面试题：Go网络编程中并发控制与资源管理

设计思路

使用sync.Mutex保护共享资源：为了确保多个goroutine安全地访问和修改共享的网络连接池资源，使用sync.Mutex来对连接池的操作进行加锁保护。
动态调整连接池大小：通过一个监控机制来动态调整连接池大小。可以使用一个goroutine来定期检查连接池的使用情况，根据负载情况（如连接请求的等待队列长度、当前活跃连接数等指标）来决定是否需要增加或减少连接池中的连接数。
使用channel进行连接的获取和归还：通过channel来管理连接的获取和归还操作，这样可以简化代码逻辑，并利用channel的阻塞特性来实现连接的等待和同步。

关键代码示例

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

// Connection 表示一个网络连接
type Connection struct {
    // 实际连接相关的字段
}

// ConnectionPool 连接池结构体
type ConnectionPool struct {
    pool      chan *Connection
    size      int
    maxSize   int
    mutex     sync.Mutex
    monitorCh chan struct{}
}

// NewConnectionPool 创建一个新的连接池
func NewConnectionPool(initialSize, maxSize int) *ConnectionPool {
    pool := make(chan *Connection, initialSize)
    for i := 0; i < initialSize; i++ {
        pool <- &Connection{}
    }
    cp := &ConnectionPool{
        pool:      pool,
        size:      initialSize,
        maxSize:   maxSize,
        monitorCh: make(chan struct{}),
    }
    // 启动监控协程
    go cp.monitor()
    return cp
}

// GetConnection 从连接池中获取一个连接
func (cp *ConnectionPool) GetConnection() *Connection {
    cp.mutex.Lock()
    if len(cp.pool) == 0 && cp.size < cp.maxSize {
        newConn := &Connection{}
        cp.pool <- newConn
        cp.size++
    }
    cp.mutex.Unlock()
    return <-cp.pool
}

// ReleaseConnection 归还一个连接到连接池
func (cp *ConnectionPool) ReleaseConnection(conn *Connection) {
    select {
    case cp.pool <- conn:
    default:
        // 如果连接池已满，可能需要做一些额外处理，比如关闭连接
        fmt.Println("Connection pool is full, close the connection")
    }
}

// monitor 监控连接池使用情况并动态调整大小
func (cp *ConnectionPool) monitor() {
    ticker := time.NewTicker(time.Second * 5)
    defer ticker.Stop()
    for {
        select {
        case <-ticker.C:
            cp.mutex.Lock()
            // 这里可以根据具体的负载指标来调整连接池大小
            // 例如，如果等待获取连接的队列长度较长，增加连接池大小
            // 如果活跃连接数长时间较低，减少连接池大小
            if len(cp.pool) < cp.size/2 && cp.size > 1 {
                close(cp.pool)
                newPool := make(chan *Connection, cp.size/2)
                for conn := range cp.pool {
                    newPool <- conn
                }
                cp.pool = newPool
                cp.size = cp.size / 2
            }
            cp.mutex.Unlock()
        case <-cp.monitorCh:
            return
        }
    }
}

使用示例

func main() {
    pool := NewConnectionPool(5, 10)
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            conn := pool.GetConnection()
            defer pool.ReleaseConnection(conn)
            // 使用连接进行网络操作
            fmt.Println("Using connection")
        }()
    }
    wg.Wait()
}

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