使用优先队列结合worker池可实现Go中任务优先级调度，核心为通过heap.Interface定义优先队列，按任务优先级排序，多个worker从队列中取出高优先级任务执行，适用于消息队列、爬虫等场景。
Go语言本身没有内置的优先级调度机制，goroutine的调度由运行时系统自动管理，开发者无法直接控制其执行顺序。但可以通过一些设计模式和数据结构来实现任务优先级调度，尤其是在需要对并发任务进行优先级控制的场景下，比如后台任务处理、消息队列、爬虫系统等。
使用带优先级的优先队列 + worker池
核心思路是：将任务按优先级存入一个优先队列（通常用最小堆或最大堆实现），由一组worker从队列中取出高优先级任务执行。
关键组件：- PriorityQueue：基于heap.Interface实现，按优先级排序
- Task：包含任务逻辑和优先级字段
- Worker Pool：多个goroutine从队列消费任务
示例代码结构：
type Task struct {
Priority int
Job func()
}
// 实现 heap.Interface 的 PriorityQueue
type PriorityQueue []*Task
func (pq PriorityQueue) Len() int { return len(pq) }
func (pq PriorityQueue) Less(i, j int) bool { return pq[i].Priority > pq[j].Priority } // 最大堆
func (pq PriorityQueue) Swap(i, j int) { pq[i], pq[j] = pq[j], pq[i] }
func (pq *PriorityQueue) Push(x interface{}) {
*pq = append(*pq, x.(*Task))
}
func (pq *PriorityQueue) Pop() interface{} {
old := *pq
n := len(old)
item := old[n-1]
*pq = old[0 : n-1]
return item
}
var taskQueue = make(chan *Task, 100)
// Worker 函数
func worker(wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done()
for task := range taskQueue {
task.Job()
}
}
// 启动 worker 池
func StartWorkerPool(n int) {
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < n; i++ {
wg.Add(1)
go worker(&wg)
}
wg.Wait()
}
注意：上面只是基础框架。实际中可将taskQueue替换为优先队列+互斥锁封装的调度器，确保每次取的是最高优先级任务。
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封装调度器控制出队顺序
直接使用channel无法保证优先级，因此需封装一个安全的优先调度器：
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type Scheduler struct {
mu sync.Mutex
heap PriorityQueue
cond *sync.Cond
}
func NewScheduler() *Scheduler {
s := &Scheduler{}
s.cond = sync.NewCond(&s.mu)
return s
}
func (s *Scheduler) Push(task *Task) {
s.mu.Lock()
defer s.mu.Unlock()
heap.Push(&s.heap, task)
s.cond.Signal() // 唤醒等待的worker
}
func (s *Scheduler) Pop() *Task {
s.mu.Lock()
defer s.mu.Unlock()
for s.heap.Len() == 0 {
s.cond.Wait() // 阻塞等待任务
}
return heap.Pop(&s.heap).(*Task)
}
Worker从Scheduler.Pop()获取任务，自然获得最高优先级任务。
结合 context 实现任务抢占与超时控制
在真实系统中，任务可能需要取消或设置超时。使用context可以增强调度器的控制能力：
- 每个Task携带context，支持外部取消
- 高优先级任务可触发低优先级任务的取消（需额外逻辑判断）
- 避免长时间阻塞任务影响整体调度效率
例如：
type Task struct {
Priority int
Ctx context.Context
Job func(context.Context)
}
适用场景与注意事项
这种模式适用于：
- 任务数量可控，不频繁创建大量goroutine
- 优先级差异明显，如紧急通知 > 日志上报
- 需要公平调度但又不能完全FIFO
- Go runtime调度器不保证goroutine执行顺序，不要依赖启动顺序
- 优先级反转问题需自行避免（如低优先级任务持有锁）
- 堆操作时间复杂度O(log n)，任务多时考虑性能优化
