Go語言之併發示例-Pool(一)

這篇文章演示使用有緩衝的通道實現一個資源池，這個資源池可以管理在任意多個goroutine之間共享的資源，比如網路連線、資料庫連線等，我們在資料庫操作的時候，比較常見的就是資料連線池，也可以基於我們實現的資源池來實現。

可以看出，資源池也是一種非常流暢性的模式，這種模式一般適用於在多個goroutine之間共享資源，每個goroutine可以從資源池裡申請資源，使用完之後再放回資源池裡，以便其他goroutine複用。

好了，老規矩，我們先構建一個資源池結構體，然後再賦予一些方法，這個資源池就可以幫助我們管理資源了。

//一個安全的資源池，被管理的資源必須都實現io.Close介面

type Pool struct {
    m sync.Mutex
    res chan io.Closer
    factory func() (io.Closer,error)
    closed bool}

這個結構體Pool有四個欄位，其中m是一個互斥鎖，這主要是用來保證在多個goroutine訪問資源時，池內的值是安全的。

res欄位是一個有緩衝的通道，用來儲存共享的資源，這個通道的大小，在初始化Pool的時候就指定的。注意這個通道的型別是io.Closer介面，所以實現了這個io.Closer介面的型別都可以作為資源，交給我們的資源池管理。

factory這個是一個函式型別，它的作用就是當需要一個新的資源時，可以通過這個函式建立，也就是說它是生成新資源的，至於如何生成、生成什麼資源，是由使用者決定的，所以這也是這個資源池靈活的設計的地方。

closed欄位表示資源池是否被關閉，如果被關閉的話，再訪問是會有錯誤的。

現在先這個資源池我們已經定義好了，也知道了每個欄位的含義，下面就開時具體使用。剛剛我們說到關閉錯誤，那麼我們就先定義一個資源池已經關閉的錯誤。

var ErrPoolClosed = errors.New("資源池已經關閉。")

非常簡潔，當我們從資源池獲取資源的時候，如果該資源池已經關閉，那麼就會返回這個錯誤。單獨定義它的目的，是和其他錯誤有一個區分，這樣需要的時候，我們就可以從眾多的error型別裡區分出來這個ErrPoolClosed。

下面我們就該為建立Pool專門定一個函式了，這個函式就是工廠函式，我們命名為New。

//建立一個資源池
func New(fn func() (io.Closer, error), size uint) (*Pool, error) {
    if size <= 0 {
            return nil, errors.New("size的值太小了。")
    }   
    return &Pool{
        factory: fn,
        res:     make(chan io.Closer, size),
    }, nil

}

這個函式建立一個資源池，它接收兩個引數，一個fn是建立新資源的函式；還有一個size是指定資源池的大小。

這個函式裡，做了size大小的判斷，起碼它不能小於或者等於 0 ，否則就會返回錯誤。如果引數正常，就會使用size建立一個有緩衝的通道，來儲存資源，並且返回一個資源池的指標。

有了建立好的資源池，那麼我們就可以從中獲取資源了。

//從資源池裡獲取一個資源
func (p *Pool) Acquire() (io.Closer,error) {
    select {
        case r,ok := <-p.res:
                log.Println("Acquire:共享資源")
                if !ok {
                            return nil,ErrPoolClosed
                }        
                return r,nil
        default:
                log.Println("Acquire:新生成資源")        
                return p.factory()
    }

}

Acquire方法可以從資源池獲取資源，如果沒有資源，則呼叫factory方法生成一個並返回。

這裡同樣使用了select的多路複用，因為這個函式不能阻塞，可以獲取到就獲取，不能就生成一個。

這裡的新知識是通道接收的多參返回，如果可以接收的話，第一引數是接收的值，第二個表示通道是否關閉。例子中如果ok值為false表示通道關閉，如果為true則表示通道正常。所以我們這裡做了一個判斷，如果通道關閉的話，返回通道關閉錯誤。

有獲取資源的方法，必然還有對應的釋放資源的方法，因為資源用完之後，要還給資源池，以便複用。在講解釋放資源的方法前，我們先看下關閉資源池的方法，因為釋放資源的方法也會用到它。

關閉資源池，意味著整個資源池不能再被使用，然後關閉存放資源的通道，同時釋放通道里的資源。

//關閉資源池，釋放資源
func (p *Pool) Close() {
    p.m.Lock()    
    defer p.m.Unlock()    
    if p.closed {        
          return
     }

    p.closed = true

    //關閉通道，不讓寫入了
    close(p.res)    //關閉通道里的資源
    for r:=range p.res {
        r.Close()
    }
}

這個方法裡，我們使用了互斥鎖，因為有個標記資源池是否關閉的欄位closed需要再多個goroutine操作，所以我們必須保證這個欄位的同步。這裡把關閉標誌置為true。

然後我們關閉通道，不讓寫入了，而且我們前面的Acquire也可以感知到通道已經關閉了。同比通道後，就開始釋放通道中的資源，因為所有資源都實現了io.Closer介面，所以我們直接呼叫Close方法釋放資源即可。

關閉方法有了，我們看看釋放資源的方法如何實現。

func (p *Pool) Release(r io.Closer){   
     //保證該操作和Close方法的操作是安全的
    p.m.Lock()    
    defer p.m.Unlock() 
    //資源池都關閉了，就省這一個沒有釋放的資源了，釋放即可
    if p.closed {
        r.Close()        
        return
    }
    select {
    case p.res <- r:
        log.Println("資源釋放到池子裡了")    
    default:
        log.Println("資源池滿了，釋放這個資源吧")
        r.Close()
    }
}

釋放資源本質上就會把資源再傳送到緩衝通道中，就是這麼簡單，不過為了更安全的實現這個方法，我們使用了互斥鎖，保證closed標誌的安全，而且這個互斥鎖還有一個好處，就是不會往一個已經關閉的通道傳送資源。

這是為什麼呢？因為Close和Release這兩個方法是互斥的，Close方法裡對closed標誌的修改，Release方法可以感知到，所以就直接return了，不會執行下面的select程式碼了，也就不會往一個已經關閉的通道里傳送資源了。

如果資源池沒有被關閉，則繼續嘗試往資源通道傳送資源，如果可以傳送，就等於資源又回到資源池裡了；如果傳送不了，說明資源池滿了，該資源就無法重新回到資源池裡，那麼我們就把這個需要釋放的資源關閉，拋棄了。