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面试题:Go语言混合使用有缓冲与无缓冲通道实现复杂同步机制

在一个分布式系统的Go语言实现中,需要协调多个节点的任务执行顺序和数据交互。要求混合使用有缓冲和无缓冲通道,实现一个复杂的同步机制,确保任务按照特定顺序执行,并且数据传输准确无误。请详细描述设计思路,并给出核心代码片段。
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编程语言Go

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设计思路

  1. 任务顺序控制:使用无缓冲通道作为信号量来控制任务执行顺序。无缓冲通道的特性是发送和接收操作会阻塞,直到对应的接收和发送操作准备好,这可以用来确保任务一个接一个地执行。
  2. 数据交互:使用有缓冲通道来进行数据的传输。有缓冲通道允许在没有接收者的情况下先发送一定数量的数据,这对于数据传输非常有用,特别是在分布式系统中不同节点间的数据传递场景。
  3. 整体流程:每个任务启动一个goroutine,通过无缓冲通道接收执行信号,完成任务后通过无缓冲通道发送完成信号给下一个任务。数据在任务间通过有缓冲通道传递。

核心代码片段

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    // 无缓冲通道用于控制任务顺序
    signal1 := make(chan struct{})
    signal2 := make(chan struct{})
    // 有缓冲通道用于数据交互
    dataChan := make(chan int, 1)

    // 第一个任务
    go func() {
        // 等待开始信号
        <-signal1
        fmt.Println("Task 1 is running")
        data := 42
        dataChan <- data
        fmt.Println("Task 1 finished, data sent:", data)
        signal2 <- struct{}{}
    }()

    // 第二个任务
    go func() {
        // 等待第一个任务完成信号
        <-signal2
        data := <-dataChan
        fmt.Println("Task 2 is running, received data:", data)
        fmt.Println("Task 2 finished")
    }()

    // 启动第一个任务
    signal1 <- struct{}{}

    // 防止主程序退出
    select {}
}

在上述代码中:

  1. signal1signal2 是无缓冲通道,用于控制任务1和任务2的执行顺序。
  2. dataChan 是有缓冲通道,用于在任务1和任务2之间传递数据。
  3. 主函数通过向 signal1 发送信号启动任务1,任务1完成后向 signal2 发送信号启动任务2,并通过 dataChan 传递数据。