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Golang并发模式之fan-in fan-out应用

P粉602998670

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发布时间:2025-09-15 11:21:01

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来源于php中文网

原创

fan-out指将任务分发给多个goroutine并发处理,fan-in指将多个结果通道合并为一个。通过输入通道分发URL任务,启动10个worker并发抓取数据,每个worker将响应长度发送到输出通道,主函数从输出通道接收并汇总结果,实现高效并发处理。需注意控制并发数、关闭通道时机及使用context管理超时。

golang并发模式之fan-in fan-out应用

在Go语言中,fan-in fan-out 是一种常见的并发设计模式,用于提升数据处理的吞吐量。它通过多个goroutine并行处理任务(fan-out),再将结果汇聚到一个通道中(fan-in),非常适合需要高并发处理大量独立任务的场景,比如数据抓取、消息处理、批量计算等。

什么是fan-out(扇出)

fan-out 指的是将输入数据分发给多个工作 goroutine 并发处理。这样可以充分利用多核CPU,加快处理速度。

例如:有一批待处理的任务,我们启动多个 worker 同时消费这些任务,每个 worker 独立运行,互不阻塞。

常见做法:

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  • 使用一个输入通道分发任务
  • 启动多个 goroutine 从该通道读取并处理
  • 每个 worker 处理完后将结果发送到输出通道

什么是fan-in(扇入)

fan-in 是把多个通道的数据合并到一个通道中,方便主流程统一接收和处理所有 worker 的输出。

利用 Go 的通道选择机制(select),可以从多个输出通道中读取数据,无需等待某个特定通道。

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实现方式通常有两种:

  • 显式使用 select 监听多个通道
  • 通过独立的 goroutine 将各个 worker 的输出写入同一个结果通道

一个完整的fan-in fan-out示例

假设我们要处理一批URL,获取它们的响应长度,并统计总耗时。我们可以用 fan-out 启动多个 worker 并发请求,再用 fan-in 收集结果。

func fetch(url string) int {
    resp, err := http.Get(url)
    if err != nil {
        return 0
    }
    defer resp.Body.Close()
    body, _ := io.ReadAll(resp.Body)
    return len(body)
}

func main() { urls := []string{ / 一堆URL / }

// 输入通道
in := make(chan string, len(urls))
for _, url := range urls {
    in <- url
}
close(in)

// 输出通道
out := make(chan int, len(urls))

// 启动多个worker(fan-out)
for i := 0; i < 10; i++ {
    go func() {
        for url := range in {
            length := fetch(url)
            out <- length
        }
    }()
}

// 关闭out通道,当所有worker完成时
go func() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        <-inWorkerDone // 等待所有worker退出(简化起见可省略计数)
    }
    close(out)
}()

// 读取所有结果(fan-in)
var total int
for result := range out {
    total += result
}

fmt.Println("Total data length:", total)

}

这个例子中:

  • in 通道作为任务队列,被多个 worker 共享消费
  • 每个 worker 处理完任务后把结果发到 out 通道
  • 主函数从 out 中接收所有结果,完成汇聚

适用场景与注意事项

fan-in fan-out 特别适合以下情况:

  • 任务之间无依赖,可独立处理
  • I/O密集型操作,如网络请求、文件读写
  • 需要控制并发度,避免资源耗尽

需要注意的地方:

  • 合理设置 worker 数量,避免系统过载
  • 确保所有 sender 都关闭通道后再从接收端退出,防止 panic
  • 使用 context 控制超时或取消,增强健壮性
  • 结果通道最好带缓冲,或配合 WaitGroup 使用,避免goroutine泄漏

基本上就这些。掌握 fan-in fan-out 模式,能让你写出更高效、清晰的并发程序。关键是理解“分发 + 聚合”的思想,再结合Go的通道和goroutine轻松实现。

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