Go語言實現超時的三種方法實例

前言

超時,指一個協程A開啟另一個協程B,A會阻塞等待B一段指定的時間,例如:5秒,A通知B結束(也有可能不通知,讓B繼續運行)。也就是說,A就不願意阻塞等待太久。

Go語言有多種方法實現這種超時,我總結出3種:

方法一:用兩個通道 + A協程sleep

一個通道用來傳數據,一個用來傳停止信號。

package main
 
import (
	"fmt"
	"time"
)
 
// 老師視頻裡的生產者消費者
 
func main() {
	//知識點: 老師這裡用瞭兩個線程,一個用個傳數據,一個用來傳關閉信號
	messages := make(chan int, 10)
	done := make(chan bool)
 
	defer close(messages)
 
	// consumer
	go func() {
		ticker := time.NewTicker(1 * time.Second)
		for range ticker.C {
			select {
			case <-done:
				fmt.Println("child process interrupt...") // 數據還沒收完,就被停止瞭。
				return
			default:
				fmt.Printf("receive message:%d\n", <-messages)
			}
 
		}
	}()
 
	// producer
	for i := 0; i < 10; i++ {
		messages <- i
	}
 
	// 5秒後主線程關閉done通道
	time.Sleep(5 * time.Second)
	close(done)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	fmt.Println("main process exit!")
}

程序輸出如下:

receive message:0
receive message:1
receive message:2
receive message:3
child process interrupt…
main process exit!

方法二:使用Timer(定時器)

這種方法也方法一類似,隻不過是用一個Timer代替通道。

package main
 
import (
	"fmt"
	"time"
)
 
//知識點:
// 1) 多通道
// 2) 定時器
func main() {
	ch1 := make(chan int, 10)
	go func(ch chan<- int) {
		// 假設子協程j是一個耗時操作,例如訪問網絡,要10秒後才會有數據
		time.Sleep(10 * time.Second)
		ch <- 1
	}(ch1)
 
	timer := time.NewTimer(5 * time.Second) // 設置定時器的超時時間,主線程隻等5秒
 
	fmt.Println("select start....")
	// 知識點:主協程等待子線程,並有超時機制
	select {
	case <-ch1:
		fmt.Println("從channel 1 收到一個數字")
	case <-timer.C: // 定時器也是一個通道
		fmt.Println("5秒到瞭,超時瞭,main協程不等瞭")
	}
 
	fmt.Println("done!")
}

程序輸出如下:

select start….
5秒到瞭,超時瞭,main協程不等瞭
done!

方法三:使用context.WithTimeout

下面的例子比較復雜,基於 Channel 編寫一個簡單的單協程生產者消費者模型。

要求如下:

1)隊列:隊列長度 10,隊列元素類型為 int

2)生產者:每 1 秒往隊列中放入一個類型為 int 的元素,隊列滿時生產者可以阻塞

3)消費者:每2秒從隊列中獲取一個元素並打印,隊列為空時消費者阻塞

4)主協程30秒後要求所有子協程退出。

5)要求優雅退出,即消費者協程退出前,要先消費完所有的int

6)通過入參支持兩種運行模式:

  • wb(溫飽模式)生產速度快過消費速度、
  • je(饑餓模式)生產速度慢於消費速度

context.WithTimeout見第87行。

package main
 
import (
	"context"
	"flag"
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
 
// 課後練習 1.2
// 基於 Channel 編寫一個簡單的單協程生產者消費者模型。
// 要求如下:
// 1)隊列:隊列長度 10,隊列元素類型為 int
// 2)生產者:每 1 秒往隊列中放入一個類型為 int 的元素,隊列滿時生產者可以阻塞
// 3)消費者:每2秒從隊列中獲取一個元素並打印,隊列為空時消費者阻塞
// 4)主協程30秒後要求所有子協程退出。
// 5)要求優雅退出,即消費者協程退出前,要先消費完所有的int。
 
// 知識點:
// 1) 切片的零值也是可用的。
// 2) context.WithTimeout
var (
	wg sync.WaitGroup
	p  Producer
	c  Consumer
)
 
type Producer struct {
	Time     int
	Interval int
}
 
type Consumer struct {
	Producer
}
 
func (p Producer) produce(queue chan<- int, ctx context.Context) {
	go func() {
	LOOP:
		for {
			p.Time = p.Time + 1
			queue <- p.Time
			fmt.Printf("生產者進行第%d次生產,值:%d\n", p.Time, p.Time)
			time.Sleep(time.Duration(p.Interval) * time.Second)
 
			select {
			case <-ctx.Done():
				close(queue)
				break LOOP
			}
		}
		wg.Done()
	}()
}
 
func (c Consumer) consume(queue <-chan int, ctx context.Context) {
	go func() {
	LOOP:
		for {
			c.Time++
			val := <-queue
			fmt.Printf("-->消費者進行第%d次消費,值:%d\n", c.Time, val)
			time.Sleep(time.Duration(c.Interval) * time.Second)
 
			select {
			case <-ctx.Done():
				//remains := new([]int)
				//remains := []int{}
				var remains []int // 知識點:切片的零值也是可用的。
				for val = range queue {
					remains = append(remains, val)
					fmt.Printf("-->消費者: 最後一次消費, 值為:%v\n", remains)
					break LOOP
				}
			}
		}
		wg.Done()
	}()
}
 
func main() {
	wg.Add(2)
 
	// 知識點:context.Timeout
	timeout := 30
	ctx, _ := context.WithTimeout(context.Background(), time.Duration(timeout)*time.Second)
 
	queue := make(chan int, 10)
 
	p.produce(queue, ctx)
	fmt.Println("main waiting...")
	wg.Wait()
	fmt.Println("done")
}
 
/*
啟動命令:
$ go run main/main.go -m wb
$ go run main/main.go -m je
*/
func init() {
	// 解析程序入參,運行模式
	mode := flag.String("m", "wb", "請輸入運行模式:\nwb(溫飽模式)生產速度快過消費速度、\nje(饑餓模式)生產速度慢於消費速度)")
	flag.Parse()
 
	p = Producer{}
	c = Consumer{}
 
	if *mode == "wb" {
		fmt.Println("運行模式:wb(溫飽模式)生產速度快過消費速度")
		p.Interval = 1 // 每隔1秒生產一次
		c.Interval = 5 // 每隔5秒消費一次
 
		// p = Producer{Interval: 1}
		// c = Consumer{Interval: 5}  // 這一行會報錯,為什麼?
 
	} else {
		fmt.Println("運行模式:je(饑餓模式)生產速度慢於消費速度")
		p.Interval = 5 // 每隔5秒生產一次
		c.Interval = 1 // 每隔1秒消費一次
	}
}

wb(溫飽模式)生產速度快過消費速度,輸出如下:

運行模式:wb(溫飽模式)生產速度快過消費速度
生產者: 第1次生產, 值為:1
–>消費者: 第1次消費, 值為:1
生產者: 第2次生產, 值為:2
生產者: 第3次生產, 值為:3
生產者: 第4次生產, 值為:4
生產者: 第5次生產, 值為:5
–>消費者: 第2次消費, 值為:2
生產者: 第6次生產, 值為:6
生產者: 第7次生產, 值為:7
生產者: 第8次生產, 值為:8
生產者: 第9次生產, 值為:9
生產者: 第10次生產, 值為:10
–>消費者: 第3次消費, 值為:3
生產者: 第11次生產, 值為:11
生產者: 第12次生產, 值為:12
生產者: 第13次生產, 值為:13
–>消費者: 第4次消費, 值為:4
生產者: 第14次生產, 值為:14
–>消費者: 第5次消費, 值為:5
生產者: 第15次生產, 值為:15
生產者: 第16次生產, 值為:16
–>消費者: 第6次消費, 值為:6
main waiting
生產者: 第17次生產, 值為:17
–>消費者: 最後一次消費, 值為:[7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17]
— done —

je(饑餓模式)生產速度慢於消費速度,輸出如下:

運行模式:je(饑餓模式)生產速度慢於消費速度
–>消費者: 第1次消費, 值為:1
生產者: 第1次生產, 值為:1
生產者: 第2次生產, 值為:2
–>消費者: 第2次消費, 值為:2
生產者: 第3次生產, 值為:3
–>消費者: 第3次消費, 值為:3
生產者: 第4次生產, 值為:4
–>消費者: 第4次消費, 值為:4
生產者: 第5次生產, 值為:5
–>消費者: 第5次消費, 值為:5
生產者: 第6次生產, 值為:6
–>消費者: 第6次消費, 值為:6
main waiting
–>消費者: 第7次消費, 值為:0

附:go 實現超時退出

之前手寫rpc框架的時候,吃多瞭網絡超時處理的苦,今天偶然發現瞭實現超時退出的方法,MARK

func AsyncCall() {
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Duration(time.Millisecond*800))
	defer cancel()
	go func(ctx context.Context) {
		// 發送HTTP請求
	}()

	select {
	case <-ctx.Done():
		fmt.Println("call successfully!!!")
		return
	case <-time.After(time.Duration(time.Millisecond * 900)):
		fmt.Println("timeout!!!")
		return
	}
}

//2 
func AsyncCall() {
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Duration(time.Millisecond * 800))
	defer cancel()
	timer := time.NewTimer(time.Duration(time.Millisecond * 900))

	go func(ctx context.Context) {
		// 發送HTTP請求
	}()

	select {
	case <-ctx.Done():
		timer.Stop()
		timer.Reset(time.Second)
		fmt.Println("call successfully!!!")
		return
	case <-timer.C:
		fmt.Println("timeout!!!")
		return
	}
}


//3 
func AsyncCall() {
  ctx := context.Background()
	done := make(chan struct{}, 1)

	go func(ctx context.Context) {
		// 發送HTTP請求
		done <- struct{}{}
	}()

	select {
	case <-done:
		fmt.Println("call successfully!!!")
		return
	case <-time.After(time.Duration(800 * time.Millisecond)):
		fmt.Println("timeout!!!")
		return
	}
}

總結

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