怎么在Golang中实现一个不可重入函数

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函数function

Go函数不支持嵌套、重载和默认参数

但支持以下特性：

无需声明原型
不定长度变参
多返回值
命名返回值参数
匿名函数
闭包

前言

一个不可重入的函数就是一个在任何时间点只能执行一次的函数，不管它被调用了多少次，以及有多少goroutines。

本篇文章说明了阻塞不可重入函数，并在golang中产生不可重入的函数实现。

场景用例

某个服务是对某些条件进行轮询，每秒监视一些状态。我们希望每个状态都可以独立地检查，而不需要阻塞。实现可能是这样的：

func main() {
 tick := time.Tick(time.Second)
 go func() {
 for range tick {
  go CheckSomeStatus()
  go CheckAnotherStatus()
 }
 }()
}

我们选择在自己的goroutine中运行每个状态检查，以便 CheckAnotherStatus() 不会等待 CheckSomeStatus() 完成。

每一项检查通常都要花费很短的时间，而且比一秒要少得多。但是，如果 CheckAnotherStatus() 本身需要超过一秒的时间运行，会发生什么呢？可能会有一个意外的网络或磁盘延迟影响检查的执行时间。

在同一时间执行两次的函数是否有意义？如果没有，我们希望它是不可重入的。

阻塞，不可重入函数

防止函数多次运行的简单方法是使用sync.Mutex。

假设我们只关心从上面的循环调用这个函数，我们可以从函数外面实现锁：

import (
 "sync"
 "time"
)

func main() {
 tick := time.Tick(time.Second)
 var mu sync.Mutex
 go func() {
 for range tick {
  go CheckSomeStatus()
  go func() {
  mu.Lock()
  defer mu.Unlock()
  CheckAnotherStatus()
  }()
 }
 }()
}

上面的代码保证了 CheckAnotherStatus() 不是由循环的多次迭代执行的。在以前执行 CheckAnotherStatus() 的时候，循环的任何后续迭代都会被互斥锁阻塞。

阻塞解决方案具有以下属性：

它确保了许多“CheckAnotherStatus() ”的调用作为循环迭代的次数。
假设一个执行“CheckAnotherStatus() ”的停顿，随后的迭代会导致请求调用相同函数的请求。

屈服，不可重入函数

在我们的状态检查故事中，对随后的10个电话堆积起来可能没有意义。一个停滞不前的 CheckAnotherStatus() 执行完成了，所有10个调用突然执行，顺序，并且可能在接下来的一秒内完成，在同一秒内完成10个相同的检查。

另一个解决办法是屈服。一个有收益的解决方案是：

如果已经执行了“CheckAnotherStatus() ”的中止执行。
将最多运行一次“CheckAnotherStatus() ”的执行。
与循环迭代的次数相比，实际上可能运行的“CheckAnotherStatus() ”的调用更少。

解决方案是通过以下方式实现的：

import (
 "sync/atomic"
 "time"
)

func main() {
 tick := time.Tick(time.Second)
 var reentranceFlag int64
 go func() {
 for range tick {
  go CheckSomeStatus()
  go func() {
  if atomic.CompareAndSwapInt64(&reentranceFlag, 0, 1) {
   defer atomic.StoreInt64(&reentranceFlag, 0)
  } else {
   return
  }
  CheckAnotherStatus()
  }()
 }
 }()
}

atomic.compareandswapint64(&reentranceFlag, 0, 1) 只有在 reentranceFlag==0 时才会返回true，并将原子性地设置为1。在这种情况下，允许进入，并且可以执行该函数。reentranceFlag保持在1，直到 CheckAnotherStatus() 完成，此时它被重置。当 CompareAndSwapInt64(...) 返回false时，这意味着reentranceFlag!=0，这意味着该函数已经由另一个goroutine执行。代码产生并静默地退出函数。

golang的优点

golang是一种编译语言，可以将代码编译为机器代码，编译后的二进制文件可以直接部署到目标机器而无需额外的依赖，所以golang的性能优于其他的解释性语言，且可以在golang中使用goroutine来实现并发性，它提供了一个非常优雅的goroutine调度程序系统，可以很容易地生成数百万个goroutine。

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