Go语言并发编程-案例_3

案例

并发目录大小统计

业务逻辑

统计目录的文件数量和大小(或其他信息)。示例输出:

复制代码
 // 某个目录:
 2637 files 1149.87 MB

实现思路

  • 给定一个或多个目录,并发的统计每个目录的size,最后累加到一起。

  • 当目录中存在子目录时,递归的统计。

  • 每个目录的统计都由独立的Goroutine完成

  • 累计总Size由独立的Goroutine完成

  • 使用Channel传递获取的文件大小

  • 使用WaitGroup调度

核心代码

复制代码
 // 读取目录内容
 // os.ReadDir
 func ReadDir(name string) ([]DirEntry, error)
 entries, err := os.ReadDir(dir)
 ​
 // 取得文件信息
 info, err := entry.Info()
 ​
 //判定是否为目录
 entry.IsDir()

编码实现

复制代码
 func WalkDir(dirs ...string) string {
     if len(dirs) == 0 {
         dirs = []string{"."}
     }
 ​
     filesizeCh := make(chan int64, 1)
 ​
     wg := &sync.WaitGroup{}
     for _, dir := range dirs {
         wg.Add(1)
         go walkDir(dir, filesizeCh, wg)
     }
 ​
     go func(wg *sync.WaitGroup) {
         wg.Wait()
         close(filesizeCh)
     }(wg)
 ​
     var fileNum, sizeTotal int64
     for filesize := range filesizeCh {
         fileNum++
         sizeTotal += filesize
     }
 ​
     return fmt.Sprintf("%d files %.2f MB\n", fileNum, float64(sizeTotal)/1e6)
 }
 func walkDir(dir string, fileSizes chan<- int64, wg *sync.WaitGroup) {
     defer wg.Done()
     for _, fileinfo := range fileInfos(dir) {
         if fileinfo.IsDir() {
             subDir := filepath.Join(dir, fileinfo.Name())
             wg.Add(1)
             go walkDir(subDir, fileSizes, wg)
         } else {
             fileSizes <- fileinfo.Size()
         }
     }
 }
 func fileInfos(dir string) []fs.FileInfo {
     entries, err := os.ReadDir(dir)
     if err != nil {
         fmt.Fprintf(os.Stderr, "walkdir: %v\n", err)
         return []fs.FileInfo{}
     }
     infos := make([]fs.FileInfo, 0, len(entries))
     for _, entry := range entries {
         info, err := entry.Info()
         if err != nil {
             continue
         }
         infos = append(infos, info)
     }
     return infos
 }

测试执行

复制代码
 > go test -run=WalkDir
 70 files 0.09 MB
 ​
 PASS
 ok      goConcurrency   0.321s

快速排序的并发编程实现

典型的单线程快速排序实现

复制代码
 func QuickSortSingle(arr []int) []int {
     // 确保arr中至少存在2个或以上元素
     if arr == nil || len(arr) < 2 {
         return arr
     }
     // 执行排序
     quickSortSingle(arr, 0, len(arr)-1)
     return arr
 }
 ​
 func quickSortSingle(arr []int, l, r int) {
     // 判定待排序范围是否合法
     if l < r {
         // 获取参考元素位置索引
         mid := partition(arr, l, r)
         // 递归排序左边
         quickSortSingle(arr, l, mid-1)
         // 递归排序右边
         quickSortSingle(arr, mid+1, r)
     }
 }
 ​
 // 大小分区,返回参考元素索引
 func partition(arr []int, l, r int) int {
     p := l - 1
     for i := l; i <= r; i++ {
         if arr[i] <= arr[r] {
             p++
             swap(arr, p, i)
         }
     }
     return p
 }
 ​
 // 交换arr中i和j元素
 func swap(arr []int, i, j int) {
     t := arr[i]
     arr[i] = arr[j]
     arr[j] = t
 }

并发编程实现思路

  • 使用独立的Goroutine完成arr中某部分的排序

  • WaitGroup 完成等待阻塞同步

编码实现

复制代码
 // QuickSortConcurrency 快速排序调用函数
 func QuickSortConcurrency(arr []int) []int {
     // 一:校验arr是否满足排序需要,至少要有2个元素
     if arr == nil || len(arr) < 2 {
         return arr
     }
 ​
     // 四:同步的控制
     wg := &sync.WaitGroup{}
     // 二:执行排序
     // 初始排序整体[0, len(arr)-1]
     wg.Add(1)
     go quickSortConcurrency(arr, 0, len(arr)-1, wg)
     wg.Wait()
 ​
     // 三:返回结果
     return arr
 }
 ​
 // 实现递归快排的核心函数
 // 接收arr,和排序区间的索引位置[l, r]
 func quickSortConcurrency(arr []int, l, r int, wg *sync.WaitGroup) {
     // 一:-1wg的计数器
     defer wg.Done()
 ​
     // 二:判定是否需要排序, l < r
     if l < r {
         // 三:大小分区元素,并获取参考元素索引
         mid := partition(arr, l, r)
 ​
         // 四:并发对左部分排序
         wg.Add(1)
         go quickSortConcurrency(arr, l, mid-1, wg)
 ​
         // 五:并发的对右部分排序
         wg.Add(1)
         go quickSortConcurrency(arr, mid+1, r, wg)
     }
 }

partition 和 swap 部分不变。

测试执行

复制代码
 func TestQuickSortConcurrency(t *testing.T) {
     randArr := GenerateRandArr(1000)
     sortArr := QuickSortConcurrency(randArr)
     fmt.Println(sortArr)
 }
 ​
 ​
 // 生成大的随机数组
 func GenerateRandArr(l int) []int {
     // 生产大量的随机数
     arr := make([]int, l)
     rand.Seed(time.Now().UnixMilli())
     for i := 0; i < l; i++ {
         arr[i] = int(rand.Int31n(int32(l * 5)))
     }
 ​
     return arr
 }
复制代码
 > go test -run=QuickSortConcurrency
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