面试题：Go中基于缓冲与非缓冲通道实现复杂同步逻辑

Question

给定一个场景：有一组任务，任务分为A、B两类，要求A类任务先执行一定数量（例如5个），然后B类任务才能开始执行，且B类任务执行完后，A类任务可以继续执行。请使用Go语言的缓冲通道和非缓冲通道来设计并实现这种复杂的同步逻辑，阐述设计思路，并说明选择不同通道类型的原因。

Answer 1

设计思路

1. 使用缓冲通道实现：
   • 缓冲通道用于控制A类任务的执行数量。当A类任务执行到一定数量（例如5个）时，向通道发送信号，B类任务开始执行。
   • 另一个非缓冲通道用于确保B类任务执行完成后，A类任务继续执行。
2. 使用非缓冲通道实现：
   • 非缓冲通道用于同步A类任务和B类任务的执行。A类任务执行一定数量后，通过非缓冲通道与B类任务进行同步，B类任务执行完后，再通过非缓冲通道通知A类任务继续执行。

代码实现

1. 使用缓冲通道：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    aTaskCount := 5
    aTaskDone := make(chan struct{}, aTaskCount)
    bTaskDone := make(chan struct{})

    // A类任务
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println("A类任务执行:", i)
            if i < aTaskCount {
                aTaskDone <- struct{}{}
            }
            if i >= aTaskCount {
                <-bTaskDone
            }
        }
    }()

    // B类任务
    go func() {
        for i := 0; i < aTaskCount; i++ {
            <-aTaskDone
        }
        fmt.Println("B类任务开始执行")
        // 模拟B类任务执行
        fmt.Println("B类任务执行完毕")
        bTaskDone <- struct{}{}
    }()

    select {}
}

2. 使用非缓冲通道：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    aTaskCount := 5
    aTaskDone := make(chan struct{})
    bTaskDone := make(chan struct{})

    // A类任务
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println("A类任务执行:", i)
            if i == aTaskCount {
                close(aTaskDone)
            }
            if i >= aTaskCount {
                <-bTaskDone
            }
        }
    }()

    // B类任务
    go func() {
        for i := 0; i < aTaskCount; i++ {
            <-aTaskDone
        }
        fmt.Println("B类任务开始执行")
        // 模拟B类任务执行
        fmt.Println("B类任务执行完毕")
        bTaskDone <- struct{}{}
    }()

    select {}
}

选择不同通道类型的原因

1. 缓冲通道：
   • 优点：缓冲通道可以在不阻塞发送操作的情况下，存储一定数量的值。在这个场景中，缓冲通道aTaskDone可以先存储A类任务执行的信号，直到达到设定的数量，这样A类任务可以继续执行而不会阻塞。
   • 适用场景：适用于需要一定数量的任务先执行，然后触发其他任务执行，并且在触发之前不需要立即同步的场景。
2. 非缓冲通道：
   • 优点：非缓冲通道在发送和接收操作上是同步的，发送操作会阻塞直到有接收者准备好接收数据，反之亦然。在这个场景中，非缓冲通道aTaskDone可以确保A类任务执行到一定数量后，才与B类任务进行同步，保证了任务执行的顺序。
   • 适用场景：适用于需要严格同步任务执行顺序，确保一个任务执行到某个阶段后，另一个任务才能开始执行的场景。