面试题：Go中实现自定义并发控制工具的设计思路

Question

假设标准库中的并发控制工具无法满足特定需求，需要设计一个自定义的并发控制工具，例如一个可以限制同时运行的goroutine数量并且能够动态调整这个限制的工具。请描述设计这个工具的整体思路，包括需要用到的数据结构、关键方法以及如何确保并发安全。如果可能的话，给出一个简单的代码框架实现。

Answer 1

设计思路

1. 控制并发数量：使用一个计数器记录当前正在运行的 goroutine 数量，当新的 goroutine 启动时计数器加一，结束时减一。
2. 动态调整限制：提供方法来修改允许同时运行的 goroutine 最大数量。
3. 并发安全：使用互斥锁保护对计数器和最大限制数量的操作，确保在并发环境下数据的一致性。

数据结构

1. 计数器：用于记录当前运行的 goroutine 数量。
2. 最大限制数量：表示允许同时运行的 goroutine 最大数目。
3. 互斥锁：保护对上述两个变量的操作。

关键方法

1. 启动新 goroutine：检查当前计数器是否小于最大限制，若小于则计数器加一，否则等待直到有空间。
2. 结束 goroutine：计数器减一。
3. 调整限制：修改最大限制数量，同时检查是否有等待的 goroutine 可以继续运行。

代码框架实现

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

type CustomConcurrencyControl struct {
    maxCount   int
    running    int
    mutex      sync.Mutex
    semaphore  chan struct{}
}

func NewCustomConcurrencyControl(maxCount int) *CustomConcurrencyControl {
    return &CustomConcurrencyControl{
        maxCount:   maxCount,
        running:    0,
        semaphore:  make(chan struct{}, maxCount),
    }
}

func (ccc *CustomConcurrencyControl) Start() {
    ccc.mutex.Lock()
    if ccc.running >= ccc.maxCount {
        ccc.mutex.Unlock()
        <-ccc.semaphore
    }
    ccc.running++
    ccc.mutex.Unlock()
}

func (ccc *CustomConcurrencyControl) Stop() {
    ccc.mutex.Lock()
    ccc.running--
    if ccc.running < ccc.maxCount {
        ccc.semaphore <- struct{}{}
    }
    ccc.mutex.Unlock()
}

func (ccc *CustomConcurrencyControl) AdjustLimit(newLimit int) {
    ccc.mutex.Lock()
    ccc.maxCount = newLimit
    for ccc.running >= ccc.maxCount {
        <-ccc.semaphore
    }
    for i := ccc.running; i < ccc.maxCount; i++ {
        ccc.semaphore <- struct{}{}
    }
    ccc.mutex.Unlock()
}