Golang 之不可重入函数实现

栏目: Go · 发布时间: 6年前

内容简介：一个不可重入的函数就是一个在任何时间点只能执行一次的函数，不管它被调用了多少次，以及有多少goroutines。本篇文章说明了阻塞不可重入函数，并在golang中产生不可重入的函数实现。某个服务是对某些条件进行轮询，每秒监视一些状态。我们希望每个状态都可以独立地检查，而不需要阻塞。实现可能是这样的：

女主宣言

一个不可重入的函数就是一个在任何时间点只能执行一次的函数，不管它被调用了多少次，以及有多少goroutines。

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一个不可重入的函数就是一个在任何时间点只能执行一次的函数，不管它被调用了多少次，以及有多少goroutines。

本篇文章说明了阻塞不可重入函数，并在golang中产生不可重入的函数实现。

场景用例

某个服务是对某些条件进行轮询，每秒监视一些状态。我们希望每个状态都可以独立地检查，而不需要阻塞。实现可能是这样的：

func main() {
    tick := time.Tick(time.Second)
    go func() {
        for range tick {
            go CheckSomeStatus()
            go CheckAnotherStatus()
        }
    }()
}

我们选择在自己的goroutine中运行每个状态检查，以便 CheckAnotherStatus() 不会等待 CheckSomeStatus() 完成。

每一项检查通常都要花费很短的时间，而且比一秒要少得多。但是，如果 CheckAnotherStatus() 本身需要超过一秒的时间运行，会发生什么呢？可能会有一个意外的网络或磁盘延迟影响检查的执行时间。

在同一时间执行两次的函数是否有意义？如果没有，我们希望它是不可重入的。

阻塞，不可重入函数

防止函数多次运行的简单方法是使用sync.Mutex。

假设我们只关心从上面的循环调用这个函数，我们可以从函数外面实现锁：

import (
    "sync"
    "time"
)

func main() {
    tick := time.Tick(time.Second)
    var mu sync.Mutex
    go func() {
        for range tick {
            go CheckSomeStatus()
            go func() {
                mu.Lock()
                defer mu.Unlock()
                CheckAnotherStatus()
            }()
        }
    }()
}

上面的代码保证了 CheckAnotherStatus() 不是由循环的多次迭代执行的。在以前执行 CheckAnotherStatus() 的时候，循环的任何后续迭代都会被互斥锁阻塞。

阻塞解决方案具有以下属性：

它确保了许多“CheckAnotherStatus()”的调用作为循环迭代的次数。
假设一个执行“CheckAnotherStatus()”的停顿，随后的迭代会导致请求调用相同函数的请求。

屈服，不可重入函数

在我们的状态检查故事中，对随后的10个电话堆积起来可能没有意义。一个停滞不前的 CheckAnotherStatus() 执行完成了，所有10个调用突然执行，顺序，并且可能在接下来的一秒内完成，在同一秒内完成10个相同的检查。

另一个解决办法是屈服。一个有收益的解决方案是：

如果已经执行了“CheckAnotherStatus()”的中止执行。
将最多运行一次“CheckAnotherStatus()”的执行。
与循环迭代的次数相比，实际上可能运行的“CheckAnotherStatus()”的调用更少。

解决方案是通过以下方式实现的：

import (
    "sync/atomic"
    "time"
)

func main() {
    tick := time.Tick(time.Second)
    var reentranceFlag int64
    go func() {
        for range tick {
            go CheckSomeStatus()
            go func() {
                if atomic.CompareAndSwapInt64(&reentranceFlag, 0, 1) {
                    defer atomic.StoreInt64(&reentranceFlag, 0)
                } else {
                     return
                }
                CheckAnotherStatus()
            }()
        }
    }()
}

atomic.compareandswapint64(&reentranceFlag, 0, 1) 只有在 reentranceFlag==0 时才会返回true，并将原子性地设置为1。在这种情况下，允许进入，并且可以执行该函数。reentranceFlag保持在1，直到 CheckAnotherStatus() 完成，此时它被重置。当 CompareAndSwapInt64(...) 返回false时，这意味着reentranceFlag!=0，这意味着该函数已经由另一个goroutine执行。代码产生并静默地退出函数。