这篇通过一个例子,演示使用通道来监控程序的执行时间,生命周期,甚至终止程序等。我们这个程序叫runner,我们可以称之为执行者,它可以在后台执行任何任务,而且我们还可以控制这个执行者,比如强制终止它等。
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现在开始吧,运用我们前面十几篇连载的知识,来构建我们的Runner,使用一个结构体类型就可以。
//一个执行者,可以执行任何任务,但是这些任务是限制完成的,//该执行者可以通过发送终止信号终止它 type Runner struct { tasks []func(int) //要执行的任务 complete chan error //用于通知任务全部完成 timeout <-chan time.Time //这些任务在多久内完成 interrupt chan os.Signal //可以控制强制终止的信号 }
示例中,我们定义了一个结构体类型Runner,这个Runner包含了要执行哪些任务tasks,然后使用complete通知任务是否全部完成,不过这个执行者是有时间限制的,这就是timeout,如果在限定的时间内没有完成,就会接收到超时的通知,如果完成了就会接收到完成的通知。注意这里的timeout是单向通道,只能接收。
complete定义为error类型的通道,是为了当执行任务出现问题时返回错误的原因,如果没有出现错误,返回的是nil。
此外,我们还定义了一个中断的信号,让我们可以随时的终止执行者。
有了结构体,我们接着再定义一个工厂函数New,用于返回我们需要的Runner。
func New(tm time.Duration) *Runner { return &Runner{ complete:make(chan error), timeout:time.After(tm), interrupt:make(chan os.Signal,1), } }
这个New函数非常简洁,可以帮我们很快的初始化一个Runnner,它只有一个参数,用来设置这个执行者的超时时间。这个超时时间被我们传递给了time.After函数,这个函数可以在tm时间后,会同伙一个time.Time类型的只能接收的单向通道,来告诉我们已经到时间了。
complete是一个无缓冲通道,也就是同步通道,因为我们要使用它来控制我们整个程序是否终止,所以它必须是同步通道,要让main goroutine等待,一致要任务完成或者被强制终止。
interrupt是一个有缓冲的通道,这样做是因为,我们可以至少接收到一个操作系统的中断信息,这样Go runtime在发送这个信号的时候不会被阻塞,如果是无缓冲的通道就会阻塞了。
系统信号是什么意思呢,比如我们在程序执行的时候按下Ctrl + C,这就是一个中断的信号,告诉程序可以强制终止了。
我们这里初始化了结构体的三个字段,而执行的任务tasks没有初始化,默认就是零值nil,因为它是一个切片。但是我们的执行者Runner不能没有任务啊,既然初始化Runner的时候没有,那我们就定义一个方法,通过方法给执行者添加需要执行的任务。
//将需要执行的任务,添加到Runner里 func (r *Runner) Add(tasks ...func(int)){ r.tasks = append(r.tasks,tasks...) }
这个没有太多可以说明的,r.tasks就是一个切片,来存储需要执行的任务。通过内置的append函数就可以追加任务了。这里使用了可变参数,可以灵活的添加一个,甚至同时多个任务,比较方便。
到了这里我们需要的执行者Runner,如何添加任务,如何获取一个执行者,都有了,下面就开始执行者如何运行任务?如何在运行的时候强制中断任务?在这些处理之前,我们先来定义两个我们的两个错误变量,以便在接下来的代码实例中使用。
var ErrTimeOut = errors.New("执行者执行超时") var ErrInterrupt = errors.New("执行者被中断")
两种错误类型,一个表示因为超时错误,一个表示因为被中断错误。下面我们就看看如何执行一个个任务。
//执行任务,执行的过程中接收到中断信号时,返回中断错误//如果任务全部执行完,还没有接收到中断信号,则返回nil func (r *Runner) run() error { for id, task := range r.tasks { if r.isInterrupt() { return ErrInterrupt } task(id) } return nil}//检查是否接收到了中断信号 func (r *Runner) isInterrupt() bool { select { case <-r.interrupt: signal.Stop(r.interrupt) return true default: return false } }
新增的run方法也很简单,会使用for循环,不停的运行任务,在运行的每个任务之前,都会检测是否收到了中断信号,如果没有收到,则继续执行,一直到执行完毕,返回nil;如果收到了中断信号,则直接返回中断错误类型,任务执行终止。
这里注意isInterrupt函数,它在实现的时候,使用了基于select的多路复用,select和switch很像,只不过它的每个case都是一个通信操作。那么到底选择哪个case块执行呢?原则就是哪个case的通信操作可以执行就执行哪个,如果同时有多个可以执行的case,那么就随机选择一个执行。
针对我们方法中,如果r.interrupt中接受不到值,就会执行default语句块,返回false,一旦r.interrupt中可以接收值,就会通知Go Runtime停止接收中断信号,然后返回true。
这里如果没有default的话,select是会阻塞的,直到r.interrupt可以接收值为止,因为我们例子中的逻辑要求不能阻塞,所以我们使用了default。
好了,基础工作都做好了,现在开始执行我们所有的任务,并且时刻监视着任务的完成,执行事件的超时。
//开始执行所有任务,并且监视通道事件 func (r *Runner) Start() error { //希望接收哪些系统信号 signal.Notify(r.interrupt, os.Interrupt) go func() { r.complete <- r.run() }() select { case err := <-r.complete: return err case <-r.timeout: return ErrTimeOut } }
signal.Notify(r.interrupt, os.Interrupt),这个是表示,如果有系统中断的信号,发给r.interrupt即可。
任务的执行,这里开启了一个groutine,然后调用run方法,结果发送给通道r.complete。最后就是使用一个select多路复用,哪个通道可以操作,就返回哪个。
到了这时候,只有两种情况了,要么任务完成;要么到时间了,任务执行超时。从我们前面的代码看,任务完成又分两种情况,一种是没有执行完,但是收到了中断信号,中断了,这时返回中断错误;一种是顺利执行完成,这时返回nil。
现在把这些代码汇总一下,容易统一理解一下,所有代码如下:
package commonimport ( "errors" "os" "os/signal" "time") var ErrTimeOut = errors.New("执行者执行超时") var ErrInterrupt = errors.New("执行者被中断") //一个执行者,可以执行任何任务,但是这些任务是限制完成的,//该执行者可以通过发送终止信号终止它 type Runner struct { tasks []func(int) //要执行的任务 complete chan error //用于通知任务全部完成 timeout <-chan time.Time //这些任务在多久内完成 interrupt chan os.Signal //可以控制强制终止的信号 } func New(tm time.Duration) *Runner { return &Runner{ complete: make(chan error), timeout: time.After(tm), interrupt: make(chan os.Signal, 1), } } //将需要执行的任务,添加到Runner里 func (r *Runner) Add(tasks ...func(int)) { r.tasks = append(r.tasks, tasks...) } //执行任务,执行的过程中接收到中断信号时,返回中断错误//如果任务全部执行完,还没有接收到中断信号,则返回nil func (r *Runner) run() error { for id, task := range r.tasks { if r.isInterrupt() { return ErrInterrupt } task(id) } return nil } //检查是否接收到了中断信号 func (r *Runner) isInterrupt() bool { select { case <-r.interrupt: signal.Stop(r.interrupt) return true default: return false }}//开始执行所有任务,并且监视通道事件func (r *Runner) Start() error { //希望接收哪些系统信号 signal.Notify(r.interrupt, os.Interrupt) go func() { r.complete <- r.run() }() select { case err := <-r.complete: return err case <-r.timeout: return ErrTimeOut } }
这个common包里的Runner我们已经开发完了,现在我们写个例子试试它。
package main import ( "flysnow.org/hello/common" "log" "time" "os") func main() { log.Println("...开始执行任务...") timeout := 3 * time.Second r := common.New(timeout) r.Add(createTask(), createTask(), createTask()) if err:=r.Start();err!=nil{ switch err { case common.ErrTimeOut: log.Println(err) os.Exit(1) case common.ErrInterrupt: log.Println(err) os.Exit(2) } } log.Println("...任务执行结束...") } func createTask() func(int) { return func(id int) { log.Printf("正在执行任务%d", id) time.Sleep(time.Duration(id)* time.Second) } }
例子非常简单,定义任务超时时间为 3 秒,添加 3 个生成的任务,每个任务都是打印一个正在执行哪个任务,然后休眠一段时间。
调用r.Start()开始执行任务,如果一切都正常的话,返回nil,然后打印出...任务执行结束...,不过我们例子中,因为超时时间和任务的设定,结果是执行超时的。
2017/04/15 22:17:55 ...开始执行任务... 2017/04/15 22:17:55 正在执行任务0 2017/04/15 22:17:55 正在执行任务1 2017/04/15 22:17:56 正在执行任务2 2017/04/15 22:17:58 执行者执行超时
如果我们把超时时间改为 4 秒或者更多,就会打印...任务执行结束...。这里我们还可以测试另外一种系统中断情况,在终端里运行程序后,快速不停地按Ctrl + C,就可以看到执行者被中断的打印输出信息了。
到这里,这篇文章已经要收尾了,这个例子中,我们演示使用通道通信、同步等待,监控程序等。
此外这个执行者也是一个很不错的模式,比如我们写好之后,交给定时任务去执行即可,比如cron,这个模式我们还可以扩展,更高效率的并发,更多灵活的控制程序的生命周期,更高效的监控等,这个大家自己可以试试,基于自己的需求修改就可以了。
网页名称:Go语言之并发示例(Runner)
网页地址:https://www.cdcxhl.com/article42/ipcjec.html
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