从案例中详解go-errgroup-源码

从案例中详解go-errgroup-源码插图

一、背景

某次会议上发表了error group包，一个g失败，其他的g会同时失败的错误言论(看了一下源码中的一句话The first call to return a non-nil error cancels the group，没进一步看其他源码，片面理解了)。

// The first call to return a non-nil error cancels the group's context, if the
// group was created by calling WithContext.

后面想想好像不对，就再次深入源码，并进行验证！

二、源码解析

官方介绍：包 errgroup 为处理公共任务的子任务的 goroutine 组提供同步、错误传播和上下文取消。

Package errgroup provides synchronization, error propagation, and Context cancelation for groups of goroutines working on subtasks of a common task.

如何理解官方介绍中国呢说的，同步，错误传播，上下文取消？
errgroup源码就132行，短小精悍，下面就看下每个函数的功能。

// Copyright 2016 The Go Authors. All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.

// Package errgroup provides synchronization, error propagation, and Context
// cancelation for groups of goroutines working on subtasks of a common task.
package errgroup

import (
    "context"
    "fmt"
    "sync"
)

type token struct{}

// A Group is a collection of goroutines working on subtasks that are part of
// the same overall task.
//
// A zero Group is valid, has no limit on the number of active goroutines,
// and does not cancel on error.
type Group struct {
    cancel func()   // 持有ctx cancel func

    wg sync.WaitGroup    

    sem chan token   // g数量限制的 chan

    errOnce sync.Once   // 单例保存第一次出现的err
    err     error
}

func (g *Group) done() {
    if g.sem != nil {
  • Go(f func() error): 启动一个goroutine，如果设置了g limit，则往chan中追加，当达到数量后会被阻塞。否则正常执行g，g中如果出现错误，则在单例中保存错误信息，如果有cancel func(使用) 则调用取消信号。
  • Wait：等待所有启动的g都完成，如果有cancel func(使用) 则调用取消信号，返回第一次出现的错误，没有则是nil
  • WithContext(ctx context.Context) (*Group, context.Context)：启动一个带有cancel信号的errgroup。返回errgoup.Group实例和ctx。
  • TryGo(f func() error) bool：尝试启动一个g，如果g启动了则返回true。在limit还未达到时，则可以启动g
  • SetLimit(n int)：设置最大可启动的g数量，如果n为负数，则无数量限制。有启动的g，在重新设置n时则会panic
  • done：私有方法，如果设置了limit，则从channel减少一个数量，然后调用底层的wg.Done

三、深度理解

官方介绍中说的，错误传播，应该就是单例模式存储第一次出现的错我，在调用Wait后会返回。那么如果理解上下文取消。一个g出错会取消其他g嘛？用以下代码进行测试


func GetGoid() int64 {
    var (
        buf [64]byte
        n   = runtime.Stack(buf[:], false)
        stk = strings.TrimPrefix(string(buf[:n]), "goroutine")
    )

    idField := strings.Fields(stk)[0]
    id, err := strconv.Atoi(idField)
    if err != nil {
        panic(fmt.Errorf("can not get goroutine id: %v", err))
    }

    return int64(id)
}

var (
    datarange = []string{"a", "b", "c"}
    randIndex = rand.Int31n(10)
)

func calc(index int, val string) (string, error) {
    if randIndex == int32(index) {
        return "", errors.New("invalid index")
    }

    return val, nil
}

func TestErrGroupNoCtx(t *testing.T) {
    var wg errgroup.Group

    result := make(map[string]bool)
    var mu sync.Mutex

    for i, v := range datarange {
        index, val := i, v
        wg.Go(func() error {
            gid := GetGoid()

            data, err := calc(index, val)
            if err != nil {
                return fmt.Errorf("在g: %d报错, %sn", gid, err)
            }

            fmt.Printf("[%s] 执行: %dn", data, gid)
            mu.Lock()
            result[data] = true
            mu.Unlock()

            fmt.Printf("正常退出: %dn", GetGoid())

            return nil
        })
    }

    if err := wg.Wait(); err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    fmt.Println("运行结束", result)

    // first nil err
    _, ok := result[datarange[randIndex]]
    assert.Equal(t, ok, false)
}

运行后输出

[a] 执行: 35
正常退出: 35
[c] 执行: 37
正常退出: 37
在g: 36报错, invalid index

运行结束 map[a:true c:true]
PASS

可以看到，其中b报错了，但是其他两个还是正常执行了，所以说，一个g报错，其他g并不会被杀死，Wait会等待所有g执行完在返回err。

在看WithContext，为什要用带cancel的ctx呢，看包内Go也只是在某个错误中调用了取消信号，怎么会取消其他的呢？这里返回到ctx有什么用？
为什么说可以取消其他g呢？其实就是要调用方来自己负责，每个各自的 goroutine 所有者必须处理取消信号。


var (
    datarange = []string{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"}
)

func TestErrGroupWithCtx(t *testing.T) {
    wg, ctx := errgroup.WithContext(context.Background())
    result := make(map[string]bool)
    var mu sync.Mutex
    for i, v := range datarange {
        index, val := i, v
        wg.Go(func() error {
            gid := GetGoid()
            select {
            case

执行如下命令

go test -v errgroup_test.go --count=1 -run=TestErrGroupWithCtx 

=== RUN   TestErrGroupWithCtx
[a] 执行: 7
[j] 执行: 16
正常退出: 7
正常退出: 16
[f] 执行: 12
正常退出: 12
[g] 执行: 13
正常退出: 13
[h] 执行: 14
[i] 执行: 15
正常退出: 15
正常退出: 14
[c] 执行: 9
正常退出: 9
goroutine: 10 未执行，msg: context canceled
goroutine: 11 未执行，msg: context canceled
在g: 8报错, invalid index

运行结束 map[a:true c:true f:true g:true h:true i:true j:true]
--- PASS: TestErrGroupWithCtx (0.00s)
PASS
ok      command-line-arguments  0.262s

可以看到，在出错前，启动了的g都能正常执行，在出现错误后，调用Go启动的g就无法正常执行了，关键还是看使用方如何处理cancel这个信号。

**针对同步，官方有个案例，可以看 ** example-Group-Parallel
可以理解为用逻辑实现的并发的获取同步数据

四、总结

  • Group: 启动多个 goroutine，Wait 会一直等到所有 g 执行完，然后抛出第一个报错 g 的 err 内容，报错并不会停止其他g
  • WithContext: 带有 cancel context的group，同样 Wait 会等待所有 g 执行完，然后抛出第一个报错 g 的 err 内容，报错并不会停止其他 g，文档中说到的The first call to return a non-nil error cancels the group 意思是 cancel group 持有的 ctx，而对于启动 g 所有者来说，要自己处理 ctx 的取消信号，并非errgoup会杀死其他 g。

其实我们使用errgroup主要就是因为， Group 代替 sync.WaitGroup 简化了 goroutine 的计数和错误处理。

常见的坑：

errgroup for循环里千万别忘了 i, x := i, x，以前用 sync.Waitgroup 的时候都是 go func 手动给闭包传参解决这个问题的，errgroup 的.Go没法这么干，需要重新声明变量，获取实际的值

额外知识点

多任务时，才需要考虑，同步、异步、并发、并行

  • 同步：多任务开始执行，任务A、B、C全部执行完成后才算结束
  • 异步：多任务开始执行，只需要主任务 A 执行完成就算结束，主任务执行的时候，可以同时执行异步任务 B、C，主任务 A 可以不需要等待异步任务 B、C 的结果。
  • 并发：多个任务在同一个时间段内同时执行，如果是单核心计算机，CPU 会不断地切换任务来完成并发操作。
  • 并行：多任务在同一个时刻同时执行，计算机需要有多核心，每个核心独立执行一个任务，多个任务同时执行，不需要切换。

并发、并行，是逻辑结构的设计模式。
同步、异步，是逻辑调用方式。串行是同步的一种实现，就是没有并发，所有任务一个一个执行完成。
并发、并行是异步的 2 种实现方式

五、参考

  1. how-to-exit-when-the-first-error-occurs-for-one-of-the-goroutines-within-a-wait

文章来源于互联网：从案例中详解go-errgroup-源码

THE END
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