使用 Go 语言优雅地暂停和恢复 Goroutine

心靈之曲

发布时间：2025-10-09 10:09:38

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使用 go 语言优雅地暂停和恢复 goroutine

本文介绍了一种优雅地暂停、恢复和停止大量并发 Goroutine 的方法。通过引入控制通道和状态管理，可以实现对 Goroutine 生命周期的细粒度控制，避免了阻塞和资源浪费，并提供了一个可扩展的解决方案，适用于需要动态管理并发任务的场景。

在并发编程中，控制 Goroutine 的执行状态是一个常见的需求。例如，在执行同步操作时，可能需要暂停所有工作 Goroutine，待同步完成后再恢复它们。本文将介绍一种使用 Go 语言实现这一功能的优雅方法，并提供详细的代码示例和解释。

核心思路：状态控制通道

该方案的核心思想是为每个 Goroutine 创建一个控制通道，用于接收控制指令，例如暂停、恢复和停止。Goroutine 根据接收到的指令来改变其执行状态。

代码示例

以下是一个完整的示例代码，展示了如何使用状态控制通道来管理 Goroutine：

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package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync"
)

// Worker 状态常量
const (
    Stopped = 0
    Paused  = 1
    Running = 2
)

// 最大 Worker 数量
const WorkerCount = 1000

func main() {
    // 启动 Workers
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(WorkerCount + 1)

    workers := make([]chan int, WorkerCount)
    for i := range workers {
        workers[i] = make(chan int, 1)

        go func(i int) {
            worker(i, workers[i])
            wg.Done()
        }(i)
    }

    // 启动 Controller Goroutine
    go func() {
        controller(workers)
        wg.Done()
    }()

    // 等待所有 Goroutine 完成
    wg.Wait()
}

func worker(id int, ws <-chan int) {
    state := Paused // 初始状态为暂停

    for {
        select {
        case state = <-ws:
            switch state {
            case Stopped:
                fmt.Printf("Worker %d: Stopped\n", id)
                return
            case Running:
                fmt.Printf("Worker %d: Running\n", id)
            case Paused:
                fmt.Printf("Worker %d: Paused\n", id)
            }

        default:
            // 使用 runtime.Gosched() 避免死锁。
            // 如果这里执行了会产生调度的任务，则不需要它。
            runtime.Gosched()

            if state == Paused {
                break
            }

            // 在这里执行实际工作
            // fmt.Printf("Worker %d: Working\n", id) // Uncomment to see workers running
        }
    }
}

// controller 管理所有 Worker 的当前状态。
// 可以指示它们运行、暂停或完全停止。
func controller(workers []chan int) {
    // 启动 Workers
    setState(workers, Running)

    // 暂停 Workers
    setState(workers, Paused)

    // 恢复 Workers
    setState(workers, Running)

    // 关闭 Workers
    setState(workers, Stopped)
}

// setState 改变所有给定 Worker 的状态。
func setState(workers []chan int, state int) {
    for _, w := range workers {
        w <- state
    }
}

代码解释

状态常量： 定义了 Stopped、Paused 和 Running 三种状态，用于表示 Goroutine 的执行状态。
worker 函数：
- 接收一个 ID 和一个状态控制通道 ws。
- 使用 select 语句监听通道，并根据接收到的状态指令更新 Goroutine 的状态。
- 如果状态为 Paused，则使用 break 跳出 select 语句，使 Goroutine 暂停执行。
- 如果状态为 Running，则执行实际的工作。
- 如果状态为 Stopped，则退出 Goroutine。
- runtime.Gosched()的作用是让出 CPU 时间片，允许其他 Goroutine 运行。这在 Paused 状态下非常重要，因为它可以防止 Goroutine 占用过多的 CPU 资源。如果没有实际工作执行,必须有runtime.Gosched()避免死锁。
controller 函数：
- 接收一个 Worker 通道切片。
- 使用 setState 函数向所有 Worker 发送状态指令，从而控制它们的执行状态。
setState 函数：
- 遍历 Worker 通道切片，并向每个通道发送指定的状态指令。

运行结果

运行该程序，将看到类似以下的输出：

Worker 0: Running
Worker 1: Running
Worker 2: Running
...
Worker 999: Running
Worker 0: Paused
Worker 1: Paused
Worker 2: Paused
...
Worker 999: Paused
Worker 0: Running
Worker 1: Running
Worker 2: Running
...
Worker 999: Running
Worker 0: Stopped
Worker 1: Stopped
Worker 2: Stopped
...
Worker 999: Stopped

这表明 Goroutine 按照 Controller 的指令，依次进入运行、暂停和停止状态。