尝试使用工作池构建通用管道库。我为源、管道和接收器创建了一个接口。您会看到,管道的工作是从输入通道接收数据,对其进行处理,然后将结果输出到通道上。这是它的预期行为:从输入通道接收数据。将数据委托给可用的工作人员。工作人员将结果发送到输出通道。所有工作人员完成后关闭输出通道。func (p *pipe) Process(in chan interface{}) (out chan interface{}) {    var wg sync.WaitGroup    out = make(chan interface{}, 100)    go func() {        for i := 1; i <= 100; i++ {            go p.work(in, out, &wg)        }        wg.Wait()        close(out)    }()    return}func (p *pipe) work(jobs <-chan interface{}, out chan<- interface{}, wg *sync.WaitGroup) {    for j := range jobs {        func(j Job) {            defer wg.Done()            wg.Add(1)            res := doSomethingWith(j)            out <- res        }(j)    }}但是,运行它可能会在不处理所有输入的情况下退出,或者会出现一条send on closed channel消息恐慌。使用标志构建源会在和-race之间发出数据竞争警告。close(out)out <- res以下是我认为可能发生的情况。一旦许多工人完成了他们的工作,就会有一瞬间wg的计数器达到零。因此,wg.Wait()完成并且程序继续进行close(out)。同时,job 通道还没有完成数据生成,这意味着一些工作人员仍在另一个 goroutine 中运行。由于out通道已经关闭,因此会导致恐慌。等待组是否应该放在其他地方?还是有更好的方法来等待所有工人完成?
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2 回答

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慕尼黑8549860

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目前尚不清楚为什么每个工作需要一名工人,但如果你这样做了,你可以重组你的外循环设置(见下面未经测试的代码)。这种方式首先消除了对工作池的需求。


但是,总是在剥离任何工人wg.Add 之前做一个。在这里,你正在剥离 100 个工人:


var wg sync.WaitGroup

out = make(chan interface{}, 100)

go func() {

    for i := 1; i <= 100; i++ {

        go p.work(in, out, &wg)

    }

    wg.Wait()

    close(out)

}()

因此,您可以这样做:


var wg sync.WaitGroup

out = make(chan interface{}, 100)

go func() {

    wg.Add(100)  // ADDED - count the 100 workers

    for i := 1; i <= 100; i++ {

        go p.work(in, out, &wg)

    }

    wg.Wait()

    close(out)

}()

请注意,您现在可以将wg自己向下移动到剥离工作人员的 goroutine 中。如果你放弃让每个工作人员将工作作为新的 goroutine 分拆的想法,这可以让事情变得更干净。但是,如果每个 worker 都将衍生出另一个 goroutine,那么该 worker 本身也必须使用wg.Add,如下所示:


for j := range jobs {

    wg.Add(1)  // ADDED - count the spun-off goroutines

    func(j Job) {

        res := doSomethingWith(j)


        out <- res

        wg.Done()  // MOVED (for illustration only, can defer as before)

    }(j)

}

wg.Done() // ADDED - our work in `p.work` is now done

也就是说,每个匿名函数都是通道的另一个用户,因此在启动wg.Add(1)新的 goroutine 之前增加用户的通道计数 ()。当你读完输入通道jobs后,调用wg.Done()(可能是通过之前的defer,但我在最后展示了它)。


考虑这一点的关键是计算此时可以写入通道wg的活动 goroutine 的数量。只有当没有goroutine 打算再写时,它才会变为零。 这样可以安全地关闭通道。


考虑使用更简单的(但未经测试):


func (p *pipe) Process(in chan interface{}) (out chan interface{}) {

    out = make(chan interface{})

    var wg sync.WaitGroup

    go func() {

        defer close(out)

        for j := range in {

            wg.Add(1)

            go func(j Job) {

                res := doSomethingWith(j)

                out <- res

                wg.Done()

            }(j)

        }

        wg.Wait()

    }()

    return out

}

您现在有一个 goroutine 正在in尽可能快地读取通道,并在运行时分拆作业。每个传入的工作都会得到一个 goroutine,除非他们提前完成工作。没有池,每个作业只有一个工人(与您的代码相同,只是我们淘汰了没有做任何有用的池)。


或者,因为只有一些可用的 CPU,所以在开始时像以前一样分拆一些 goroutine,但让每个 goroutine 运行一个作业以完成,并交付其结果,然后返回阅读下一个作业:


func (p *pipe) Process(in chan interface{}) (out chan interface{}) {

    out = make(chan interface{})

    go func() {

        defer close(out)

        var wg sync.WaitGroup

        ncpu := runtime.NumCPU()  // or something fancier if you like

        wg.Add(ncpu)

        for i := 0; i < ncpu; i++ {

            go func() {

                defer wg.Done()

                for j := range in {

                    out <- doSomethingWith(j)

                }

            }()

        }

        wg.Wait()

    }

    return out

}

通过使用runtime.NumCPU(),我们只能获得与运行作业的 CPU 一样多的工作人员读取作业。那些是游泳池,他们一次只做一项工作。


如果输出通道读取器结构良好(即,不会导致管道阻塞),通常不需要缓冲输出通道。如果不是,则此处的缓冲深度会限制您可以“提前”完成多少工作,而无论谁正在使用结果。根据“提前工作”执行此操作的有用程度来设置它 - 不一定是 CPU 的数量,或预期作业的数量,或其他任何东西。


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反对 回复 2022-04-26
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慕妹3146593

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作业完成的速度可能与发送它们的速度一样快。在这种情况下,即使有更多的项目要处理,WaitGroup 也将浮动在零附近。


对此的一种解决方法是在发送作业之前添加一个,并在发送完所有作业后减少一个,有效地将发件人视为“作业”之一。在这种情况下,如果我们wg.Add在发件人中执行以下操作会更好:


func (p *pipe) Process(in chan interface{}) (out chan interface{}) {

    var wg sync.WaitGroup

    out = make(chan interface{}, 100)

    go func() {

        for i := 1; i <= 100; i++ {

            wg.Add(1)

            go p.work(in, out, &wg)

        }

        wg.Wait()

        close(out)

    }()


    return

}


func (p *pipe) work(jobs <-chan interface{}, out chan<- interface{}, wg *sync.WaitGroup) {

    for j := range jobs {

        func(j Job) {

            res := doSomethingWith(j)


            out <- res

            wg.Done()

        }(j)

    }

}

我在代码中注意到的一件事是每个作业都会启动一个 goroutine。同时,每个作业都jobs在循环中处理通道,直到清空/关闭。两者似乎都没有必要。


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反对 回复 2022-04-26
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