目录
1.前言
2.锁解决方案
3.管道解决方案
4.总结
1.前言
在写H5小游戏的时候,由于需要对多个WebSocket连接进行增、删、查的管理和对已经建立连接的WebSocket通过服务端进行游戏数据交换的需求。于是定义了一个全局的map集合进行连接的管理,让所有的协程共享操作同一个map集合,进行各种WebSocket连接的操作。由于多个协程操作共享同一块内容,这时候就会遇到数据竞争和并发访问。
H5小游戏介绍:基于WebSocket通信的H5小游戏总结-CSDN博客
解决并发问题的常见方法有两种:
- 在结构体中增加 sync.RWMutex字段,每一个协程操作map集合的时候进行加锁操作,操作结束后进行解锁操作,保证同时只有一个协程操作map,避免并发问题。但是频繁的加锁和解锁操作会成为后期的性能瓶颈。
- 使用管道进行通信,由于管道本身就是线程安全的,所以我们在操作层面无需进行加锁和解锁操作,只需要另启一个协程进行管道的读取,如果有数据写入则进行map操作。我们在需要对map进行操作的时候向管道中写入数据即可。
由于第一次在项目中遇到并发问题,一开始没有意识到多个协程对同一个map进行操作需要保证线程安全。在老师查看代码后,说出map是线程不安全的时候,才意识到需要进行加锁操作或者其他方案来保证线程安全。
2.锁解决方案
第一版本的代码——加锁,解锁保证线程安全
在结构体中的ClientsMap进行操作的时候进行加锁和解锁的操作,保证线程安全。
// HupCenter ---使用锁,操作一个多线程共享的Map---//
type HupCenter struct {
//第一个string-roomId 第二个string-userId
ClientsMap map[string]map[string]*Client `json:"-"`
mutex sync.RWMutex
}
// JoinHub 写操作 --将连接加入中心 前提RoomId不为空, 加入房间的时候需要检测当前房间里面的人数
func (h *HupCenter) JoinHub(c *Client) (flag bool) {
h.mutex.Lock()
defer h.mutex.Unlock()
//先查询是否存在此一个roomId key
if myMap, ok := c.Hub.ClientsMap[c.User.RoomId]; ok { //有,加入房间
//检测人数
if len(myMap) == 1 {
myMap[c.User.UserId] = c
flag = true
}
} else { //没有,创建房间
myMap := make(map[string]*Client)
myMap[c.User.UserId] = c //userId
c.Hub.ClientsMap[c.User.RoomId] = myMap //roomId
flag = true
}
return
}
// DeleteFromHub 写操作 --逻辑删除 将传入的参数c从hub连接池中删除
func (h *HupCenter) DeleteFromHub(c *Client) {
h.mutex.Lock()
defer h.mutex.Unlock()
if c.User.RoomId == "" {
return
}
if value, ok1 := c.Hub.ClientsMap[c.User.RoomId]; ok1 {
if _, ok2 := value[c.User.UserId]; ok2 {
delete(value, c.User.UserId)
}
}
if len(c.Hub.ClientsMap[c.User.RoomId]) == 0 {
delete(c.Hub.ClientsMap, c.User.RoomId)
}
}
// QueryOtherUser 读操作 -- 根据当前用户寻找另一位用户,返回user对象
func (h *HupCenter) QueryOtherUser(c *Client) *Client {
if roomMap, ok := h.ClientsMap[c.User.RoomId]; ok { //room
for userId, user := range roomMap {
if userId != c.User.UserId {
return user
}
}
}
return nil
}
3.管道解决方案
使用锁是能够基本解决问题的,但是对于读写较为频繁的场景,读写锁可能会成为性能瓶颈,再加上自己对管道的运用不是很熟练,就开始思考如何使用channel去解决这一个并发的问题,代码如下:
type HupCenter struct {
ClientsMap map[string]map[string]*Client `json:"-"` //第一个string-roomId 第二个string-userId
Register chan *Client
UnRegister chan *Client
}
// NewHub 初始化一个hub
func NewHub() *HupCenter {
return &HupCenter{
ClientsMap: make(map[string]map[string]*Client),
Register: make(chan *Client, 1),
UnRegister: make(chan *Client, 1),
}
}
// Run 用户向hub中的逻辑注册、删除、心跳检测全方法,在代码执行后,开始协程去执行Run方法
func (h *HupCenter) Run() {
checkTicker := time.NewTicker(time.Duration(pkg.HeartCheckSecond) * time.Second)
defer checkTicker.Stop()
for {
select {
case client := <-h.Register:
//先查询是否存在此一个roomId key
if myMap, ok := client.Hub.ClientsMap[client.User.RoomId]; ok { //有,加入房间
//检测人数
if len(myMap) == 1 {
myMap[client.User.UserId] = client
}
} else { //没有,创建房间
myMap := make(map[string]*Client)
myMap[client.User.UserId] = client //userId
client.Hub.ClientsMap[client.User.RoomId] = myMap //roomId
}
fmt.Println("有人加入房间:", client.Hub.ClientsMap)
case client := <-h.UnRegister:
client.User.Close()
if value, ok1 := client.Hub.ClientsMap[client.User.RoomId]; ok1 {
if _, ok2 := value[client.User.UserId]; ok2 {
delete(value, client.User.UserId)
}
}
if len(client.Hub.ClientsMap[client.User.RoomId]) == 0 {
delete(client.Hub.ClientsMap, client.User.RoomId)
}
case <-checkTicker.C:
for _, roomMap := range h.ClientsMap {
for _, client := range roomMap {
if client.User.HealthCheck.Before(time.Now()) {
h.UnRegister <- client
}
}
}
fmt.Println(time.Now().Format(time.DateTime), h.ClientsMap)
}
}
}
// QueryOtherUser 读操作 -- 根据当前用户寻找另一位用户,返回user对象
func (h *HupCenter) QueryOtherUser(c *Client) *Client {
if roomMap, ok := h.ClientsMap[c.User.RoomId]; ok { //room
for userId, user := range roomMap {
if userId != c.User.UserId {
return user
}
}
}
return nil
}
在代码中,我们在结构体中定义了两个管道,一个管道接收注册的客户端对象(原JoinHub方法),另一个管道接收注销的客户端对象(原DeleteFormHub方法);
在Run方法中,我们创建了一个10秒的ticker对象,来进行客户端连接的心跳检测。之后使用for循环来执行select来监听多个管道,并执行对应的分支操作。select会随机挑选一个可执行的case语句,如果没有可执行的case,则进行等待。在本代码中如果没有注册、注销的操作,会每隔10秒进行一次心跳检测,并打印当前存活的客户端对象集合。
4.总结
在使用锁解决并发问题的时候,一定要使用延迟函数解锁,防止出现死锁问题;
在使用管道解决并发问题的时候,设计好管道的缓冲区和管道的关闭操作,防止出现死锁和向已经关闭的管道中写入数据,发生panic异常。
结语:学会一个知识点最好的方法就是在项目、实战中去应用它。