时间：2021-02-07 14:51:47 | 栏目：Golang | 点击：次
前言
最近在写项目，需要用到信号量等待一些资源完成，但是最多等待N毫秒。在看本文的正文之前，我们先来看下C语言里的实现方法。
在C语言里，有如下的API来实现带超时的信号量等待：
SYNOPSIS #include <pthread.h> int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex, const struct timespec *abstime);
然后在查看golang的document后，发现golang里并没有实现带超时的信号量，官方文档在这里。
原理
我的业务场景是这样的：我有一个缓存字典，当多个用户请求1个不存在的key时，只有1个请求会穿透到后端，而所有用户都要排队等这个请求完成，或者超时返回。
怎么实现呢？其实稍微想一想cond的原理，就能模拟一个带超时的cond出来。
在golang里，要同时实现”挂起等待”和”超时返回”，一般得用select case语法，一个case等待阻塞的资源，一个case等待一个timer，这一点是非常确定的。
原本阻塞的资源应该通过条件变量的机制来实现完成通知，既然这里决定用select case，那么自然想到用channel来代替这个完成通知。
接下来的问题就是，很多请求者并发来获取这个资源，但是资源还没有准备好，所以大家都要排队并挂起，等待资源完成，并且当资源完成后通知大家。
所以，这里很自然要为这个资源做一个队列，每个请求者创建一个chan，并将chan放到队列里，接着select case等待这个chan的通知。而另一端，资源完成后遍历队列，通知每个chan即可。
最后一个问题是，只有第一个请求者才能穿透请求到后端，而后续请求者不应该穿透重复的请求，这可以通过判断缓存里是否有这个key作为判定首次的条件，而标记位init来判断请求者是否应该排队。
我的场景
上面是思路，下面是我的业务场景实现。
func (cache *Cache) Get(key string, keyType int) *string {
if keyType == KEY_TYPE_DOMAIN {
key = "#" + key
} else {
key = "=" + key
}
cache.mutex.Lock()
item, existed := cache.dict[key]
if !existed {
item = &cacheItem{}
item.key = &key
item.waitQueue = list.New()
cache.dict[key] = item
}
cache.mutex.Unlock()
conf := config.GetConfig()
lastGet := getCurMs()
item.mutex.Lock()
item.lastGet = lastGet
if item.init { // 已存在并且初始化
defer item.mutex.Unlock()
return item.value
}
// 未初始化，排队等待结果
wait := waitItem{}
wait.wait_chan = make(chan *string, 1)
item.waitQueue.PushBack(&wait)
item.mutex.Unlock()
// 新增key, 启动goroutine获取初始值
if !existed {
go cache.initCacheItem(item, keyType)
}
timer := time.NewTimer(time.Duration(conf.Cache_waitTime) * time.Millisecond)
var retval *string = nil
// 等待初始化完成
select {
case retval = <- wait.wait_chan:
case <- timer.C:
}
return retval
}
简述一下整个过程：
在initCacheItem函数里，数据已获取成功
// 一旦标记为init, 后续请求将不再操作waitQueue
item.mutex.Lock()
item.value = newValue
item.init = true
item.expire = expire
item.mutex.Unlock()
// 唤醒所有排队者
waitQueue := item.waitQueue
for elem := waitQueue.Front(); elem != nil; elem = waitQueue.Front() {
wait := elem.Value.(*waitItem)
wait.wait_chan <- newValue
waitQueue.Remove(elem)
}
最后
这样就实现了带超时的条件变量效果，实际上我的场景是一个broadcast的cond例子，大家可以参照思路实现自己想要的效果，活学活用。
总结