Go嵌套并发实现EDM，附坑点分析#1
看着身边优秀的小伙伴们早就开始写博客，自己深感落后，还好迟做总比不做好，勉励自己见贤思齐。趁着年前最后一个周末，阳光正好，写下第一篇博客，为2019年开个头，以期完成今年为自己立下的flags。
从PHPer转Gopher，很大一个原因就是业务对性能和并发的持续需求，另一个主要原因就是Go语言原生的并发特性，可以在提供同等高可用的能力下，使用更少的机器资源，节约可观的成本。因此本文就结合自己在学习Go并发的实战demo中，把遇到的一些坑点写下来，共享进步。
1. 在Go语言中实现并发控制，目前主要有三种方式：
a) Channel - 分为无缓冲、有缓冲通道;
b) WaitGroup - sync包提供的goroutine间的同步机制;
c) Context - 在调用链不同goroutine间传递和共享数据;
本文demo中主要用到了前两种，基本使用请查看官方文档。
2. Demo需求与分析：
需求：实现一个EDM的高效邮件发送：需要支持多个国家(可以看成是多个任务)，需要记录每条任务发送的状态(当前成功、失败条数)，需要支持可暂停(stop)、重新发送(run)操作。
分析：从需求可以看出，在邮件发送中可以通过并发实现多个国家(多个任务)并发、单个任务分批次并发实现快速、高效EDM需求。
3. Demo实战源码：
3.1 main.go
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"io"
"log"
"os"
"strconv"
"sync"
"time"
)
var (
batchLength = 20
wg sync.WaitGroup
finish = make(chan bool)
)
func main() {
startTime := time.Now().UnixNano()
for i := 1; i <= 3; i++ {
filename := "./task/edm" + strconv.Itoa(i) + ".txt"
start := 60
go RunTask(filename, start, batchLength)
}
// main 阻塞等待goroutine执行完成
fmt.Println(<-finish)
fmt.Println("finished all tasks.")
endTime := time.Now().UnixNano()
fmt.Println("Total cost(ms):", (endTime-startTime)/1e6)
}
// 单任务
func RunTask(filename string, start, length int) (retErr error) {
for {
readLine, err := ReadLines(filename, start, length)
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
fmt.Println(err)
retErr = err
break
}
fmt.Println("current line:", readLine)
start += length
// 等待一批完成才进入下一批
//wg.Wait()
}
wg.Wait()
finish <- true
return retErr
}注意上面wg.Wait()的位置(下面有讨论)，在finish channel之前，目的是为了等待子goroutine运行完，再通过一个无缓冲通道finish通知main goroutine，然后main运行结束。
func ReadLines()读取指定行数据：
// 读取指定行数据
func ReadLines(filename string, start, length int) (line int, retErr error) {
fmt.Println("current file:", filename)
fileObj, err := os.Open(filename)
if err != nil {
panic(err)
}
defer fileObj.Close()
// 跳过开始行之前的行-ReadString方式
startLine := 1
endLine := start + length
reader := bufio.NewReader(fileObj)
for {
line, err := reader.ReadString(byte('\n'))
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
log.Fatal(err)
retErr = err
break
}
if startLine > start && startLine <= endLine {
wg.Add(1)
// go并发执行
go SendEmail(line)
if startLine == endLine {
break
}
}
startLine++
}
return startLine, retErr
}
// 模拟邮件发送
func SendEmail(email string) error {
defer wg.Done()
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println(email)
return nil
}运行上面main.go，3个任务在1s内并发完成所有邮件(./task/edm1.txt中一行表示一个邮箱)发送。
true finished all tasks. Total cost(ms): 1001
那么问题来了：没有实现分批每次并发batchLength = 20，因为如果不分批发送，只要其中某个任务或某一封邮件出错了，那下次重新run的时候，会不知道哪些用户已经发送过了，出现重复发送。而分批发送即使中途出错了，下一次重新run可从上次出错的end行开始，最多是[start - end]一个batchLength 发送失败，可以接受。
于是，将倒数第5行wg.Wait()注释掉，倒数第8行注释打开，如下：
// 单任务
func RunTask(filename string, start, length int) (retErr error) {
for {
readLine, err := ReadLines(filename, start, length)
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
fmt.Println(err)
retErr = err
break
}
fmt.Println("current line:", readLine)
start += length
// 等待一批完成才进入下一批
wg.Wait()
}
//wg.Wait()
finish <- true
return retErr
}运行就报错：
panic: sync: WaitGroup is reused before previous Wait has returned
提示WaitGroup在goroutine之间重用了，虽然是全局变量，看起来是使用不当。怎么调整呢？
3.2 main.go
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"io"
"log"
"os"
"strconv"
"sync"
"time"
)
var (
batchLength = 10
outerWg sync.WaitGroup
)
func main() {
startTime := time.Now().UnixNano()
for i := 1; i <= 3; i++ {
filename := "./task/edm" + strconv.Itoa(i) + ".txt"
start := 60
outerWg.Add(1)
go RunTask(filename, start, batchLength)
}
// main 阻塞等待goroutine执行完成
outerWg.Wait()
fmt.Println("finished all tasks.")
endTime := time.Now().UnixNano()
fmt.Println("Total cost(ms):", (endTime-startTime)/1e6)
}
// 单任务
func RunTask(filename string, start, length int) (retErr error) {
for {
isFinish := make(chan bool)
readLine, err := ReadLines(filename, start, length, isFinish)
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
fmt.Println(err)
retErr = err
break
}
// 等待一批完成才进入下一批
fmt.Println("current line:", readLine)
start += length
<-isFinish
// 关闭channel，释放资源
close(isFinish)
}
outerWg.Done()
return retErr
}从上面可以看出：调整的思路是外层用WaitGroup控制，里层用channel 控制，执行又报错 : (
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! goroutine 1 [semacquire]: sync.runtime_Semacquire(0x55fe7c) /usr/local/go/src/runtime/sema.go:56 +0x39 sync.(*WaitGroup).Wait(0x55fe70) /usr/local/go/src/sync/waitgroup.go:131 +0x72 main.main() /home/work/data/www/docker_env/www/go/src/WWW/edm/main.go:31 +0x1ab goroutine 5 [chan send]: main.ReadLines(0xc42001c0c0, 0xf, 0x3c, 0xa, 0xc42008e000, 0x0, 0x0, 0x0)
仔细检查，发现上面代码中定义的isFinish 是一个无缓冲channel，在发邮件SendMail() 子协程没有完成时，读取一个无数据的无缓冲通道将阻塞当前goroutine，其他goroutine也是一样的都被阻塞，这样就出现了all goroutines are asleep - deadlock!
于是将上面代码改为有缓冲继续尝试：
isFinish := make(chan bool, 1)// 读取指定行数据
func ReadLines(filename string, start, length int, isFinish chan bool) (line int, retErr error) {
fmt.Println("current file:", filename)
// 控制每一批发完再下一批
var wg sync.WaitGroup
fileObj, err := os.Open(filename)
if err != nil {
panic(err)
}
defer fileObj.Close()
// 跳过开始行之前的行-ReadString方式
startLine := 1
endLine := start + length
reader := bufio.NewReader(fileObj)
for {
line, err := reader.ReadString(byte('\n'))
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
log.Fatal(err)
retErr = err
break
}
if startLine > start && startLine <= endLine {
wg.Add(1)
// go并发执行
go SendEmail(line, wg)
if startLine == endLine {
isFinish <- true
break
}
}
startLine++
}
wg.Wait()
return startLine, retErr
}
// 模拟邮件发送
func SendEmail(email string, wg sync.WaitGroup) error {
defer wg.Done()
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println(email)
return nil
}运行，又报错了 : (
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock! goroutine 1 [semacquire]: sync.runtime_Semacquire(0x55fe7c) /usr/local/go/src/runtime/sema.go:56 +0x39 sync.(*WaitGroup).Wait(0x55fe70)
这次提示有点不一样，看起来是里层的WaitGroup 导致了死锁，继续检查发现里层wg 是值传递，应该使用指针传引用。
// go并发执行
go SendEmail(line, wg)最后修改代码如下：
// 读取指定行数据
func ReadLines(filename string, start, length int, isFinish chan bool) (line int, retErr error) {
fmt.Println("current file:", filename)
// 控制每一批发完再下一批
var wg sync.WaitGroup
fileObj, err := os.Open(filename)
if err != nil {
panic(err)
}
defer fileObj.Close()
// 跳过开始行之前的行-ReadString方式
startLine := 1
endLine := start + length
reader := bufio.NewReader(fileObj)
for {
line, err := reader.ReadString(byte('\n'))
if err == io.EOF {
fmt.Println("Read EOF:", filename)
retErr = err
break
}
if err != nil {
log.Fatal(err)
retErr = err
break
}
if startLine > start && startLine <= endLine {
wg.Add(1)
// go并发执行
go SendEmail(line, &wg)
if startLine == endLine {
isFinish <- true
break
}
}
startLine++
}
wg.Wait()
return startLine, retErr
}
// 模拟邮件发送
func SendEmail(email string, wg *sync.WaitGroup) error {
defer wg.Done()
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println(email)
return nil
}赶紧运行一下，这次终于成功啦 : )
current line: 100 current file: ./task/edm2.txt Read EOF: ./task/edm2.txt Read EOF: ./task/edm2.txt finished all tasks. Total cost(ms): 4003
每个任务模拟的是100行，从第60行开始运行，四个任务并发执行，每个任务分批内再次并发，并且控制了每一批次完成后再进行下一批，所以总运行时间约4s，符合期望值。完整源码请阅读原文或移步GitHub：https://github.com/astraw99/edm
4. 小结：
本文通过两层嵌套Go 并发，模拟实现了高性能并发EDM，具体的一些出错行控制、任务中断与再次执行将在下次继续讨论，主要逻辑已跑通，几个坑点小结如下：
a) WaitGroup 一般用于main 主协程等待全部子协程退出后，再优雅退出主协程；嵌套使用时注意wg.Wait()放的位置；
b) 合理使用channel，无缓冲chan将阻塞当前goroutine，有缓冲chan在cap未满的情况下不会阻塞当前goroutine，使用完记得释放chan资源；
c) 注意函数间传值或传引用(本质上还是传值，传的指针的指针内存值)的合理使用；
后记：第一篇博客写到这里差不多算完成了，一不小心一个下午就过去了，写的逻辑、可读性可能不太好请见谅，欢迎留言批评指正。感谢您的阅读。