Go by Example: Goroutine con Stato

Nell’esempio precedente abbiamo usato il locking esplicito con mutex per sincronizzare l’accesso allo stato condiviso attraverso più goroutine. Un’altra opzione è utilizzare le funzionalità di sincronizzazione integrate delle goroutine e dei canali per ottenere lo stesso risultato. Questo approccio basato sui canali si allinea con le idee di Go di condividere la memoria comunicando e avere ogni pezzo di dati posseduto esattamente da 1 goroutine.

 
package main
 
import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync/atomic"
    "time"
)

In questo esempio il nostro stato sarà posseduto da una singola goroutine. Questo garantirà che i dati non vengano mai corrotti dall’accesso simultaneo. Per leggere o scrivere tale stato, altre goroutine invieranno messaggi alla goroutine proprietaria e riceveranno le corrispondenti risposte. Queste struct readOp e writeOp incapsulano quelle richieste e un modo per la goroutine proprietaria di rispondere.

 
type readOp struct {
    key  int
    resp chan int
}
type writeOp struct {
    key  int
    val  int
    resp chan bool
}
 
func main() {

Come prima conteremo quante operazioni eseguiamo.

 
    var readOps uint64
    var writeOps uint64

I canali reads e writes saranno utilizzati da altre goroutine per emettere richieste di lettura e scrittura, rispettivamente.

 
    reads := make(chan readOp)
    writes := make(chan writeOp)

Ecco la goroutine che possiede lo state, che è una mappa come nell’esempio precedente ma ora privata alla goroutine con stato. Questa goroutine ripetutamente fa select sui canali reads e writes, rispondendo alle richieste man mano che arrivano. Una risposta viene eseguita prima eseguendo l’operazione richiesta e poi inviando un valore sul canale di risposta resp per indicare il successo (e il valore desiderato nel caso di reads).

 
    go func() {
        var state = make(map[int]int)
        for {
            select {
            case read := <-reads:
                read.resp <- state[read.key]
            case write := <-writes:
                state[write.key] = write.val
                write.resp <- true
            }
        }
    }()

Questo avvia 100 goroutine per emettere letture alla goroutine proprietaria dello stato tramite il canale reads. Ogni lettura richiede la costruzione di un readOp, inviandolo attraverso il canale reads, e poi ricevendo il risultato attraverso il canale resp fornito.

 
    for range 100 {
        go func() {
            for {
                read := readOp{
                    key:  rand.Intn(5),
                    resp: make(chan int)}
                reads <- read
                <-read.resp
                atomic.AddUint64(&readOps, 1)
                time.Sleep(time.Millisecond)
            }
        }()
    }

Avviamo anche 10 scritture, usando un approccio simile.

 
    for range 10 {
        go func() {
            for {
                write := writeOp{
                    key:  rand.Intn(5),
                    val:  rand.Intn(100),
                    resp: make(chan bool)}
                writes <- write
                <-write.resp
                atomic.AddUint64(&writeOps, 1)
                time.Sleep(time.Millisecond)
            }
        }()
    }

Lasciamo lavorare le goroutine per un secondo.

 
    time.Sleep(time.Second)

Infine, catturiamo e riportiamo i conteggi delle operazioni.

 
    readOpsFinal := atomic.LoadUint64(&readOps)
    fmt.Println("readOps:", readOpsFinal)
    writeOpsFinal := atomic.LoadUint64(&writeOps)
    fmt.Println("writeOps:", writeOpsFinal)
}

Eseguendo il nostro programma vediamo che l’esempio di gestione dello stato basato su goroutine completa circa 80.000 operazioni totali.

 
$ go run goroutine-con-stato.go
readOps: 71708
writeOps: 7177

Per questo caso particolare l’approccio basato su goroutine è stato un po’ più complesso di quello basato su mutex. Potrebbe essere utile in certi casi però, per esempio dove hai altri canali coinvolti o quando gestire più mutex del genere sarebbe soggetto a errori. Dovresti usare l’approccio che ti sembra più naturale, specialmente riguardo alla comprensione della correttezza del tuo programma.

Prossimo esempio: .

di Mark McGranaghan e Eli Bendersky
traduzione di Andrea Raponi | source | license