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从零学习 Go 语言（33）：如何手动实现一个协程池？

发布时间：2023-01-19 编辑：jiaochengji.com

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在 Golang 中要创建一个协程是一件无比简单的事情，你只要定义一个函数，并使用 go 关键字去执行它就行了。

如果你接触过其他语言，会发现你在使用使用线程时，为了减少线程频繁创建销毁还来的开销，通常我们会使用线程池来复用线程。

**池化技术就是利用复用来提升性能的，那在 Golang 中需要协程池吗？**

在 Golang 中，goroutine 是一个轻量级的线程，他的创建、调度都是在用户态进行，并不需要进入内核，这意味着创建销毁协程带来的开销是非常小的。

因此，我认为大多数情况下，开发人员是不太需要使用协程池的。

但也不排除有某些场景下是需要这样做，因为我还没有遇到就不说了。

抛开**是否必要**这个问题，单纯从技术的角度来看，我们可以怎样实现一个通用的协程池呢？

下面就来一起学习一下我的写法

首先定义一个协程池（Pool）结构体，包含两个属性，都是 chan 类型的。

一个是 work，用于接收 task 任务

一个是 sem，用于设置协程池大小，即可同时执行的协程数量

```go
type Pool struct {
    work chan func()   // 任务
    sem  chan struct{} // 数量
}
```

然后定义一个 New 函数，用于创建一个协程池对象，有一个细节需要注意

work 是一个无缓冲通道

而 sem 是一个缓冲通道，size 大小即为协程池大小

```go
func New(size int) *Pool {
    return &amp;Pool{
        work: make(chan func()),
        sem:  make(chan struct{}, size),
    }
}
```

最后给协程池对象绑定两个函数

1、**NewTask**：往协程池中添加任务

当第一次调用 NewTask 添加任务的时候，由于 work 是无缓冲通道，所以会一定会走第二个 case 的分支：使用 go worker 开启一个协程。

```go
func (p *Pool) NewTask(task func()) { 
    select {
        case p.work &lt;- task:
        case p.sem &lt;- struct{}{}:
            go p.worker(task)
    }
}
```

2、**worker**：用于执行任务

为了能够实现协程的复用，这个使用了 for 无限循环，使这个协程在执行完任务后，也不退出，而是一直在接收新的任务。

```go
func (p *Pool) worker(task func()) { 
    defer func() { &lt;-p.sem }()
    for {
        task()
        task = &lt;-p.work
    }
}
```

这两个函数是协程池实现的关键函数，里面的逻辑很值得推敲：

1、如果设定的协程池数大于 2，此时第二次传入往 NewTask 传入task，select case 的时候，如果第一个协程还在运行中，就一定会走第二个case，重新创建一个协程执行task

2、如果传入的任务数大于设定的协程池数，并且此时所有的任务都还在运行中，那此时再调用 NewTask 传入 task ，这两个 case 都不会命中，会一直阻塞直到有任务执行完成，worker 函数里的 work 通道才能接收到新的任务，继续执行。

以上便是协程池的实现过程。

使用它也很简单，看下面的代码你就明白了

```go
func main()  {
    pool := New(128)
    pool.NewTask(func(){
        fmt.Println("run task")
    })
}
```

为了让你看到效果，我设置协程池数为 2，开启四个任务，都是 sleep 2 秒后，打印当前时间。

```go
func main()  {
    pool := New(2)

for i := 1; i &lt;5; i  {
        pool.NewTask(func(){
            time.Sleep(2 * time.Second)
            fmt.Println(time.Now())
        })
    }
    
    // 保证所有的协程都执行完毕
    time.Sleep(5 * time.Second)
}
```

执行结果如下，可以看到总共 4 个任务，由于协程池大小为 2，所以 4 个任务分两批执行（从打印的时间可以看出）

```
2020-05-24 23:18:02.014487  0800 CST m= 2.005207182
2020-05-24 23:18:02.014524  0800 CST m= 2.005243650
2020-05-24 23:18:04.019755  0800 CST m= 4.010435443
2020-05-24 23:18:04.019819  0800 CST m= 4.010499440
```

## 系列导读

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[从零学习 Go 语言（01）：一文搞定开发环境的搭建](https://studygolang.com/articles/27365)

[从零学习 Go 语言（02）：学习五种变量创建的方法](https://studygolang.com/articles/27432)

[从零学习 Go 语言（03）：数据类型之整型与浮点型](https://studygolang.com/articles/27440)

[从零学习 Go 语言（04）：byte、rune与字符串](https://studygolang.com/articles/27463)

[从零学习 Go 语言（05）：数据类型之数组与切片](https://studygolang.com/articles/27508)

[从零学习 Go 语言（06）：数据类型之字典与布尔类型](https://studygolang.com/articles/27563)

[从零学习 Go 语言（07）：数据类型之指针](https://studygolang.com/articles/27585)

[从零学习 Go 语言（08）：流程控制之if-else](https://studygolang.com/articles/27613)

[从零学习 Go 语言（09）：流程控制之switch-case](https://studygolang.com/articles/27660)

[从零学习 Go 语言（10）：流程控制之for 循环](https://studygolang.com/articles/28120)

[从零学习 Go 语言（11）：goto 无条件跳转](https://studygolang.com/articles/28472)

[从零学习 Go 语言（12）：流程控制之defer 延迟语句](https://studygolang.com/articles/28515)

[从零学习 Go 语言（13）：异常机制 panic 和 recover](https://studygolang.com/articles/28519)

[从零学习 Go 语言（14）：Go 语言中的类型断言是什么？](https://studygolang.com/articles/29305)

[从零学习 Go 语言（15）：学习 Go 语言的结构体与继承](https://studygolang.com/articles/29306)

[从零学习 Go 语言（17）：Go 语言中的 make 和 new 有什么区别？](https://studygolang.com/articles/29315)

[从零学习 Go 语言（18）：Go 语言中的 语句块与作用域](https://studygolang.com/articles/29365)

[从零学习 Go 语言（19）：Go Modules 前世今生及入门使用](https://studygolang.com/articles/29371)

[从零学习 Go 语言（20）：关于包导入必学的 8 个知识点](https://studygolang.com/articles/29404)

[从零学习 Go 语言（21）：一文了解 Go语言中编码规范](https://studygolang.com/articles/29477)

[从零学习 Go 语言（22）：Go 语言中如何开源自己写的包给别人用?](https://studygolang.com/articles/29609)

[从零学习 Go 语言（23）：一篇文章搞懂 Go 语言的函数](https://studygolang.com/articles/29628)

[从零学习 Go 语言（24）：理解 Go 语言中的 goroutine](https://studygolang.com/articles/29641)

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[从零学习 Go 语言（31）：Go 语言里的空接口](https://studygolang.com/articles/29885)

[从零学习 Go 语言（32）：理解 Go 语言中的 Context](https://studygolang.com/articles/29900)

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作者： hello_wbm
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