限速器和信号量的区别

区别

信号量(Semaphore)和限速器(Rate Limiter)都是用于控制并发访问共享资源的同步原语,但它们之间存在一些关键区别。

  1. 目的:

    • 信号量(Semaphore):信号量主要用于控制并发访问共享资源的最大数量。它可以防止资源耗尽或过载,例如限制最多有多少个线程可以同时访问数据库。

    • 限速器(Rate Limiter):限速器用于控制对共享资源的访问速率,例如每秒允许多少个请求。它通常用于限制 API 请求的速度,以防止滥用或防止服务过载。

  2. 实现:

    • 信号量(Semaphore):信号量通常使用计数器来表示可用的资源数量。当线程请求访问资源时,计数器减一;当释放资源时,计数器加一。如果计数器为零,新的请求将等待,直到有可用资源。

    • 限速器(Rate Limiter):限速器的实现通常基于令牌桶或漏桶算法。令牌桶算法以固定速率向桶中添加令牌,请求需要消耗令牌才能继续。漏桶算法则用于平滑输出速率,将请求放入桶中,然后以固定速率处理请求。

  3. 使用场景:

    • 信号量(Semaphore):信号量适用于那些需要限制并发访问数量的场景,例如数据库连接或线程池等。

    • 限速器(Rate Limiter):限速器适用于需要限制请求速率的场景,例如 API 请求速度限制或文件上传速度限制等。

总结:信号量和限速器都是控制对共享资源的并发访问的同步原语,但它们关注的方面不同。信号量主要限制并发访问的最大数量,而限速器则控制访问速率。根据需要限制并发数量还是限制访问速率,可以选择使用信号量还是限速器。

信号量的使用

import (
    "context"
    "fmt"
    "sync"
    "time"

    "golang.org/x/sync/semaphore"
)

var sem = semaphore.NewWeighted(int64(3)) // 最大并发数为 3

func visitResource(id int) {
    ctx := context.TODO()
    if err := sem.Acquire(ctx, 1); err != nil {
        fmt.Printf("Failed to acquire semaphore for visitor %d: %v\n", id, err)
        return
    }
    defer sem.Release(1)

    fmt.Printf("Visitor %d is visiting the resource.\n", id)
    time.Sleep(1 * time.Second)
    fmt.Printf("Visitor %d has finished visiting the resource.\n", id)
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 1; i <= 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(id int) {
            defer wg.Done()
            visitResource(id)
        }(i)
    }
    wg.Wait()
}


在上述示例中,我们创建了一个允许最多 3 个并发访问的 semaphore.Weighted 实例。然后,我们并发调用 visitResource 函数 10 次。通过使用 sem.Acquire 和 sem.Release 方法,我们确保了同时访问的最大数量不会超过 3。这样可以防止资源被过度使用或过载。

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