Two-phase Termination Pattern，我就跟你說不要亂拔電源！

什麼是 Two-phase Termination Pattern？

分兩個階段關閉 goroutine，第一階段先結束 goroutine 的程式邏輯，第二階段再結束 goroutine 本身

https://i.imgur.com/MCUxWsp.png

此模式的核心目標如以下三點：

  1. 安全的終止 goroutine（安全性）
  2. 必定會關閉 goroutine（生命性）
  3. 發出關閉請求後盡快運行邏輯關閉的處理（響應性）

以 golang 來說我們關閉 goroutine 會採取關閉 channel 的方法：

package main

func main() {
	done := make(chan bool)
	go func() {
		for {
			select {
			case <-done:
				// 關閉的善後程序
				return
            // 其他 case
			}
		}
	}()

	close(done)
}

這樣的關閉方式其實就有滿足以上三點了。收到done channel被關閉的訊號後，goroutine 會執行case <-done:區域的善後程序並 return 關閉 goroutine：

  • 達到安全性：不會有意外退出的情形。
  • 達到生命性：不會有 goroutine 是暫停狀態的情形而無法關閉。
  • 達到響應性：跟生命性的問題相關，不會有 goroutine 是暫停狀態的情形而沒有處理關閉程序

所以在平常使用 golang 的時候並不會思考這些問題，Two-phase Termination Pattern 主要是在 java 這類「直接控制 thread 生命週期」的語言才會應用到。

java 的 thread 是用物件封裝的，開發者可以控制 thread 的生命週期，並且提供了 Thread.stop()來關閉 thread，但這是不安全的，他會使運行的 thread 突然中止，就好像正在計算的電腦，插座直接被拔掉了一樣。

因此 java 開發者不建議用Thread.stop()關閉 thread，而是用Thread.interrupt()加上flag的方式，

  • Thread.interrupt()是為了關閉正處於Thread.sleep()、Thread.wait()這類「暫停狀態」的 thread
  • flag是為了關閉正在運行的 thread

如下：

try {
    while (isRunnable) {
        doSomething();
    }
} catch (InterruptedException e) {
} finally {
    doShutdown();
}

如果 thread 正在運行，while (isRunnable)這個flag是false的話就可以控制是否運行。

如果 thread 運行Thread.sleep()、Thread.wait()導致 thread 暫停，Thread.interrupt()就可以使 thread 拋出異常InterruptedException，並執行最後的doShutdown()善後程序。

java 設計會以一個 function 執行Thread.interrupt()與改變flag，而正在運行的 thread 再執行關閉動作，

public void terminate() {
	isRunnable = false;
	interrupt();
}

從Thread.stop()到Thread.interrupt()，會較能比對出 Two-phase Termination Pattern 「兩階段終止」的行為。

而 golang 不能直接控制 goroutine 的生命週期，無法做出 java 直接關閉 thread 的行為，所以原本 channel 的做法，即符合 Two-phase Termination Pattern 的目標。

問題情境

設計一個提示，提示關閉程序後顯示。

解決方式

相關的 code 在Github - go-design-patterns。

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"os/signal"
	"syscall"
)

func main() {
	done := make(chan os.Signal, 1)
	signal.Notify(done, os.Interrupt, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
	go func() {
		for {
			select {
			case <-done:
				fmt.Println("bye bye")
				os.Exit(1)
			}
		}
	}()

	// do something

	select {}
}

done{} channel 會透過signal.Notify()與os.Interrupt、syscall.SIGINT、syscall.SIGTERM這些關閉相關的 system 訊號綁定，並以 goroutine 的方式一直運作在整個程序。

再執行do something的部分時，只要我們使用control+c或者其他關閉程序的方法，channel 接收到關閉訊號就會安全地執行case <-done:範圍的 code，即在 terminal 顯示bye bye提示並關閉程序。

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