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    14.10.md
    7.47 KB / 2024-07-16 23:14:28
        # 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)
    
    
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