实现 Futures 模式

14.9 实现 Futures 模式

所谓Futures就是指:有时候在你使用某一个值之前需要先对其进行计算。这种情况下,你就可以在另一个处理器上进行该值的计算,到使用时,该值就已经计算完毕了。

Futures模式通过闭包和通道可以很容易实现,类似于生成器,不同地方在于Futures需要返回一个值。

参考条目文献给出了一个很精彩的例子:假设我们有一个矩阵类型,我们需要计算两个矩阵A和B乘积的逆,首先我们通过函数Inverse(M)分别对其进行求逆运算,在将结果相乘。如下函数InverseProduct()实现了如上过程:

func InverseProduct(a Matrix, b Matrix) {
    a_inv := Inverse(a)
    b_inv := Inverse(b)
    return Product(a_inv, b_inv)
}

在这个例子中,a和b的求逆矩阵需要先被计算。那么为什么在计算b的逆矩阵时,需要等待a的逆计算完成呢?显然不必要,这两个求逆运算其实可以并行执行的。换句话说,调用Product函数只需要等到a_invb_inv的计算完成。如下代码实现了并行计算方式:

func InverseProduct(a Matrix, b Matrix) {
    a_inv_future := InverseFuture(a)   // start as a goroutine
    b_inv_future := InverseFuture(b)   // start as a goroutine
    a_inv := <-a_inv_future
    b_inv := <-b_inv_future
    return Product(a_inv, b_inv)
}

InverseFuture函数起了一个goroutine协程,在其执行闭包运算,该闭包会将矩阵求逆结果放入到future通道中:

func InverseFuture(a Matrix) {
    future := make(chan Matrix)
    go func() {
        future <- Inverse(a)
    }()
    return future
}

当开发一个计算密集型库时,使用Futures模式设计API接口是很有意义的。在你的包使用Futures模式,且能保持友好的API接口。此外,Futures可以通过一个异步的API暴露出来。这样你可以以最小的成本将包中的并行计算移到用户代码中。(参见参考文件18:http://www.golangpatterns.info/concurrency/futures

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