# 14.10 复用 ## 14.10.1 典型的客户端/服务器(C/S)模式 客户端-服务器应用正是 goroutines 和 channels 的亮点所在。 客户端 (Client) 可以是运行在任意设备上的任意程序,它会按需发送请求 (request) 至服务器。服务器 (Server) 接收到这个请求后开始相应的工作,然后再将响应 (response) 返回给客户端。典型情况下一般是多个客户端(即多个请求)对应一个(或少量)服务器。例如我们日常使用的浏览器客户端,其功能就是向服务器请求网页。而 Web 服务器则会向浏览器响应网页数据。 使用 Go 的服务器通常会在协程中执行向客户端的响应,故而会对每一个客户端请求启动一个协程。一个常用的操作方法是客户端请求自身中包含一个通道,而服务器则向这个通道发送响应。 例如下面这个 `Request` 结构,其中内嵌了一个 `replyc` 通道。 ```go type Request struct { a, b int replyc chan int // reply channel inside the Request } ``` 或者更通俗的: ```go type Reply struct{...} type Request struct{ arg1, arg2, arg3 some_type replyc chan *Reply } ``` 接下来先使用简单的形式,服务器会为每一个请求启动一个协程并在其中执行 `run()` 函数,此举会将类型为 `binOp` 的 `op` 操作返回的 `int` 值发送到 `replyc` 通道。 ```go type binOp func(a, b int) int func run(op binOp, req *Request) { req.replyc <- op(req.a, req.b) } ``` `server()` 协程会无限循环以从 `chan *Request` 接收请求,并且为了避免被长时间操作所堵塞,它将为每一个请求启动一个协程来做具体的工作: ```go func server(op binOp, service chan *Request) { for { req := <-service; // requests arrive here // start goroutine for request: go run(op, req); // don’t wait for op to complete } } ``` `server()` 本身则是以协程的方式在 `startServer()` 函数中启动: ```go func startServer(op binOp) chan *Request { reqChan := make(chan *Request); go server(op, reqChan); return reqChan; } ``` `startServer()` 则会在 `main` 协程中被调用。 在以下测试例子中,100 个请求会被发送到服务器,只有它们全部被送达后我们才会按相反的顺序检查响应: ```go func main() { adder := startServer(func(a, b int) int { return a + b }) const N = 100 var reqs [N]Request for i := 0; i < N; i++ { req := &reqs[i] req.a = i req.b = i + N req.replyc = make(chan int) adder <- req // adder is a channel of requests } // checks: for i := N - 1; i >= 0; i-- { // doesn’t matter what order if <-reqs[i].replyc != N+2*i { fmt.Println(“fail at”, i) } else { fmt.Println(“Request “, i, “is ok!”) } } fmt.Println(“done”) } ``` 这些代码可以在 [multiplex_server.go](examples/chapter_14/multiplex_server.go) 找到 输出: Request 99 is ok! Request 98 is ok! ... Request 1 is ok! Request 0 is ok! done 这个程序仅启动了 100 个协程。然而即使执行 100,000 个协程我们也能在数秒内看到它完成。这说明了 Go 的协程是如何的轻量:如果我们启动相同数量的真实的线程,程序早就崩溃了。 示例: 14.14-[multiplex_server.go](examples/chapter_14/multiplex_server.go) ```go package main import "fmt" type Request struct { a, b int replyc chan int // reply channel inside the Request } type binOp func(a, b int) int func run(op binOp, req *Request) { req.replyc <- op(req.a, req.b) } func server(op binOp, service chan *Request) { for { req := <-service // requests arrive here // start goroutine for request: go run(op, req) // don't wait for op } } func startServer(op binOp) chan *Request { reqChan := make(chan *Request) go server(op, reqChan) return reqChan } func main() { adder := startServer(func(a, b int) int { return a + b }) const N = 100 var reqs [N]Request for i := 0; i < N; i++ { req := &reqs[i] req.a = i req.b = i + N req.replyc = make(chan int) adder <- req } // checks: for i := N - 1; i >= 0; i-- { // doesn't matter what order if <-reqs[i].replyc != N+2*i { fmt.Println("fail at", i) } else { fmt.Println("Request ", i, " is ok!") } } fmt.Println("done") } ``` ## 14.10.2 卸载 (Teardown):通过信号通道关闭服务器 在上一个版本中 `server()` 在 `main()` 函数返回后并没有完全关闭,而被强制结束了。为了改进这一点,我们可以提供一个退出通道给 `server()` : ```go func startServer(op binOp) (service chan *Request, quit chan bool) { service = make(chan *Request) quit = make(chan bool) go server(op, service, quit) return service, quit } ``` `server()` 函数现在则使用 `select` 在 `service` 通道和 `quit` 通道之间做出选择: ```go func server(op binOp, service chan *request, quit chan bool) { for { select { case req := <-service: go run(op, req) case <-quit: return } } } ``` 当 `quit` 通道接收到一个 `true` 值时,`server` 就会返回并结束。 在 `main()` 函数中我们做出如下更改: ```go adder, quit := startServer(func(a, b int) int { return a + b }) ``` 在 `main()` 函数的结尾处我们放入这一行:`quit <- true` 完整的代码在 [multiplex_server2.go](examples/chapter_14/multiplex_server2.go),输出和上一个版本是一样的。 示例: 14.15-[multiplex_server2.go](examples/chapter_14/multiplex_server2.go) ```go package main import "fmt" type Request struct { a, b int replyc chan int // reply channel inside the Request } type binOp func(a, b int) int func run(op binOp, req *Request) { req.replyc <- op(req.a, req.b) } func server(op binOp, service chan *Request, quit chan bool) { for { select { case req := <-service: go run(op, req) case <-quit: return } } } func startServer(op binOp) (service chan *Request, quit chan bool) { service = make(chan *Request) quit = make(chan bool) go server(op, service, quit) return service, quit } func main() { adder, quit := startServer(func(a, b int) int { return a + b }) const N = 100 var reqs [N]Request for i := 0; i < N; i++ { req := &reqs[i] req.a = i req.b = i + N req.replyc = make(chan int) adder <- req } // checks: for i := N - 1; i >= 0; i-- { // doesn't matter what order if <-reqs[i].replyc != N+2*i { fmt.Println("fail at", i) } else { fmt.Println("Request ", i, " is ok!") } } quit <- true fmt.Println("done") } ``` 练习 14.13 [multiplex_server3.go](exercises/chapter_14/multiplex_server3.go):使用之前的例子,编写一个在 `Request` 结构上带有 `String()` 方法的版本,它能决定服务器如何输出;并使用以下两个请求来测试这个程序: ```go req1 := &Request{3, 4, make(chan int)} req2 := &Request{150, 250, make(chan int)} ... // show the output fmt.Println(req1,"\n",req2) ``` ## 链接 - [目录](directory.md) - 上一节:[实现 Futures 模式](14.9.md) - 下一节:[限制同时处理的请求数](14.11.md)