# 版本 3 - 添加协程

第 3 个版本的代码 *goto_v3* 见 [goto_v3](examples/chapter_19/goto_v3)。

# 19.6 用协程优化性能

如果有太多客户端同时尝试添加 URL，第 2 个版本依旧存在性能问题。得益于锁机制，我们的 `map` 可以在并发访问环境下安全地更新，但每条新产生的记录都要立即写入磁盘，这种机制成为了瓶颈。写入操作可能同时发生，根据不同操作系统的特性，可能会产生数据损坏。就算不产生写入冲突，每个客户端在 `Put()` 函数返回前，必须等待数据写入磁盘。因此，在一个 I/O 负载很高的系统中，客户端为了完成 `Add()` 请求，将等待更长的不必要的时间。

为缓解该问题，必须对 `Put()` 和存储进程*解耦*：我们将使用 Go 的并发机制。我们不再将记录直接写入磁盘，而是发送到一个*通道*中，它是某种形式的缓冲区，因而发送函数不必等待它完成。

保存进程会从该通道读取数据并写入磁盘。它是以 `saveLoop()` 协程启动的独立线程。现在 `main()` 和 `saveLoop()` 并行地执行，不会再发生阻塞。

将 `URLStore` 的 `file` 字段替换为 `record` 类型的通道：`save chan record`。
```go
type URLStore struct {
	urls map[string]string
	mu sync.RWMutex
	save chan record
}
```

通道和 `map` 一样，必须用 `make()` 创建。我们会以此修改 `NewURLStore()` 工厂函数，并给定缓冲区大小为 1000，例如：`save := make(chan record, saveQueueLength)`。为解决性能问题，`Put` 可以发送记录 `record` 到带缓冲的 `save` 通道：
```go
func (s *URLStore) Put(url string) string {
	for {
		key := genKey(s.Count())
		if s.Set(key, url) {
			s.save <- record{key, url}
			return key
		}
	}
	panic("shouldn't get here")
}
```

`save` 通道的另一端必须有一个接收者：新的 `saveLoop()` 方法在独立的协程中运行，它接收 `record` 值并将它们写入到文件。`saveLoop()` 是在 `NewURLStore()` 函数中用 `go` 关键字启动的。现在，可以移除不必要的打开文件的代码。以下是修改后的 `NewURLStore()`：

```go
const saveQueueLength = 1000
func NewURLStore(filename string) *URLStore {
	s := &URLStore{
		urls: make(map[string]string),
		save: make(chan record, saveQueueLength),
	}
	if err := s.load(filename); err != nil {
		log.Println("Error loading URLStore:", err)
	}
	go s.saveLoop(filename)
	return s
}
```

以下是 `saveLoop()` 方法的代码：
```go
func (s *URLStore) saveLoop(filename string) {
	f, err := os.Open(filename, os.O_WRONLY|os.O_CREATE|os.O_APPEND, 0644)
	if err != nil {
		log.Fatal("URLStore:", err)
	}
	defer f.Close()
	e := gob.NewEncoder(f)
	for {
		// taking a record from the channel and encoding it
		r := <-s.save
		if err := e.Encode(r); err != nil {
			log.Println("URLStore:", err)
		}
	}
}
```

在无限循环中，记录从 `save` 通道读取，然后编码到文件中。

我们在 [14 章](14.0.md) 深入学习了协程和通道，但在这里我们见到了实用的案例，更好地管理程序的不同部分。注意现在 `Encoder` 对象只被创建一次，而不是每次保存时都创建，这也可以节省了一些内存和运算处理。

还有一个改进可以使 goto 更灵活：我们可以将文件名、监听地址和主机名定义为标志 (flag)，来代替在程序中硬编码或定义常量。这样当程序启动时，可以在命令行中指定它们的新值，如果没有指定，将采用 flag 的默认值。该功能来自另一个包，所以需要 `import "flag"`（这个包的更详细信息见 [12.4 节](12.4.md)）。

先创建一些全局变量来保存 flag 的值：
```go
var (
	listenAddr = flag.String("http", ":8080", "http listen address")
	dataFile = flag.String("file", "store.gob", "data store file name")
	hostname = flag.String("host", "localhost:8080", "host name and port")
)
```

为了处理命令行参数，必须把 `flag.Parse()` 添加到 `main()` 函数中，在 flag 解析后才能实例化 `URLStore`，一旦得知了 `dataFile` 的值（在代码中使用了 `*dataFile`，因为 flag 是指针类型必须解除引用来获取值，见 [4.9 节](04.9.md)）：
```go
var store *URLStore
func main() {
	flag.Parse()
	store = NewURLStore(*dataFile)
	http.HandleFunc("/", Redirect)
	http.HandleFunc("/add", Add)
	http.ListenAndServe(*listenAddr, nil)
}
```

现在 `Add()` 处理函数中须用 `*hostname` 替换 `localhost:8080`：
```go
fmt.Fprintf(w, "http://%s/%s", *hostname, key)
```

编译或直接使用现有的可执行程序测试第 3 个版本。

## 链接

- [目录](directory.md)
- 上一节：[持久化存储：gob](19.5.md)
- 下一节：[以 json 格式存储](19.7.md)