golang模拟实现带超时的信号量示例代码
前言
最近在写项目，需要用到信号量等待一些资源完成，但是最多等待N毫秒。在看本文的正文之前，我们先来看下C语言里的实现方法。
在C语言里，有如下的API来实现带超时的信号量等待：
SYNOPSIS #includeint pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t*cond,pthread_mutex_t*mutex,conststructtimespec*abstime);
然后在查看golang的document后，发现golang里并没有实现带超时的信号量，官方文档在这里。
原理
我的业务场景是这样的：我有一个缓存字典，当多个用户请求1个不存在的key时，只有1个请求会穿透到后端，而所有用户都要排队等这个请求完成，或者超时返回。
怎么实现呢？其实稍微想一想cond的原理，就能模拟一个带超时的cond出来。
在golang里，要同时实现”挂起等待”和”超时返回”，一般得用selectcase语法，一个case等待阻塞的资源，一个case等待一个timer，这一点是非常确定的。
原本阻塞的资源应该通过条件变量的机制来实现完成通知，既然这里决定用selectcase，那么自然想到用channel来代替这个完成通知。
接下来的问题就是，很多请求者并发来获取这个资源，但是资源还没有准备好，所以大家都要排队并挂起，等待资源完成，并且当资源完成后通知大家。
所以，这里很自然要为这个资源做一个队列，每个请求者创建一个chan，并将chan放到队列里，接着selectcase等待这个chan的通知。而另一端，资源完成后遍历队列，通知每个chan即可。
最后一个问题是，只有第一个请求者才能穿透请求到后端，而后续请求者不应该穿透重复的请求，这可以通过判断缓存里是否有这个key作为判定首次的条件，而标记位init来判断请求者是否应该排队。
我的场景
上面是思路，下面是我的业务场景实现。
func(cache*Cache)Get(keystring,keyTypeint)*string{
ifkeyType==KEY_TYPE_DOMAIN{
key="#"+key
}else{
key="="+key
}
cache.mutex.Lock()
item,existed:=cache.dict[key]
if!existed{
item=&cacheItem{}
item.key=&key
item.waitQueue=list.New()
cache.dict[key]=item
}
cache.mutex.Unlock()
conf:=config.GetConfig()
lastGet:=getCurMs()
item.mutex.Lock()
item.lastGet=lastGet
ifitem.init{//已存在并且初始化
deferitem.mutex.Unlock()
returnitem.value
}
//未初始化，排队等待结果
wait:=waitItem{}
wait.wait_chan=make(chan*string,1)
item.waitQueue.PushBack(&wait)
item.mutex.Unlock()
//新增key,启动goroutine获取初始值
if!existed{
gocache.initCacheItem(item,keyType)
}
timer:=time.NewTimer(time.Duration(conf.Cache_waitTime)*time.Millisecond)
varretval*string=nil
//等待初始化完成
select{
caseretval=<-wait.wait_chan:
case<-timer.C:
}
returnretval
}
简述一下整个过程：
- 首先锁字典，如果key不存在，说明我是第一个请求者，我会创建这个key对应的value，只不过init=false表示它正在初始化。最后，释放字典锁。
- 接下来，锁住这个key，判断它已经初始化完成，那么直接返回value。否则，创建一个chan放入waitQueue等待队列。最后，释放key锁。
- 接着，如果当前是第一个请求者，那么会穿透请求到后端（在一个独立的协程里去发起网络调用）。
- 现在，创建一个用于超时的定时器。
- 最后，无论当前是否是key的第一个请求者，还是初始化期间的并发请求者，它们都通过selectcase超时的等待结果完成。
在initCacheItem函数里，数据已获取成功
//一旦标记为init,后续请求将不再操作waitQueue
item.mutex.Lock()
item.value=newValue
item.init=true
item.expire=expire
item.mutex.Unlock()
//唤醒所有排队者
waitQueue:=item.waitQueue
forelem:=waitQueue.Front();elem!=nil;elem=waitQueue.Front(){
wait:=elem.Value.(*waitItem)
wait.wait_chan<-newValue
waitQueue.Remove(elem)
}
- 首先，锁住key，标记init=true，并赋值value，并释放锁。此后的请求，都可以立即返回，无需排队。
- 之后，因为init=true已被标记，此刻再也有没有请求会修改waitQueue，所以无需加锁，直接遍历队列，通知其中的每个chan。
最后
这样就实现了带超时的条件变量效果，实际上我的场景是一个broadcast的cond例子，大家可以参照思路实现自己想要的效果，活学活用。
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对毛票票的支持。
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