不控制goroutine数量引发的问题
Goroutine具备如下两个特点
- 体积轻量
- 优质的GMP调度
那么goroutine是否可以无限开辟呢，如果做一个服务器或者一些高业务的场景，能否随意的开辟goroutine并且放养不管呢？让他们自生自灭，毕竟有强大的GC和优质的调度算法支撑？
看下面这个例子：
package main
import (
"fmt"
"math"
"runtime"
)
func main() {
//模拟用户需求业务的数量
task_cnt := math.MaxInt64
for i := 0; i < task_cnt; i++ {
go func(i int) {
//... do some busi...
fmt.Println("go func ", i, " goroutine count = ", runtime.NumGoroutine())
}(i)
}
}
最后被操作系统以kill信号，强制终结该进程，结果如下：
panic: too many concurrent operations on a single file or socket (max 1048575)
所以，我们迅速的开辟goroutine(不控制并发的 goroutine 数量 )会在短时间内占据操作系统的资源(CPU、内存、文件描述符等)。
- CPU 使用率浮动上涨
- Memory 占用不断上涨。
- 主进程崩溃（被杀掉了）
这些资源实际上是所有用户态程序共享的资源，所以大批的goroutine最终引发的灾难不仅仅是自身，还会关联其他运行的程序。
所以在编写逻辑业务的时候，限制goroutine是我们必须要重视的问题。
控制goroutines数量的方法
方法一：只是用有buffer的channel来限制
package main
import (
"fmt"
"math"
"runtime"
)
func busi(ch chan bool, i int) {
fmt.Println("go func ", i, " goroutine count = ", runtime.NumGoroutine())
<-ch
}
func main() {
//模拟用户需求业务的数量
task_cnt := math.MaxInt64
//task_cnt := 10
ch := make(chan bool, 3)
for i := 0; i < task_cnt; i++ {
ch <- true
go busi(ch, i)
}
}
结果如下：
go func 7067050 goroutine count = 4
go func 7067052 goroutine count = 4
go func 7067053 goroutine count = 4
go func 7067054 goroutine count = 4
go func 7067046 goroutine count = 4
go func 7067055 goroutine count = 4
...
从结果看，程序并没有出现崩溃，而是按部就班的顺序执行，并且go的数量控制在了3，(4的原因是因为还有一个main goroutine)那么从执行的任务数字上看，是不是在跑的goroutines有几十万个呢？
有buffer的channel
这里我们用了，buffer为3的channel, 在写的过程中，实际上是限制了速度。限制的是
for i := 0; i < go_cnt; i++ { //循环速度
ch <- true
go busi(ch, i)
}
for循环的速度，因为这个速度决定了go的创建速度，而go的结束速度取决于 busi()函数的执行速度。 这样实际上，我们就能够保证了，同一时间内运行的goroutine的数量与buffer的数量一致。从而达到了限定效果。
但是这段代码有一个小问题，就是如果我们把go_cnt的数量变的小一些，会出现打出的结果不正确。
func main() {
//模拟用户需求业务的数量
//task_cnt := math.MaxInt64
task_cnt := 10
ch := make(chan bool, 3)
for i := 0; i < task_cnt; i++ {
ch <- true
go busi(ch, i)
}
}
结果：
go func 2 goroutine count = 4
go func 3 goroutine count = 4
go func 4 goroutine count = 4
go func 5 goroutine count = 4
go func 6 goroutine count = 4
go func 1 goroutine count = 4
go func 8 goroutine count = 4
是因为main将全部的go开辟完之后，就立刻退出进程了。所以想全部go都执行，需要在main的最后进行阻塞操作。
方法二：只使用sync同步机制（无效，反例）
import (
"fmt"
"math"
"sync"
"runtime"
)
var wg = sync.WaitGroup{}
func busi(i int) {
fmt.Println("go func ", i, " goroutine count = ", runtime.NumGoroutine())
wg.Done()
}
func main() {
//模拟用户需求业务的数量
task_cnt := math.MaxInt64
for i := 0; i < task_cnt; i++ {
wg.Add(1)
go busi(i)
}
wg.Wait()
}
很明显，单纯的使用sync依然达不到控制goroutine的数量，所以最终结果依然是崩溃。
结果
panic: too many concurrent operations on a single file or socket (max 1048575)
方法三：channel与sync同步组合方式
package main
import (
"fmt"
"math"
"sync"
"runtime"
)
var wg = sync.WaitGroup{}
func busi(ch chan bool, i int) {
fmt.Println("go func ", i, " goroutine count = ", runtime.NumGoroutine())
<-ch
wg.Done()
}
func main() {
//模拟用户需求go业务的数量
task_cnt := math.MaxInt64
ch := make(chan bool, 3)
for i := 0; i < task_cnt; i++ {
wg.Add(1)
ch <- true
go busi(ch, i)
}
wg.Wait()
}
结果：
go func 2 goroutine count = 4
go func 3 goroutine count = 4
go func 4 goroutine count = 4
go func 5 goroutine count = 4
go func 6 goroutine count = 4
go func 1 goroutine count = 4
go func 8 goroutine count = 4
这样我们程序就不会再造成资源爆炸而崩溃。而且运行go的数量控制住了在buffer为3的这个范围内。
方法四：利用无缓冲channel与任务发送/执行分离方式
package main
import (
"fmt"
"math"
"sync"
"runtime"
)
var wg = sync.WaitGroup{}
func busi(ch chan int) {
for t := range ch {
fmt.Println("go task = ", t, ", goroutine count = ", runtime.NumGoroutine())
wg.Done()
}
}
func sendTask(task int, ch chan int) {
wg.Add(1)
ch <- task
}
func main() {
ch := make(chan int) //无buffer channel
goCnt := 3 //启动goroutine的数量
for i := 0; i < goCnt; i++ {
//启动go
go busi(ch)
}
taskCnt := math.MaxInt64 //模拟用户需求业务的数量
for t := 0; t < taskCnt; t++ {
//发送任务
sendTask(t, ch)
}
wg.Wait()
}
执行流程大致如下，这里实际上是将任务的发送和执行做了业务上的分离。使得消息出去，输入SendTask的频率可设置、执行Goroutine的数量也可设置。也就是既控制输入(生产)，又控制输出(消费)。使得可控更加灵活。这也是很多Go框架的Worker工作池的最初设计思想理念。
利用无缓冲channel与任务发送/执行分离方式
小结
项目开发中，需要关注goroutine的数量，不能无限go，本文针对如何限制gotourine数量进行了相关分析和代码示例，希望对你能有帮助。
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